시스코 신형 11n 기술, “무선랜 성능, 획기적 개선”

John Cox | Network World 2009.01.15

시스코가 지난 13일 전사적 배치의 단순화, 비용 절감 그리고 기존의 11g와 11a 무선 클라이언트를 위한 성능 향상을 목표로 하는 새로운 802.11n WLAN 액세스 포인트를 발표했다. 새로운 제품 및 관련 정책의 핵심은 새로운 자금지원 방식, 트레이드인 옵션 그리고 컨설팅 서비스다.

 

 

이 새로운 에어로넷1140 액세스 포인트는 시스코의 에어로넷1250 11n 제품과 유사한 하드웨어를 채택하고 있다. 그러나 여기에는 2가지 중요한 새 추가사항이 담겨 있다. 먼저 이것은 기존의 802.3af 파워오버 이더넷 인프라에서 데이터 암호화를 동작시키면서 완벽한 11n 성능을 전달할 수 있다. 둘째로 시스코는 2009년 4월 빔포밍(beamforming)이라 불리는 11n 규격안의 선택적 일환에 기초한 새로운 특성을 도입한다는 것이다.

 

빔포밍으로 1140 액세스 포인트는 그 전송을 11a/g클라이언트에 맞춰 지정할 수 있어 신호는 더욱 강해지고 처리양은 더욱 높아진다. 시스코는 미어콤 측이 내놓은 테스트 보고를 인용하고 있는데, 이 보고서에 따르면 클라이언트링크라 불리는 새로운 빔포밍의 특성이11a/g 클라이언트의 경우 65%라는 평균적 처리량 증가를 불러일으킴으로써 종전에는 불가능했던 지역에까지 도달할 수 있는 서비스 범위 지역을 제공했다.  

 

이 발표의 일환으로 시스코 캐피털은 기업의 대규모 11n 배치에 자금을 지원하는 새로운 프로그램에 착수할 예정이다. 새로운 WRAN 이전 컨설팅 서비스 또한 이용 가능하며 시스코는 11b/g 대신 11n로 교환하도록 기업들을 독려하기 위해 기존의 WLAN 기어를 받는 대신 교환의 대가로 15%에서 25%까지의 신용 공여를 제공을 해주는 트레이드 인 크레딧을 제공할 예정이다.

 

이 새로운 1140 액세스 포인트는 2가지 버전으로 현재 구입이 가능한데, 무선 1개인 모델의 경우 1,099달러, 2개인 모델의 경우 1,299달러다. 가격책정은 기존의 에어로넷 1250 11n 제품의 경우와 유사하다.

 

1140의 안테나 설정은 공간 스트림이 2개인 경우 2x3이다. 현재 이 안테나들은 날씬하고 미끈한 신형 외장(1250의 안테나들은 외부에 설치되고 가격은 개별적으로 책정되었다) 아래에 배치된다. 기가비트 이더넷 포트는 1개이고 802.11i, 와이파이 프로텍티드 액세스와 WPA2 및 802.1x 인증을 지원한다.

 

최대 데이터 전송속도는 각각의 무선에 대해 300Mbps다. 이 정도의 속도를 내려면 IEEE 11n 규격안에 의거해 20MHz채널 2개를 폭이 더 넓은40MHz 채널로 포함시켜야 한다. 각각의 무선은 11abg와 11n 클라이언트를 지원할 수 있고 2.4 또는5GHz 대역에서 동작할 수 있다. 시스코에 따르면 무선 2개 모델은 성능을 저해하지 않고 11n 모드에서 동시에 양쪽의 트랜시버를 동작할 수 있다.

 

기존의 PoE 기기에서도 동작

1140 모델 모두 기존의 802.3af PoE 인프라를 사용할 수 있다. 시스코에게나, 시스코 고객에게나 크나큰 이득이다. 대부분의 경쟁업체에서처럼 시스코에서 나온 종전의 11n 액세스 포인트는 온전한 11n 성능을 실행시키기 위해 특히 무선이 2개일 때 전원공급장치 같은 추가적인 하드웨어를 통해 추가적 전력을 필요로 했다. 그러나 1140의 경우 시스코 사의 엔지니어들은 효율성 증대와 필요 시 전력사용 감소를 위해 전자장치 설계를 엄격하게 선별했다고 시스코 사의 수석 관리자인 크리스 코접은 전했다.

 

또한 이 신제품은 비활성 기간 동안에 1140의 에너지 사용을 낮춰 최대 20%까지 전력소비를 줄인다고 그는 덧붙였다.

 

현재 이 새로운 하드웨어는 현재 버전 5.2가 되는 시스코의 통합무선 네트워크 소프트웨어로 무료 업데이트된다. 이 업데이트는 동작 주파수 선택, 최적화된 로밍, 음역지역 탐지를 비롯해 현재 M-Drive라는 이름으로 나온 기존의 특성들을 모은 것을 번들로 포함하고 있다.

 

M-Drive 번들에 포함된 새로운 요소는 신호 대 잡음(SNA) 비율을 개선시켜 무선 클라이언트와 11 액세스 포인트 사이의 신호 강화를 목적으로 하는 빔포밍이다.

 

시스코에 따르면 오늘날 11n 클라이언트와 11n 액세스 포인트는 이 둘 간의 신호를 최적화하기 위해 명시적 송신 빔포밍이라 불리는 기술을 사용한다. 각 안테나로부터 송신된 신호는 수신단의 신호를 개선하기 위해 나머지 신호들과 조정된다. 이것이 가능한 이유는 11n 수신기가 송신기로 신호정보를 다시 보내기 때문이다. 그러나 레거시 11a/g 클라이언트는 이 피드백에 참여할 수 없다.

 

그럼에도 이들은 11n 액세스 포인트를 향하는 상향링크에서 약간의 성능향상을 얻는데, 왜냐하면 보통 3개의 안테나가 포함된 이 액세스 포인트는 송신 클라이언트로부터 이들 각각의 안테나에서 수신된 신호의 위상차와 진폭을 조정하기 위해 최대 합성비(MRC)라 불리는 알고리즘을 종종 사용하기 때문이다. 시스코에 따르면 실제로 MRC는 액세스 포인트에서 클라이언트를 더 잘 "들을 수" 있도록 지원한다.

 

클라이언트를 이용한 빔포밍

클라이언트링크와 함께 시스코는 액세스 포인트가 다시 다운스트림 클라이언트로 향하는 그 송신을 보다 효율적으로 표적으로 삼을 수 있도록 이러한 MRC 계산치를 사용한다. 새로운 알고리즘과 실리콘으로 구현된 디지털 신호 처리를 포함해 와이파이 칩셋 변경을 통해 이렇게 이뤄지는 것이다. 클라이언트링크는 1140이 11g 또는11a 클라이언트로 다시 송신되는 그 신호를 조정하고 최적화할 수 있게 할 것이다. 시스코는, 클라이언트링크 때문에 "액세스 포인트가 클라이언트의 위치가 정해지는 바로 그 위치에서 SNR을 최적화할 수 있다"라고 설명했다.

 

시스코는 이를 위해 미어콤 측의 클라이언트링크 테스트 결과를 인용하고 있는데, 이 보고서에 따르면 11a/g클라이언트는 처리량에서 평균 65%를 획득한다.  보고서에는 "클라이언트링크가 작동되는 상태에서 802.11a/g 클라이언트는 최신 802.11n 클라이언트 기술의 성능에 대응되는 비교 가능한 성능을 경험할 수 있음이 테스트로 입증되었다"라고 기술돼 있다.

 

또 "클라이언트링크가 작동되는 상태에서 장애물을 통과하는 신호의 범위가 전반적으로 확대되었고, 신호 대 잡음비가 향상되었으며, 액세스 포인트의 서비스 도달 영역의 외점에서 발생하는 처리량이 증가되었다. 애플리케이션 트랜젝션 횟수와 음영지역 또한 줄었다"라고 언급돼 있다.

 

캘리포니아 주 토랜스의 토요타 모터 세일즈는 지난 여름 이후 2개의 1140을 테스트해왔고 전사적으로 이를 배치한다는 계획을 세웠다. 기존의 시스코802.11abg 장비 2,900개를 교체한다는 것. 이들은 기업의 각 사무소, 지역 영업소 및 창고에 위치하고 있으며 약 3,000개의 장비에서 매일 사용되고 있고 이들 가운데 80%가 무선 스캐너고 나머지 대부분은 노트북이다.1월을 기점으로 토요타는 11b 클라이언트 지원을 끊었는데, 기존 대부분의 클라이언트가 현재 54Mbps 11g 또는 11a 성능을 낼 수 있기 때문이다.

 

토요타는 소수의 1250 11n 모델을 배치한 상태다. 그러나 이들은 추가 전력을 위해 전원공급장치를 필요로 하며 외부의 대형 막대 안테나들이 줄줄이 장식된 상태라고 이 회사의 무선설계 및 엔지니어링 부문을 담당하는 수석 무선인프라 애널리스트인 애릭 파커는 설명했다. 그는 또 이 1140이 시스코에서 나온 기존의 PoE 스위치와 카탈리스트 모듈과의 호흡이 환상적이라고 덧붙였다.

 

새로운 1140이 포함된 신호강도가 향상되었다는 말은 토요타가 그들의 WRAN 셀 반경을 35피트에서 50피트로 증가시킬 수 있음을 의미한다. 파커는 "그 점이 매우 중요하다"고 말했다. 이 회사는 일단 11n 사용자가 채널들의 결합으로 완벽한 11n 성능 제공이 가능한 5GHz 대역에서 움직이도록 할 계획이다. 그는 "용량 때문에 아직도 셀 중첩의 양이 상당하다"라고 전하며, "예컨대 15인 이상 수용이 가능한 교육실은 일반적으로 2개의 셀로 그 영역을 겹칠 것"이라고 말했다.

 

1140을 이용해 파커가 실시한 최초지만 제한적인 이 테스트에서는 11g 클라이언트에 있어서의 크게 가시적이지 않은, 약간의 성능획득을 나타났다. 그는 "보통 11g에서는 2.2Mbps가 예상된다"면서 "이제 11g에서 빔포밍으로 수 백 킬로비트를 보게 될 것"이라고 전했다.

 

11n 클라이언트의 성능은 놀라워 40MHz 채널로 110Mbps를 일관되게 훌쩍 뛰어 넘었다. 파커는 "PoE에서 이것이 완벽히 동작하다니 유쾌한 감동이었고 40MHz에서 내 처리량이 10/100 이더넷 카드에서의 내 동료의 경우보다 높다는 것을 내 동료에게 보여줄 수 있어서 또 아주 좋았다"고 말했다.

 

안테나를 이용한 대안

때로 빔 스티어링이라 불리는 빔포밍의 다른 접근법은 루커스 와이어리스 같은 일부 업체가 사용한다. 그 토대는 다수의 구성요소를 사용하는 안테나 설계로써 그 각각의 구성요소는 개별적으로 켜져 루커스 액세스 포인트의 경우 무려 4,000개의 집중적 에너지 패턴을 생성할 수 있다. 소프트웨어는 이 때 이러한 신호 패턴을 분석하여 최고의 처리량을 제공하는 하나를 선택한다. 루커스의 액세스 포인트는 각각의 클라이언트가 포함된 각각의 패킷에 대해 이를 지속적으로 수행한다고 루커스의 공동창업자이자 CTO인 빌 키쉬는 설명했다.

 

키쉬는 그러한 능동 안테나 시스템은 기존의 경쟁하는 액세스 포인트들의 무지향성 안테나보다 무선장해를 거부하는데 있어 보다 성공적이며, 생성 가능한 게인의 상한이 없다고 말했다. 또 루커스 제품이 5-20 bBi의 게인을 달성할 수 있다고 전했다.

 

이런 차이점을 다룬 시스코의 백서에는 칩 수준의 기술 효율성을 강조하는 내용과 함께 능동 안테나 시스템이 "클라이언트가 이동할 때 준최적화 상태"이며 시스템은 단방향이라는 장애를 겪는다고 기술돼 있다. 다운링크는 개선하지만 상향링크 성능은 개선하지 못하는 것이다.

 

토요타의 파커는 시스코의 실리콘 기반 접근을 선호하는데 왜냐하면 그것이 성능에 영향을 미치지 않고 지속적인 칩 개선을 지원하고 또 시스코 컴패터블 익스텐션(CCX)을 강화하기 때문이다. CCX는 클라이언트 와이파이 어댑터에서 동작하여 이들 어댑터를 시스코 WLAN과 단단히 통합하는 코드다. 파커는 "CCX로 와이파이 클라이언트에 대한 지식도 늘고 이것을 제어할 수 있다"라고 설명했다.

 

클라이언트링크는 4월 출시되고 그 후 WLAN 컨트롤러와 액세스 포인트를 위한 시스코 통합 무선 네트워크 소프트웨어가 출시될 예정이다.

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