무선 LAN 기술과 시장 동향

1. 개요

무선 LAN(Wireless Local Area Network)이란 오피스, 상가, 가정 등 옥내 또는 옥외 환경에서 무선으로 네트워크 환경을 구축하는 것을 말하며, 기술적인 측면에서 보면 Hub에서 Client까지 유선 대신 전파나 빛을 이용해서 네트워크를 구축하는 방식을 뜻한다. 일반적으로 30~150미터 정도의 거리에서 무선으로 1~54Mbps의 데이터를 고속으로 전송하는 네트워크를 가리켜 무선 LAN이라고 부르고 있다. 무선 LAN을 정의하는 명확한 기준은 없으나, 10미터 정도의 단거리에서 주로 운용되는 블루투스와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 기술이나 수 km 정도의 거리에서 운용되는 HiperAccess, 그리고IEEE 802.16과 같은 WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) 기술과는 전송거리 관점에서 구분하고 있다.

무선 LAN을 구성하기 위해 필요한 기본적인 장비로는 각 터미널을 다른 터미널이나 유선 LAN 네트워크로 연결하기 위해 터미널 내에 삽입되는 장치인 NIC(Network Interface Card)와 각 터미널을 공유매체 방식 유선 LAN에 접속시켜 주는 AP(Access Point)로 구성된다. 그 밖에 분산된 무선 LAN Segment를 서로 연결시켜 주는 Bridge도 사용되고 있다.

무선 LAN은 각 터미널 간에 일시적으로 형성되는 ad-hoc Network 형태 보다는 AP를 이용하여 유선 LAN에 연결하는 Infrastructure Network 형태가 일반적으로 사용되고 있다.

2. 무선 LAN 기술 및 표준화 동향

현재 여러 무선 LAN 기술/표준들 가운데 시장을 주도하고 있는 것은 IEEE 802.11 표준이다. 북미에서 무선 LAN 기술은 1992년 부터 2.4GHz와 19GHz 대역을 중심으로 각 사의 독자적인 규격으로 기술 개발이 이루어 지다가 1997년 6월 IEEE 802.11 표준으로 규격이 통일되었다. 그러나 최대 2Mbps의 협소한 대역폭 때문에 틈새 시장 용도로 제한적으로 사용되던 무선 LAN 기술은, 1999년 9월 802.11b 고속 물리 계층 표준이 발표되고 WECA를 중심으로 업체 간 상호호환성에 대한 테스트 및 인증이 이루어지자 비로소 그 동안 난립해 왔던 여러 무선 LAN 표준에 관한 논의가 IEEE 802.11을 중심으로 일단락 되어가고 있는 추세이다. 현재 고속 무선 LAN과 관련된 표준은 전세계적으로 미국 IEEE 802.11 규격, 유럽 ETSI BRAN의 HiperLAN 규격, 일본 MMAC-PC 규격 등으로 분류된다.

최근 IEEE 802.11 진영에서 기술적으로 새롭게 관심이 부각되고 있는 부분은 802.11b/a에 대한 매체접근제어 계층의 보완과 2.4GHz ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 대역에서 새로운 물리계층을 정의하는 802.11g이다. 802.11a는 5GHz UNII(Unlicensed National Information Infrastructure) 대역에서 54Mbps의 고속 데이터 전송을 실현하는 차세대 무선 LAN 표준으로서, 이미 Antheros, Radiata, Agere, Intersil 등을 중심으로 RF 칩셋 개발이 빠르게 진행되고 있어, 올 하반기부터 각 업체들의 제품 출시가 이루어질 전망이다. 802.11g 표준은 현재 Intersil사의 OFDM 방식과 Motorola사의 PBCC 방식이 제출되어 있는 상태이며 올 3/4분기쯤 표준이 확정될 것으로 예상되고 있다.

가. OpenAir

OpenAir 표준은 Proxim사의 RangeLAN/2를 기본으로 하여 2.4GHz 대역에서 FHSS 변조방식을 이용하며, 약 50m의 전송거리에 1.6Mbps의 전송속도를 지원한다. OpenAir 기술을 채용한 무선 LAN 제품은 IEEE 802.11 표준화 이전에 무선 LAN 장비를 필요로 했던 창고, 호텔, 백화점, 학교, 공항 등 상업적 시설들을 중심으로 많이 설치되어 있다. OpenAir 기술이 무선 LAN 기술 관련 초기 선구자적 역할을 수행했음에도 불구하고, 현재는 IEEE 802.11과 HomeRF 기술에 밀려 Proxim사 만이 유일하게 시장에 OpenAir 호환 제품을 출시하고 있다.

나. HomeRF

HomeRF 표준은 하나의 무선 네트워크 표준에서 음성, 데이터, 영상 등의 다양한 정보를 통합할 목적으로 HomeRF Working Group을 중심으로 개발되고 있다. 동 그룹은 기업 네트워크 환경 보다는 가정, SOHO 환경에서 사용되는 무선 네트워크 기술 개발을 목적으로 1998년 처음 결성되어 현재는 가전제품/컴퓨터/통신/반도체/소프트웨어 업체들을 중심으로 약 90개 회원사로 구성된 무선 네트워킹 관련 표준화 단체로 발전하였다.

2.4GHz 대역에서 작동하는 HomeRF 1.0 표준은 OpenAir와 마찬가지로 FHSS 변조방식을 이용해 1.6Mbps 전송속도를 지원하며, 2000년 하반기에 FCC에 의해 승인된 HomeRF 2.0 표준에서는 5GHz 대역에서 최대 10Mbps 까지 전송속도를 지원한다. HomeRF 표준은 Proxim의 강력한 지원을 받아 규격의 상당 부분에 OpenAir 기술을 사용하고 있다.

비교적 저가라는 점에서 홈 네트워킹 시장에서 강점을 지니고 있던 HomeRF 기술은 경쟁 기술인 802.11b Wi-Fi(Wireles Fidelity)가 규모의 경제를 실현하여 포트 당 단가가 낮아지면서 동 시장에서의 입지가 점차 좁아지고 있는 상황이다.

다. HiperLAN/2

HiperLAN/2는 1991년에 시작된 HiperLAN/1 프로젝트와 연계하여 ETSI BRAN 프로젝트의 일환으로 개발되었으며, 고속 무선 네트워킹 환경을 실현할 수 있는 차세대 무선 LAN 표준으로 평가 받고 있다. HiperLAN/2는 5GHz 대역에서 OFDM 변조방식을 이용해 최대 54Mbps까지 고속 데이터를 전송할 수 있다. HiperLAN/2는 IEEE 802.11a와 다른 매체접근제어 계층인 시분할다중화방식의 구조를 가지므로 대역폭, 시간지연, 비트오류율 등과 같은 QoS 기능을 제공할 수 있어, 향후 이동 단말이나 ATM과 같은 유선 광대역망과 연동하여 사용이 가능하다는 장점이 있다. Bosch, Dell, Ericsson, Nokia, Telia, Texas Instrument 등을 중심으로 약 48개 회원사로 구성된 HiperLAN2 Global Forum에서 기술 개발 및 표준을 지원하고 있다. LAN에서 사용되는 HiperLAN/2는 2000년 4월 표준화가 완료되었으나, 원거리 및 단거리용 무선 통신 기술인 HiperAccess와 HiperLink에 대한 표준은 현재 개발 중에 있다.

전세계적으로 이용 가능한 2.4GHz 대역과 달리 5GHz 대역은 아직 각 나라별로 주파수 정책에 차이가 있어 현재로서는 전세계적인 표준의 통합이 어려운 상태이다. 기술적인 부분에서의 해결을 위해 2000년 10월 ETSI와 IEEE는 국제적인 무선 네트워킹 표준 개발을 위해 Task Group을 구성하였으나, 어떤 실효성 있는 결과가 도출될 지는 알 수 없는 상태이다. 현재 Hiper LAN/2의 경우 미국 IEEE 802.11a와는 달리 5.150~5.350 GHz, 5.470~5.725 GHz 주파수 대역을 사용할 예정이다.

라. IEEE 802.11

IEEE 802.11 Working Group은 1990년대 초 2.4GHz와 5GHz 대역에서 작동하는 무선 LAN 표준 개발을 시작하여, 1997년에 3개의 물리 계층과 매체접근제어 계층에 대한 기술적 요구사항이 포함된 IEEE 802.11 표준을 확정하였다. 1999년에는 동 기술을 확장하여 2.4GHz 대역에서 최대 11Mbps까지 전송할 수 있는 802.11b와 5GHz 대역에서 최대 54Mbps까지 전송 가능한 802.11a 물리 계층 표준을 추가하였고, 현재는 802.11 TGg에서 2.4GHz 대역에서 20Mbps 이상을 지원하는 새로운 물리 계층 표준을 개발 중에 있다.

현재 표준화 작업 중에 있는 802.11g은 기존의 2.4GHz 대역에서 OFDM(Orthogonal Fre-quency Division Multiplexing) 또는 PBCC(Packets Binary Convolutional Code) 변조방식을 이용하여 전송속도를 20Mbps 이상으로 향상시키는 기술이다. 이론적으로는 802.11a와 동등한 수준의 전송속도를 제공할 수 있으나, Wi-Fi와의 하위 호환성을 위한 Wi-Fi 오버헤드를 끌어안는 부담 때문에 802.11a와 동일한 전송속도를 얻기는 어려울 것으로 보인다.

현재로서는 OFDM 방식이 유력하나, 2001년 5월 회의에서 표결이 근소한 차로 부결되어 Intersil의 OFDM 방식과 Motorola의 PBCC 중 어떤 방식이 최종 표준으로 확정될 지는 현재로서는 불분명하다. 비록 2000년 9월 FCC에서 2.4GHz 대역에서의 OFDM 사용 승인을 반려한 바 있으나, FCC에 대해 양측 표준 제안 업체들이 활발한 로비활동을 전개하고 있어 현재로서는 어떤 기술을 추천하더라도 규정 개정을 해줄 것 같은 분위기이다. 업계에서는 적어도 올해 3/4분기 내에 표준화가 완료되기를 기대하고 있다.

그 밖에 기존 매체접근제어 계층을 향상시키는 802.11e/f/h/i 표준 등이 IEEE 802.11 그룹에서 주요한 기술적 논의 사항으로 다루어지고 있다. 이들 표준들은 빠르면 올 하반기나 내년 상반기쯤 표준화가 완료될 것으로 보이며, 기존의 802.11b/g/a 물리 계층을 보완하여 보다 안정된 무선 네트워킹 환경을 구축할 수 있을 것으로 보인다.

3. 무선 LAN 시장 동향 및 전망

IT 산업 전체의 성장이 주춤하고 있는 가운데, 무선 LAN 시장은 예외적으로 큰 폭의 성장세를 지속하고 있다. 시장 조사 기관인 IDC가 예측한 무선 LAN 시장의 전망을 살펴보면, 2000년 전체 무선 LAN 시장은 2000년부터 2005년 까지 연평균 20% 이상의 높은 성장을 지속할 전망이다. 하지만 이런 높은 성장률 이면에는 Wi-Fi 호환제품을 생산하는 크고 작은 50개 이상의 벤더들이 치열한 생존경쟁을 벌이며 제품 차별화를 위해 노력하고 있다. Wi-Fi 핵심 칩 부문의 경우 Intersil이 시장을 거의 독점하고 있는 상태이나, 현재 개발 중인 5GHz RF 칩셋은 Intersil 이외에도 Atheros, Radiata, Agere 등이 시장에 대비하고 있어 경쟁이 치열해질 전망이다. 시스템 솔루션 부문의 경우 Proxim, Cisco, Symbol, Lucent, BeezeCOM, 3Com 등이 전체 시장의 75%를 차지하고 있다. 장비별로는 AP의 경우 Symbol, Cisco, Proxim, BeezeCOM 등이, NIC의 경우 Proxim, Cisco, Symbol, Lucent 등이 시장에서 주도적인 위치를 차지하고 있다. 기술과 업체들 간의 경쟁이 심화될수록 주요 벤더들의 시장 과점 현상은 점차 더 뚜렷하게 나타날 것으로 보인다.

무선 LAN 시장이 이렇게 급격히 성장하고 있는 이유는 802.11b Wi-Fi가 사실상의 업계 표준으로 등장하면서 업체 간의 경쟁이 심화되어 포트 당 단가가 저렴해진 이유도 있겠으나, 사용자들의 이동성/원격성 욕구 증대에 따른 노트북의 판매 및 이용이 급증하고 있는 것도 무선 LAN 시장의 활성화에 기여한 바가 적지 않다고 볼 수 있다.

기술별로 시장 상황을 살펴보면, 2.4GHz 대역에서 동작하는 802.11b Wi-Fi가 기업, 학교 등을 중심으로 무선 네트워킹 솔루션으로 각광을 받고 있다. 2.4GHz 제품들의 향방은 앞으로 채택될 802.11g 표준의 기술/시장 전개 상황에 따라 달라질 수도 있겠으나, 기본적으로 5GHz 제품의 포트 당 가격이 급속히 하락할 것으로 보이는 2~3년 후에는 점차 성장세가 둔화될 것으로 예상된다. 현재 표준화가 진행 중인 802.11g의 경우 일정이 지연되고 있지만 올 하반기에는 표준화가 완료될 전망이다. 하지만 설사 표준이 확정되더라도 시장에 제품이 나오기까지는 적어도 수 개월의 시간이 소요되므로 빨라야 내년 상반기에나 제품 출시가 가능할 것으로 보인다. 따라서 5GHz 제품과의 경쟁은 불가피하며 시장에 어떤 영향력을 미칠 수 있을 지는 현재로서는 미지수이다.

5GHz 제품 개발 관련 동향을 살펴보면, Atheros Communications 사의 AR5000 RF 칩셋을 탑재한 802.11b/a 듀얼 모드 제품들이 올 하반기부터 출시될 예정이다. 그 밖에 Radiata, Agere 칩셋을 사용하는 제품도 비슷한 시기에 시장에 선을 보일 예정이다. 업체들은 5GHz 제품을 현재 802.11b Wi-Fi와 비슷하게 NIC의 경우 100~200 달러, AP는 600~1,000 달러 정도에서 판매할 수 있기를 희망하고 있으나, 실제로 제품판매 초기에는 Wi-Fi 제품보다 1.5~2배 정도 가격이 비쌀 것으로 예상된다.

기술적인 관점에서도 802.11a 제품은 Wi-Fi가 사용하는 2.4GHz ISM 대역보다 높은 5GHz UNNI 대역을 사용하기 때문에 전송전력을 높이지 않는 한 Wi-Fi 제품에 비해 전송거리가 짧아질 수 밖에 없으며, 54Mbps의 고속 전송 모드에서는 10~15m 정도로 현격하게 줄어들게 된다. 즉 모든 조건이 동일하다고 가정했을 때, 802.11a AP는 한 개의 Wi-Fi AP가 담당하는 영역의 1/4 밖에 서비스할 수 없으며, 그 중에서도 일부 사용자만이 54Mbps 고속 데이터 서비스를 받을 수 있다. 따라서 현실적으로 Wi-Fi 네트워크 설치 비용보다 훨씬 많은 대체비용이 소요되기 때문에, 기존 Wi-Fi 장치를 전부 걷어내고 802.11a로 업그레이드 하기 보다는 사용자가 밀집되어 있는 환경에서 고속 데이터 전송이 필요한 경우를 중심으로 점진적으로 사용이 확대될 것으로 예상된다. 또한 5GHz의 경우 각 국가별로 각기 다른 주파수 정책 때문에 시장에서 주력 제품으로 자리를 잡기 까지는 어느 정도 시간이 걸릴 전망이다. ♣ <Y.G>