정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 47. 무선 LAN의 개요

47. 무선 LAN의 개요

가. 무선 LAN의 필요성과 정의
유선(wired) 통신을 위해서는 항시 컴퓨터 등의 단말 간에 케이블이 연결되어 있어
야 하기 때문에, 시간과 장소에 관계없이 필요한 정보를 얻고자하는 사람들의 정보욕
구를 충족시키기에는 어려움이 있다. 또한, 각 컴퓨터 및 주변기기에 연결되어 벽, 마
루, 천정 등을 휘감고 있는 케이블은 유선 통신을 이용하는 이용자들, 특히 망 관리자
에게는 큰 문제로 대두되고 있다. 이런 케이블은 기존의 사무실 환경에 설치하기가 어
려울 뿐만 아니라, 설치 후에도 컴퓨터의 이동이나 추가시마다 케이블 비용과 인건비
를 추가로 부담해야 한다. 특히, 케이블 공사 중에는 모든 시스템이 다운(중지)되어 있
어야 하는 문제점을 갖고 있어, 직·간접적인 망 관리비용과 시간 낭비를 초래하고 있
다. 따라서 최근에는 이동성(mobility)이라는 사용자 요구에 부응하여 제약없는 연결
성을 제공하기 위한 무선(wireless) 통신 분야가 비약적으로 발전되고 있는데, 그 중 에서 무선 LAN이 급속히 부각되고 있다.
무선 LAN은 다양한 정보와 자원을 공유할 수 있게 하는 LAN의 장점과, 제약없는
연결성 제공이라는 편리성을 동시에 제공하는 무선통신 기술의 결정체로서 신뢰성 있
는 데이터 전송 뿐만 아니라 유연성과 설치의 용이성 등을 장점으로 갖고 있다. 특히,
무선 LAN은 케이블을 이용하지 않기 때문에 지정학적인 설치의 제한을 받지 않으며,
단말의 위치변동과 추가 또는 삭제 시에도 선로의 증설이나 변경이 필요 없어 인적 및
경제적 비용을 유선 LAN에 비해 현격히 절감할 수 있다. 이것은 성능향상 못지않게
매우 큰 장점으로 작용하고 있다.
무선 LAN에 대한 국제 표준화는 1990년부터 IEEE 802.11 위원회에 의해 무선
MAC과 물리계층 규격을 제정하여 기본적인 표준화가 완료된 상태이며, IEEE
802.11은 무선 LAN 기술 중에서 가장 많이 사용되는 표준이며, 이 규격에는
802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 등이 있다. 그리고 IEEE 802.11에서 분리된
IEEE 802.15는 무선 PAN을 위한 표준화를 수행하고 있으며, 전력 소모가 적고 비교
적 간단한 무선 통신 네트워크를 담당하고 있다. 미국에서는 면허없이 사용할 수 있는
주파수 대역으로 902~928MHz, 2400~2483.5MHz, 5725~5850MHz의 산업과학
의료용(ISM : Industrial, Scientific, Medical) 대역을 할당하고 있으며, 미국과 캐
나다에서 생산되는 대부분의 무선 LAN은 915MHz ISM 대역을 이용하고 있다.

나. 무선 LAN의 특징
무선 LAN은 무선 네트워크의 대표적인 서비스로 사무실이나 공장, 집안과 같은 대
략 100m 이내의 지역에서 고성능의 무선 통신을 제공한다. 무선 LAN은 기존의 유선
LAN에서 케이블을 제거했다는 데 의미를 두고 있다. 선이 없다는 단순한 이유만으로
무선 LAN은 무궁한 가능성과 가치를 지니게 됐다. 1999년 2.4GHz대에서 최대
11Mbps의 전송속도를 실현하는 IEEE 802.11b 표준이 승인된 이후, 무선 LAN은 사
무실을 비롯해 가정과 공공장소에까지 널리 확대됐다.
무선 LAN은 성능이나 구성 요소, 비용, 동작 원리 등이 유선 네트워크의 이더넷과
유사해 빠른 성장률을 보이고 있다. 최근 노트북 컴퓨터의 대부분에 무선 LAN 어댑터
가 장착돼 있기 때문에 대부분의 공공 무선 네트워크 업체는 공항이나 호텔, 또는 특
정 거리를 중심으로 사용자들이 자유롭게 이메일 확인이나 인터넷 검색을 할 수 있는
핫 스팟(hot spot) 지역을 만들었다. 공중 무선 LAN의 빠른 성장은 보다 많은 사람이
무선 LAN을 통해 인터넷 접속을 할 수 있는 여건을 제공한다. 그간 무선 LAN 표준
간 상호 호환에 있어 문제점이 있었지만, 와이파이(Wi-Fi) 표준을 통해 무선 LAN 제품에 대한 상호 운용이 가능해졌다. 최근에는 표준화가 완료되지 않은 상황에서
100Mbps급의 무선 LAN 제품이 출시되면서 다시금 호환에 대한 문제가 대두되고 있다.
무선 LAN은 [그림 4-44]와 같이 유선 LAN에서 전송매체로 사용되는 케이블 대신
에, 무선 전파(RF : Radio Frequency)나 적외선(infrared) 등을 이용하여 대기
(atmosphere)를 통신 채널로 이용하는 네트워크이다. 개인휴대정보단말기(PDA :
Personal Digital Assistance)와 노트북 컴퓨터 등의 각 단말에는 무선 LAN 카드가
필요하며, 기지국(base station)이라 불리는 중계기기, 즉 무선접속장치(AP : Access
Point)를 경유하여 통신이 이루어지며, 스테이션을 준비하지 않고도 무선 LAN 카드
끼리 직접 통신이 이루어지는 형태의 제품도 있다.

무선 LAN은 케이블링이 없으므로 설치와 확장 및 접속이 용이하고, 특히 원거리 네
트워크 구성이 가능하고 이동성이 우수한 장점이 있다. 하지만, 유선 LAN에 비하여
속도가 느리고 보안성이 취약하며 제품 가격이 고가인 단점이 있다. 무선 LAN의 주요
장점 및 단점을 정리하면 <표 4-8>과 같다.

 

<무선 LAN의 장점 및 단점>

장 점	단 점
·케이블 배선이 불필요 ·네트워크 구축이 용이 ·단말기 추가 및 삭제가 용이 ·자유로운 단말기의 이동성 ·유지보수가 비교적 편리	·유선 LAN에 비해 저속 ·외부 잡음 및 보안에 취약 ·제품 가격이 유선 LAN보다 고가

무선 전파를 이용하는 무선 LAN에서는 집안이나 사무실의 가구배치와 책상의 위치
등에 따라 방사(radiation)되는 전파의 모양이 달라질 수 있으므로, 동일한 AP를 이용
하고 있더라도 주변 환경에 따라 잡음의 영향과 전송속도의 저하 등 문제점이 있을 수
있다. 또한 전파는 벽도 뚫고 건물도 통과하지만, 사물을 통과하면서 전파가 약해지게
되며, 두 개 이상의 벽을 통과하게 되면 신호의 세기가 더욱 약해져서 통신 환경이 매
우 불안정해질 수 있다. 따라서 무선 LAN을 설치하고자 하는 환경에서, 네트워크의
설계와 함께 가장 효율적으로 통신할 수 있는 AP의 위치를 설정하는 것이 매우 중요
하다.
한편, 최근에는 무선 LAN에 높은 대역폭의 주파수를 새로이 할당함으로써, 비교적
저렴한 가격에 학교 교실 등에서도 네트워크 구축이 가능하게 될 것이며, 무선 LAN을
이용하면 이동 전화 사용자도 무선 접속을 통해 네트워크에 접속할 수 있다. 최근의
무선 LAN 표준들은 이러한 기술들 간의 상호운용성을 비롯하여 보안과 주파수 간섭,
전력소모 등에 대한 기술들이 포함되고 있다. 그리고 무선 LAN의 전송 속도와 전송
거리 및 성능이 많이 향상되었지만, 아직도 초고속 유선 LAN에 비해 전송 속도가
그다지 빠르지 않다는 점과 다른 전기 기기와의 전파 간섭에 의해 통신 오류가 발생
할 수 있다는 점 드을 고려하여, 상황에 따라 무선 LAN과 유선 LAN을 병용할 필요가 있다.

다. 무선 LAN의 요구사항
유선 LAN과 마찬가지로 무선 LAN에서도 대용량의 제공, 짧은 거리의 지원, 접속
된 단말들 간의 완전한 연결, 방송(broadcasting) 능력 제공 등 각종 요구사항을 만족
시켜야 하며, 특히 처리율(throughput), 노드의 개수, 백본 LAN과의 연결, 서비스
지역, 보안(security), 핸드오프(handoff)와 로밍(roaming) 등을 고려해서 설계 및
구축해야 한다.
첫째, 처리율 향상을 위해서는 매체 액세스 제어 프로토콜은 용량의 극대화를 꾀해
야 하며, 무선 매체의 사용을 가능한 한 효율적으로 해야 한다. 둘째, 무선 LAN에서
는 다수의 셀(cell) 간에서 수백 개의 노드(단말)들을 지원할 수 있도록, 충분한 노드의
개수를 수용할 수 있어야 한다. 셋째, 무선 LAN은 대부분 유선 백본 LAN에 있는 단
말들과 상호 연결할 수 있어야 한다. 넷째, 무선 LAN의 서비스 지역은 일반적으로
100~300m 정도의 직경을 갖는 지역을 커버할 수 있어야 한다. 노드의 수와 백본
LAN과의 연결 및 서비스 지역이 범위 등은 네트워크의 확장을 위해 필요한 요소들이
다. 다섯째, 전지(battery)를 사용하는 이동 사용자는 무선 어댑터를 사용할 때, 보다 오랜 시간동안 전지를 사용할 수 있어야 한다. 즉 전력 소모가 적어야 한다.
여섯째, 무선 LAN이 제대로 설계되어 있지 않다면, 전송 도중에 방해를 받거나 쉽
게 도청당할 수가 있다. 따라서 무선 LAN을 설계할 때에는 잡음이 있는 환경에서 신
뢰성 있는 전송이 보장되어야 하며, 도청으로부터의 보안 기능도 제공되어야 한다. 일
곱째, 무선 LAN이 점차 대중화되어 가기 때문에 두 개 이상의 LAN이 같은 영역 또는
LAN 간의 간섭이 있는 배열된(collocated) 네트워크에서도 안전하게 동작되어야 한
다. 여덟째, 사용자들은 무선 LAN에서 사용되는 주파수가 허가받지 않고 사용될 수
있는 제품들을 필요로 하고 있다. 아홉째, 무선 LAN에서 사용되는 MAC 프로토콜은
이동되는 단말들의 로밍과 핸드오프 기능을 제공하여 이동성을 보장할 수 있어야 한
다. 이밖에도 LAN의 MAC 주소지정과 네트워크 관리에 있어서, 다른 사용자에게 방
해를 주지 않고 종단 시스템을 동적(dynamic)으로 그리고 자동적으로 추가 및 삭제할
수 있어야 한다.