“와이파이 제 2의 물결' MU-MIMO의 이해

사용자 밀집도와 네트워크 용량 향상
와이파이는 항상 작고 밀집된 2.4GHz 대역을 중심으로 밀집도와 용량 문제에 직면해왔다. 5GHz 대역의 802.11n이나 802.11ac는 더 많은 채널과 더 빠른 데이터 속도를 제공하면서 도움을 준다. 그러나 MU-MIMO는 동시에 여러 장치를 처리하면서 더 큰 도움을 준다. 처리량을 높이고, 더 많은 에어타임을 확보하고, 액세스 포인트가 더 많은 수의 장치를 지원할 수 있게 해준다.

MU-MIMO는 해당 채널 대역폭에서만 이용해야 하지만, 채널 본딩(Channel Bonding) 없이 처리량을 높일 수 있다. 802.11n의 경우 SU-MIMO 사용 여부와는 상관 없이 20MHz 채널 2개를 묶어 한 번에 전송할 수 있는 데이터의 양을 증가시킨다. 더 많은 주파수 공간이 존재하는 5GHz 대역에서도 이 40MHz 채널을 수용할 수 있다. 그러나 작고 조밀한 2.4GHz 대역에 주로 해당되는 문제의 해결책이다. 802.11 ac라는 '제1의 물결'을 통해 SU-MIMO 사용 여부와 상관 없이 5GHz에서 80MHz 채널을 사용할 수 있게 됐다. '제2의 물결'에서는 이것이 두 배로 증가해 160MHz의 채널이 된다. SU-MIMO, MU-MIMO로 또는 이 두 가지 없이 사용할 수 있는 채널이다.

물론 160MHz 채널 사용을 꺼릴 수 있다. 5GHz 대역에서 사용할 수 있는 채널 수가 크게 감소하기 때문이다. 그러나 40MHz 또는 80MHz를 사용해 처리율을 크게 높일 수 있다.

첨단 클라이언트 장치 불필요
SU-MIMO의 경우 최종 사용자 장치와 액세스 모두에서 기술을 지원해야 한다. 또 여러 대의 안테나를 장착하고 있어야 한다. 더 나아가, 동시에 여러 스트림을 수신하는 클라이언트 장치는 신호를 처리해야 했다. 장치가 지원하는 안테나와 스트림의 수가 많을수록 성능이 높고, 크기가 크고, 가격이 비싸다. 하나의 스트림만 지원하는 최종 사용자 장치가 많은 이유가 여기에 있다.

그러나 MU-MIMO에서는 문제가 되지 않는 부분이다. 클라이언트는 신호를 처리할 필요가 없기 때문이다. 대신 액세스 포인트가 신호를 처리한다.

물론 MU-MIMO의 경우에도 이 기술을 지원하는 최종 사용자 장치와 액세스 포인트가 필요하지만, 하나의 안테나만으로도 다른 장치와 동시에 단일 스트림을 처리할 수 있다.

더 적은 데이터 스트림을 지원하는 장치와 더 많은 데이터 스트림을 지원하는 장치가 있을 때 MU-MIMO에서 가장 큰 차이를 확인할 수 있다. 예를 들어, 4개 스트림을 지원하는 MU-MIMO 액세스 포인트의 데이터 전송 속도는 4개 스트림을 지원하는 SU-MIMO 액세스 포인트와 동일하다. MU-MIMO는 이 상황에서 직접적인 도움을 주지 못한다. 엑세스 포인트가 다른 클라이언트에 서비스를 제공할 수 없기 때문이다.

여러 대의 안테나를 장착한 클라이언트가 필요 없다는 점은 퍼블릭 와이파이 핫스팟에서의 MU-MIMO 도입에 도움을 준다. 액세스 포인트와 핫스팟 게이트웨이의 경우 SU-MIMO보다 MU-MIMO 도입이 많을 것이다. 요건이 낮은 신기술을 지원하는 장치가 더 많을 것으로 예상되기 때문이다. 이 기술을 지원하는 장치가 증가하면, 퍼블릭 와이파이 네트워크의 성능이 향상될 것으로 예상한다.

구형 클라이언트의 데이터 속도 증가
액세스 포인트와 최종 사용자 장치 모두 MU-MIMO를 지원해야 하지만, 이를 지원하지 않는 장치에도 간접적인 혜택이 발생한다. 이 기술이 밀집한 고용량 네트워크에 도움을 주는 것과 유사한 원리에서이다. 동시에 지원 장치를 지원할 때 다른 장치를 위한 에어타임이 증가하기 때문이다. 이는 안테나가 하나인 장치, 여럿인 장치 모두에 해당된다. 일반적으로 더 빨리 장치를 지원할 때 데이터 속도도 높아진다. 미지원 장치의 성능이 향상되는 이유도 여기에 있다.

MU-MIMO는 보안과 관련해서도 간접적인 혜택을 준다. 액세스 포인트에서 장치로 데이터를 전송할 때, 같은 액세스 포인트에 연결된 장치를 포함해 다른 장치들이 비밀 데이터 등 패킷의 실제 콘텐츠를 판독할 수 없게끔 데이터를 인코딩하기 때문이다. MU-MIMO의 패킷에서는 MU 그룹, 사용한 모듈, 클라이언트 MAC 주소 등 제한된 정보만 확인할 수 있다. 그러나 다시 강조하지만, MU-MIMO는 다운링크에서만 작동한다. MU-MIMO 장치에서 액세스 포인트로 전송되는 패킷은 암호화되어 있지 않다. 그렇다 하더라도 보안 성능이 개선된 것은 반길 일이다.

MU-MIMO의 도입 확대
링크시스(Linksys) EA8500 라우터와 에이서 아스파이어 E-시리즈 노트북 컴퓨터 등 MU-MIMO를 지원하는 초기 제품들이 출시되기 시작했다. 올 한해 동안 이 기술을 지원하는 제품들은 크게 증가할 것으로 보인다. 여기에는 기업용 액세스 포인트와 스마트폰도 포함된다. 세계 최대 무선 칩셋 제조업체 중 하나인 퀄컴에 따르면, 2013년부터 모바일 장치에 이 기술이 도입되기 시작했으므로, 소프트웨어만 업데이트되면 즉시 사용할 수 있는 상태이다.  editor@itworld.co.kr