[정리] 무선랜 기본의 이해 - 4

FY24 네트워크야 놀자! 우리 일상의 동반자 WIFI, 무선랜 기본의 이해(20240703)

 

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4. AP 성능의 이해

 

- 그래서, 어떤 AP를 사용하는 것이 좋을까?

- AP 성능에 영향을 주는 값이 5가지로 선정되었다.

 채널 본딩 / WiFi세대 / 안테나 숫자 / 인코딩 및 모듈화 방식 / Guard Internal

 

- 하나씩 살펴보자

 

- 채널 본딩인 이전의 글을 참고하면 된다.

- WiFi의 세대별 성능의 차이를 정리한 표다.

- 세대가 올라갈수록 최대 대역폭, 모듈화 방식, 채널의 아키텍쳐, 최고 성능이 증가하한다.

- 그래서, WiFI 세대는 최신의 것을 사용하면 성능 개선의 효과를 기대할 수 있다.

 

- 인코딩과 모듈화 방식에 대한 정보인데, 별도로 선택하거나 지정할 필요 없이 위에서 언급한 바와 같이 최신 WiFi를 사용하면 된다.

- 간단하게 설명하자면, 전기적 신호를 디지털 신호로 부호화(0과 1)하여 통신하는데, 한번에 얼마나 많은 비트수를 전달할 수 있는가에 대한 설명이다. 1024 QAM의 경우 동일한 사각형 내에 훨씬 많은 동그라미를 볼 수 있는데, 가장 많이 뺵뺵한 것을 확인 할 수 있고, 이는 성능으로 이어진다.

- 모듈레이션 = 데이터를 실어 나르는 방식 = 하나의 사이클에 몇 비트를 보낼 것인지에 대한 기술

 

- 주파수 및 WiFi 세대별 정리한 표다.

 

 

- 채널 본딩과 WiFi 세대별로 정리한 표다.

 

 

- 다음으로 AP 성능에 영향을 주는 항목인 안테나다

- 안테나 또한 WiFi의 세대에 따라 최대로 지원하는 개수가 상이하며, 속도도 상이하다.

- 기술적 의미 : MIMO(Multiple Input, Multiple Output) 기술에서 사용되며, 여러 개의 안테나를 활용해 독립적인 데이터 스트림을 동시에 전송하는 방식

- 다시 비유하여 설명하면 다음과 같다.

고속도로 비유
한 차선(1개의 Spatial Stream)으로는 데이터를 한 방향으로만 전송할 수 있다.
여러 차선(다중 Spatial Streams)을 사용할 경우, 한 번에 더 많은 데이터를 동시에 전송할 수 있어 전송 속도가 훨씬 빠르다.
예를 들어, 4개의 Spatial Streams를 사용하면, 4개의 차선에서 데이터를 동시에 주고받아 더 많은 정보를 더 빠르게 처리할 수 있다.


강당의 마이크 비유
마치 강당에서 여러 개의 마이크와 스피커를 사용해 각각의 소리를 다른 경로로 전달하는 것과 비슷하다
하나의 마이크는 하나의 소리만 전달하지만, 여러 마이크를 사용하면 더 많은 소리를 동시에 전달할 수 있다.

- 이처럼, 여러 개의 안테나를 이용하여 동시에 통신하는 기술을 Spatial Streams라고 한다.

 

- 두 개의 AP를 비교했을 때 차이가 나는 항목이 안테나의 개수인데 최대 접속 속도에서 차이가 난다.

 

- 사진과 같이 이렇게 다양한 안테나가 내장되어 있고, 다수의 안테나를 통해 통신을 한다.

 

 

- AP는 데이터를 전기적인 신호로 변경하고 또 이를 반대로 행하는 장비다.

- 이 떄 전원 공급을 PoE라는 기술을 Switch로부터 보통 공급받는다.

- 전력 공급이 부족할 경우, 전기적인 방사 능력이 저하되어 속도가 저하되는 경우도 있다. 

 

 

- 안테나를 설명하면 MIMO 기술이 빠질 수 없다.

- 사진에서와 같이 하나의 사용자가 동작할 때, 나머지 사용자가 대기를 하고 있다면 분명히 서비스 측면에서 불만접수를 받을 것이다. 그래서 여러 개의 안테나를 사용하여 다수의 사용자들을 수용할 수 있도록 한다.

- 주이할 점은 SU-MIMO와 MU-MIMO의 차이는 안테나 수가 아니라, 어떻게 데이터를 전송하고 사용자에게 할당하는지에 초점을 두어야한다.

 

비유로 이해하기
SU-MIMO: 단일 사용자와의 통신에만 안테나 자원을 집중하기 때문에, 다른 사용자는 순번을 기다려야 한다.
• 고속도로에서 한 차량(단일 사용자)만 여러 차선을 독점적으로 사용. 
○ 속도는 매우 빠르지만, 다른 차량(사용자)은 대기해야 함.

MU-MIMO:
• 고속도로에서 여러 차량(사용자)이 각기 다른 차선을 동시에 사용. 
○ 여러 차량이 한 번에 이동하므로 전체 효율이 높아짐.


• SU-MIMO: 한 명의 사용자에게 여러 안테나로 데이터를 전송.
• MU-MIMO: 여러 사용자에게 여러 안테나로 데이터를 동시에 전송.

 

- 지금까지 정리하면 무선랜 인프라를 설계할 때 가장 중요한 값을 고르면 아래와 같이 고를 수 있다.

- 채널 본딩 / WiFi 세대 / 안테나 숫자

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