2019.09.20

MU-MIMO 와이파이 6에 대해 알아야 할 10가지

Eric Geier | Network World
MU(Multi-user) MIMO를 이용하면 다수의 와이파이 장치가 동시에 다중 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 액세스 포인트(AP)가 동시에 4개의 다른 와이파이 장치로 데이터를 전송할 수 있다. MU-MIMO는 네트워크의 처리량을 크게 높일 수 있으며 진정한 고밀도 네트워크의 토대가 될 수 있다.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술은 10년 전 802.11n 무선 표준과 함께 도입된 단일 사용자 모드(SU-MIMO)의 데뷔한 이후, 지속적으로 발전했다.

802.11ac(와이파이 5) 표준은 Wave 2에서 MU-MIMO를 옵션으로 도입했다. 현재 802.11ax(와이파이 6) 표준을 통해서는 MU-MIMO가 더 개선됐다. 802.11ax 무선 라우터와 AP가 시장에 출시되면서 와이파이 네트워크를 이용하는 조직이라면 MU-MIMO를 좀 더 알 필요가 있다. 이를 따라잡는데 도움이 되는 10가지 사실을 알아보자.



1. 와이파이 표준에 따라 MU-MIMO는 일방 또는 양방향일 수 있다
SU-MIMO와는 달리 802.11ac가 적용된 MU-MIMO는 다운링크 무선 연결과만 호환된다. 무선 라우터와 AP만 각각 1개 이상의 데이터 스트림을 여러 사용자에게 동시에 전송할 수 있다. 무선 장치 자체(스마트폰, 태블릿, 노트북 등)는 여전히 차례로 무선 라우터나 AP에 데이터를 전송하지만 개별적으로 SU-MIMO를 사용해 자신의 차례에 다중 스트림을 전송할 수 있다.

802.11ax의 Wave 2가 출시되면 무선 장치(스마트폰, 태블릿, 노트북 등)도 전송 시 동시 스트림을 지원할 수 있게 될 것이다. 다중 무선 장치가 무선 라우터나 AP로부터 데이터를 받는 것 외에 동시에 데이터를 전송할 수 있을 것이다. 여기에는 MU-MIMO를 통해 수신 확인을 전송하는 장치가 포함된다. 이 기능이 사소해 보이지만 통신 프로세스의 속도를 높이는데 실질적으로 도움이 될 수 있다.

2. OFDMA 기술이 MU-MIMO를 보완한다
OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 기술은 LTE 네트워크가 사용하는 것과 마찬가지로 11ax에 포함된다. 기본적으로 채널을 작은 세그먼트로 분할하고 여러 장치가 각각의 채널 세그먼트(기술 용어로 RU(Resource Unit)) 안에서 동시에 통신할 수 있도록 허용하는 기술이다.

통신속도가 직접적으로 증가하는 것은 아니지만 통신이 가능할 때 장치가 더욱 신속하게 잘 조정할 수 있어 전반적으로 채널을 더 효율적으로 사용할 수 있다.  

OFDMA와 MU-MIMO는 모두 여러 장치가 동시에 전송할 수 있는 기술이지만 큰 차이가 있다. OFDMA는 처리량이 낮은 고밀도 환경이나 IoT 센서 등의 소형 패킷 애플리케이션에 도움이 될 수 있지만 MU-MIMO는 처리량이 높은 애플리케이션에 적합하다.

3. 802.11ax(와이파이 6)는 더 많은 동시 MU-MIMO 스트림을 지원한다
11ac 표준은 MU-MIMO 그룹에서 최대 4개의 클라이언트를 지원했기 때문에 AP 또는 무선 라우터가 한 번에 4개의 장치로만 전송할 수 있었다. 11Ax의 경우 이제 최대 8개의 클라이언트가 한 그룹이 될 수 있다. 이 기능은 연결 속도와 처리량을 높이는데 도움이 될 것이다.

4. 802.11ax(와이파이 6)를 통한 MU-MIMO는 2.4GHz 및 5GHz 대역으로 작동한다
11n 및 11ac의 경우 SU-MIMO는 2.4GHz 및 5GHz 대역으로 작동하지만 11ac의 MU-MIMO는 5GHz 대역에서만 지원됐다. 하지만 11ax가 두 대역에 적용되면서 MU-MIMO(및 OFDMA)도 두 대역에서 작동한다. 이 대역은 한 번에 최대 3개의 중복되지 않는 채널만 지원하며 작은 구형 채널폭을 사용한다. 11Ax의 MU-MIMO는 속도를 높이고 밀집된 환경에서 사용성을 높여 낮은 대역을 절약하는데 도움이 될 수 있다.

5. 빔포밍(Beamforming)은 신호 조종에 도움이 된다
MU-MIMO는 무작위로 모든 방향으로 전송하는 대신에 의도한 무선 장치로 신호를 전송하는 11ac 및 11ax의 별도의 기능인 빔포밍이라는 것을 사용한다. 신호가 더욱 효율적으로 사용되기 때문에 이 기술은 와이파이 범위와 속도를 높이는데 도움이 된다.

빔포밍은 본래 11n에서 옵션으로 제공되었지만 대부분의 공급업체는 각자의 버전만을 적용했었다. 표준화된 버전이 있으면 11ac 또는 11ax 제품에서 빔포밍 및 MU-MIMO에 도움이 된다.

6. 업링크 MU-MIMO를 위해서는 사용자 장치도 여러 개의 안테나가 필요하다
11ac와 마찬가지로 무선 장치는 무선 라우터와 AP로부터 MU-MIMO 스트림을 수신하기 위해 여러 개의 안테나가 필요 없다. 무선 장치에 1개의 안테나만 있는 경우 여전히 AP로부터 1개의 MU-MIMO 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 

하지만 업링크 MU-MIMO의 경우 단일 스트림 연결이라 하더라도 무선 장치에 최소 2개의 안테나가 있어야 MU-MIMO를 통해 AP 또는 무선 라우터로 다시 전송할 수 있다.

안테나가 많으면 장치가 더 많은 동시 데이터 스트림(일반적으로 안테나당 1개의 스트림)을 지원할 수 있기 때문에 장치의 와이파이 성능에 좋다. 하지만 하나의 장치에 여러 개의 안테나를 포함시키면 더 많은 출력과 공간이 필요하며 비용도 높아진다. 11ax 기능을 제대로 활용하려면 8개의 안테나가 필요할 것이다.

7. 구형 장치도 혜택을 볼 수 있다
구형 11n 및 11ac 와이파이 장치는 11ax AP 또는 무선 라우터 연결 시 직접적인 범위 또는 성능 향상이 없지만 간접적인 혜택을 볼 수 있다. 와이파이에서는 전파 점유 시간이 중요하며, 연결 속도가 빠른 장치가 있으면 다른 장치를 위해 더 많은 시간을 확보할 수 있다. MU-MIMO와 OFDMA 같은 신기술이 지원되는 장치에 도움이 될 수 있지만 구형 장치 등에서는 전파 점유 시간이 증가하는 효과가 나타난다

8. MU-MIMO는 네트워크 용량을 높이는데 도움이 된다
와이파이 속도를 높이면 네트워크의 용량도 높아진다. 장치 연결 속도가 빨라지기 때문에 더 많은 장치를 위한 전파 점유 시간이 늘어난다. 따라서 MU-MIMO는 와이파이 핫스팟 등 번잡하거나 밀집된 네트워크에서 혼잡을 완화하는데 도움이 될 수 있다.

9. 아무 채널 폭이나 지원된다
와이파이 채널에서 처리량을 높이는 방법 중 하나는 2개의 인접한 채널을 결합해 2배나 넓은 단일 채널을 생성함으로써 와이파이 속도를 2배로 늘리는 채널 본딩을 통하는 것이다. 11n 표준은 40MHz 폭의 채널을 지원했으며 802.11ac의 제1의 물결을 통해 80MHz 폭 채널에 대한 지원이 추가됐다. 802.11ac의 웨이브 2를 통해 160MHz 너비의 채널 폭이 도입되었으며 11ax도 마찬가지이다.

따라서 네트워크가 더 좁은 20MHz 또는 40MHz 폭 채널을 사용하더라도 MU-MIMO는 일부 클라이언트에 동시에 연결해 더 빠르게 작동하는데 도움이 될 수 있다. 얼마나 빠른지는 네트워크에 지원되는 장치가 몇 개인지와 각각 몇 개의 스트림을 지원하는지에 달려 있다. 하지만 넓은 채널을 이용하지 않고도 MU-MIMO를 사용하면 각 장치의 다운링크 처리량이 2배 이상 가능하다. 

10. 신호 처리로 보안이 높아진다
MU-MIMO의 흥미로운 부작용은 라우터 또는 AP가 채널을 통해 데이터를 전송하기 전에 스크램블링하며 의도한 수신 장치만 이를 언스크램블링(Unscrambling)할 수 있다는 점이다. 다른 장치가 트래픽을 처리할 수 있도록 허용하는 툴을 개발할 수도 있겠지만 지금 당장은 MU-MIMO가 근처의 도청 장치로부터 데이터를 숨긴다. 

이 기술은 이런 방식으로 와이파이 보안을 높이는데 일조하며, 핫스팟 등의 개방형 네트워크나 개인용 또는 사전 공유 키, WPA나 WPA2 모드로 보호되는 것 등에서는 더욱 그렇다.

802.11ac의 경우 이 부작용과 데이터 스크램블링은 유일하게 MU-MIMO가 지원되는 방향인 다운링크 연결에서만 실현되었다. 이제 11ax를 통한 업링크 연결도 혜택을 가질 수 있다. ciokr@idg.co.kr



2019.09.20

MU-MIMO 와이파이 6에 대해 알아야 할 10가지

Eric Geier | Network World
MU(Multi-user) MIMO를 이용하면 다수의 와이파이 장치가 동시에 다중 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 액세스 포인트(AP)가 동시에 4개의 다른 와이파이 장치로 데이터를 전송할 수 있다. MU-MIMO는 네트워크의 처리량을 크게 높일 수 있으며 진정한 고밀도 네트워크의 토대가 될 수 있다.

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술은 10년 전 802.11n 무선 표준과 함께 도입된 단일 사용자 모드(SU-MIMO)의 데뷔한 이후, 지속적으로 발전했다.

802.11ac(와이파이 5) 표준은 Wave 2에서 MU-MIMO를 옵션으로 도입했다. 현재 802.11ax(와이파이 6) 표준을 통해서는 MU-MIMO가 더 개선됐다. 802.11ax 무선 라우터와 AP가 시장에 출시되면서 와이파이 네트워크를 이용하는 조직이라면 MU-MIMO를 좀 더 알 필요가 있다. 이를 따라잡는데 도움이 되는 10가지 사실을 알아보자.



1. 와이파이 표준에 따라 MU-MIMO는 일방 또는 양방향일 수 있다
SU-MIMO와는 달리 802.11ac가 적용된 MU-MIMO는 다운링크 무선 연결과만 호환된다. 무선 라우터와 AP만 각각 1개 이상의 데이터 스트림을 여러 사용자에게 동시에 전송할 수 있다. 무선 장치 자체(스마트폰, 태블릿, 노트북 등)는 여전히 차례로 무선 라우터나 AP에 데이터를 전송하지만 개별적으로 SU-MIMO를 사용해 자신의 차례에 다중 스트림을 전송할 수 있다.

802.11ax의 Wave 2가 출시되면 무선 장치(스마트폰, 태블릿, 노트북 등)도 전송 시 동시 스트림을 지원할 수 있게 될 것이다. 다중 무선 장치가 무선 라우터나 AP로부터 데이터를 받는 것 외에 동시에 데이터를 전송할 수 있을 것이다. 여기에는 MU-MIMO를 통해 수신 확인을 전송하는 장치가 포함된다. 이 기능이 사소해 보이지만 통신 프로세스의 속도를 높이는데 실질적으로 도움이 될 수 있다.

2. OFDMA 기술이 MU-MIMO를 보완한다
OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 기술은 LTE 네트워크가 사용하는 것과 마찬가지로 11ax에 포함된다. 기본적으로 채널을 작은 세그먼트로 분할하고 여러 장치가 각각의 채널 세그먼트(기술 용어로 RU(Resource Unit)) 안에서 동시에 통신할 수 있도록 허용하는 기술이다.

통신속도가 직접적으로 증가하는 것은 아니지만 통신이 가능할 때 장치가 더욱 신속하게 잘 조정할 수 있어 전반적으로 채널을 더 효율적으로 사용할 수 있다.  

OFDMA와 MU-MIMO는 모두 여러 장치가 동시에 전송할 수 있는 기술이지만 큰 차이가 있다. OFDMA는 처리량이 낮은 고밀도 환경이나 IoT 센서 등의 소형 패킷 애플리케이션에 도움이 될 수 있지만 MU-MIMO는 처리량이 높은 애플리케이션에 적합하다.

3. 802.11ax(와이파이 6)는 더 많은 동시 MU-MIMO 스트림을 지원한다
11ac 표준은 MU-MIMO 그룹에서 최대 4개의 클라이언트를 지원했기 때문에 AP 또는 무선 라우터가 한 번에 4개의 장치로만 전송할 수 있었다. 11Ax의 경우 이제 최대 8개의 클라이언트가 한 그룹이 될 수 있다. 이 기능은 연결 속도와 처리량을 높이는데 도움이 될 것이다.

4. 802.11ax(와이파이 6)를 통한 MU-MIMO는 2.4GHz 및 5GHz 대역으로 작동한다
11n 및 11ac의 경우 SU-MIMO는 2.4GHz 및 5GHz 대역으로 작동하지만 11ac의 MU-MIMO는 5GHz 대역에서만 지원됐다. 하지만 11ax가 두 대역에 적용되면서 MU-MIMO(및 OFDMA)도 두 대역에서 작동한다. 이 대역은 한 번에 최대 3개의 중복되지 않는 채널만 지원하며 작은 구형 채널폭을 사용한다. 11Ax의 MU-MIMO는 속도를 높이고 밀집된 환경에서 사용성을 높여 낮은 대역을 절약하는데 도움이 될 수 있다.

5. 빔포밍(Beamforming)은 신호 조종에 도움이 된다
MU-MIMO는 무작위로 모든 방향으로 전송하는 대신에 의도한 무선 장치로 신호를 전송하는 11ac 및 11ax의 별도의 기능인 빔포밍이라는 것을 사용한다. 신호가 더욱 효율적으로 사용되기 때문에 이 기술은 와이파이 범위와 속도를 높이는데 도움이 된다.

빔포밍은 본래 11n에서 옵션으로 제공되었지만 대부분의 공급업체는 각자의 버전만을 적용했었다. 표준화된 버전이 있으면 11ac 또는 11ax 제품에서 빔포밍 및 MU-MIMO에 도움이 된다.

6. 업링크 MU-MIMO를 위해서는 사용자 장치도 여러 개의 안테나가 필요하다
11ac와 마찬가지로 무선 장치는 무선 라우터와 AP로부터 MU-MIMO 스트림을 수신하기 위해 여러 개의 안테나가 필요 없다. 무선 장치에 1개의 안테나만 있는 경우 여전히 AP로부터 1개의 MU-MIMO 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 

하지만 업링크 MU-MIMO의 경우 단일 스트림 연결이라 하더라도 무선 장치에 최소 2개의 안테나가 있어야 MU-MIMO를 통해 AP 또는 무선 라우터로 다시 전송할 수 있다.

안테나가 많으면 장치가 더 많은 동시 데이터 스트림(일반적으로 안테나당 1개의 스트림)을 지원할 수 있기 때문에 장치의 와이파이 성능에 좋다. 하지만 하나의 장치에 여러 개의 안테나를 포함시키면 더 많은 출력과 공간이 필요하며 비용도 높아진다. 11ax 기능을 제대로 활용하려면 8개의 안테나가 필요할 것이다.

7. 구형 장치도 혜택을 볼 수 있다
구형 11n 및 11ac 와이파이 장치는 11ax AP 또는 무선 라우터 연결 시 직접적인 범위 또는 성능 향상이 없지만 간접적인 혜택을 볼 수 있다. 와이파이에서는 전파 점유 시간이 중요하며, 연결 속도가 빠른 장치가 있으면 다른 장치를 위해 더 많은 시간을 확보할 수 있다. MU-MIMO와 OFDMA 같은 신기술이 지원되는 장치에 도움이 될 수 있지만 구형 장치 등에서는 전파 점유 시간이 증가하는 효과가 나타난다

8. MU-MIMO는 네트워크 용량을 높이는데 도움이 된다
와이파이 속도를 높이면 네트워크의 용량도 높아진다. 장치 연결 속도가 빨라지기 때문에 더 많은 장치를 위한 전파 점유 시간이 늘어난다. 따라서 MU-MIMO는 와이파이 핫스팟 등 번잡하거나 밀집된 네트워크에서 혼잡을 완화하는데 도움이 될 수 있다.

9. 아무 채널 폭이나 지원된다
와이파이 채널에서 처리량을 높이는 방법 중 하나는 2개의 인접한 채널을 결합해 2배나 넓은 단일 채널을 생성함으로써 와이파이 속도를 2배로 늘리는 채널 본딩을 통하는 것이다. 11n 표준은 40MHz 폭의 채널을 지원했으며 802.11ac의 제1의 물결을 통해 80MHz 폭 채널에 대한 지원이 추가됐다. 802.11ac의 웨이브 2를 통해 160MHz 너비의 채널 폭이 도입되었으며 11ax도 마찬가지이다.

따라서 네트워크가 더 좁은 20MHz 또는 40MHz 폭 채널을 사용하더라도 MU-MIMO는 일부 클라이언트에 동시에 연결해 더 빠르게 작동하는데 도움이 될 수 있다. 얼마나 빠른지는 네트워크에 지원되는 장치가 몇 개인지와 각각 몇 개의 스트림을 지원하는지에 달려 있다. 하지만 넓은 채널을 이용하지 않고도 MU-MIMO를 사용하면 각 장치의 다운링크 처리량이 2배 이상 가능하다. 

10. 신호 처리로 보안이 높아진다
MU-MIMO의 흥미로운 부작용은 라우터 또는 AP가 채널을 통해 데이터를 전송하기 전에 스크램블링하며 의도한 수신 장치만 이를 언스크램블링(Unscrambling)할 수 있다는 점이다. 다른 장치가 트래픽을 처리할 수 있도록 허용하는 툴을 개발할 수도 있겠지만 지금 당장은 MU-MIMO가 근처의 도청 장치로부터 데이터를 숨긴다. 

이 기술은 이런 방식으로 와이파이 보안을 높이는데 일조하며, 핫스팟 등의 개방형 네트워크나 개인용 또는 사전 공유 키, WPA나 WPA2 모드로 보호되는 것 등에서는 더욱 그렇다.

802.11ac의 경우 이 부작용과 데이터 스크램블링은 유일하게 MU-MIMO가 지원되는 방향인 다운링크 연결에서만 실현되었다. 이제 11ax를 통한 업링크 연결도 혜택을 가질 수 있다. ciokr@idg.co.kr



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