5G 기술이 성숙해지면서 5G 셀룰러 와이파이 라우터가 점점 더 널리 보급되고 있으며, 5G 셀룰러 와이파이 라우터에 대한 수요가 증가함에 따라 메쉬 네트워킹 지원에 대한 수요도 커지고 있습니다. 그렇다면 메시 네트워크와 그 장점은 무엇일까요?

무선 메시 네트워크는 '멀티 홉' 네트워크라고도 불리며, 전통적인 무선 네트워크와는 완전히 다른 새로운 무선 네트워크 기술입니다. 메시 라우터와 메시 클라이언트로 구성되며, 메시 라우터는 백본 네트워크를 형성하고 유선 인터넷 케이블에 연결되어 메시 클라이언트에 다중 홉 무선 인터넷 연결을 제공합니다.

전통적인 무선 근거리 영역 네트워크(WLAN)에서는 각 클라이언트가 액세스 포인트(AP)에 연결된 무선 링크를 통해 네트워크에 접속하여 로컬 기본 서비스 세트(BSS)를 형성합니다. 사용자가 서로 통신하려면 먼저 고정된 AP에 접속해야 하며, 이 네트워크 구조를 싱글 홉 네트워크라고 합니다. 무선 메시 네트워크에서는 어떤 무선 장치 노드가 동시에 AP이자 라우터 역할을 할 수 있으며, 네트워크 내 각 노드는 신호를 주고받을 수 있고, 하나 이상의 피어 노드와 직접 통신할 수 있습니다.

이 구조의 가장 큰 장점은 가장 가까운 AP가 과도한 트래픽으로 혼잡할 경우, 데이터를 전송할 때 통신 트래픽이 적은 인접 노드로 자동으로 재라우팅할 수 있다는 점입니다. 비유하자면, 데이터 패킷은 네트워크 조건에 따라 다음 노드로 계속 라우팅되어 최종 목적지에 도달할 때까지 전송할 수 있으며, 이 접근 방식은 다중 홉 접근입니다.

실제로 인터넷은 메시 네트워크의 전형적인 예입니다. 예를 들어 이메일을 보낼 때 이메일은 수신자의 사서함에 직접 도착하지 않고, 라우터를 통해 한 서버에서 다른 서버로 전달되며, 여러 차례 라우팅과 전달을 거쳐 사용자의 사서함에 도착합니다. 전달 과정에서 라우터는 일반적으로 이메일이 사용자의 메일박스에 최대한 빨리 도달할 수 있도록 가장 효율적인 전송 경로를 선택합니다.

전통적인 스위치 네트워크와 비교할 때, 무선 메시 네트워크는 노드 간 배선이 필요하지 않지만, 분산 네트워크가 제공하는 중복 메커니즘과 재라우팅 기능을 여전히 갖추고 있습니다. 무선 메시 네트워크에서는 새 기기를 추가하고 싶으면 전원 공급 장치만 연결하면 됩니다. 자동으로 스스로를 구성하고 최적의 다중 홉 전송 경로를 결정할 수 있습니다. 장치가 추가되거나 이동할 때, 네트워크는 자동으로 토폴로지 변화를 감지하고 통신 라우팅을 자동으로 조정하여 가장 효과적인 전송 경로를 얻을 수 있습니다.

전통적인 WLAN과 비교할 때, 무선 메시 네트워크는 여러 가지 뛰어난 장점을 가지고 있습니다:

1. 배포 및 설치 용이함: 메시 노드 설치는 매우 간단합니다. 기기를 박스에서 꺼내 전원 공급 장치에 연결하기만 하면 됩니다. 설치가 매우 간단해져 사용자는 무선 네트워크의 커버리지와 네트워크 용량을 확장하기 위해 새로운 노드를 쉽게 추가할 수 있습니다. 무선 메시 네트워크에서는 모든 메시 노드가 유선 케이블 연결이 필요한 것은 아니며, 이것이 유선 AP와 가장 큰 차이입니다. 메쉬의 설계 목표는 유선 장치와 유선 AP의 수를 최소화하여 총 소유 비용과 설치 시간을 크게 줄이는 것이며, 이를 통해 가져다주는 비용 절감 효과가 매우 큽니다. 무선 메시 네트워크의 구성 및 기타 네트워크 관리 기능은 전통적인 WLAN과 동일하며, 사용자의 WLAN 사용 경험을 메시 네트워크에 쉽게 적용할 수 있습니다.

2.NLOS:NLOS 구성은 무선 메시 기술로 쉽게 구현할 수 있어 야외와 공공장소에서 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있습니다. 송신기와 직접 시야가 연결된 사용자는 먼저 무선 신호를 받고, 그 신호를 직접 시야에 있지 않은 사용자에게 전달합니다. 이렇게 하면 신호가 자동으로 최적의 경로를 선택하여 한 사용자에서 다른 사용자로 지속적으로 이동하고, 직접 시야 없이 목표 사용자에게 도달할 수 있습니다. 이렇게 직접 시야를 가진 사용자는 직접 시야 없이도 인근 사용자에게 무선 광대역 접속을 효과적으로 제공합니다. 무선 메시 네트워크의 비직선 시야 전송 기능은 무선 광대역의 응용 분야와 범위를 크게 확장합니다.

3. 안정성: 네트워크 안정성을 달성하는 일반적인 방법은 여러 라우터를 사용해 데이터를 전송하는 것으로, 한 라우터가 고장 나면 다른 라우터가 다른 경로를 통해 정보를 전송합니다. 이메일이 그 예입니다. 이메일 정보는 여러 개의 데이터 패킷으로 나뉘어 여러 라우터를 거쳐 인터넷을 통해 전송되고, 최종적으로 사용자의 받은편지함에 도달하는 정보로 조립됩니다. 메시 네트워크는 단일 노드의 성능에 의존하지 않기 때문에 단일 홉 네트워크보다 더 견고합니다. 단일 홉 네트워크에서는 노드가 실패하면 전체 네트워크가 마비됩니다. 하지만 메시 네트워크 구조에서는 각 노드가 데이터를 전송할 수 있는 하나 이상의 경로를 가집니다. 가장 가까운 노드가 고장나거나 간섭을 받으면 데이터 패킷은 자동으로 대체 경로로 라우팅되어 전체 네트워크 운영에 영향을 주지 않습니다.

4. 유연한 구조: 단일 홉 네트워크에서는 기기들이 AP를 공유해야 합니다. 여러 장치가 동시에 네트워크에 접속하려 하면 통신 혼잡이 발생하고 시스템이 느려집니다. 하지만 다중 홉 네트워크에서는 여러 노드를 통해 동시에 장치에 연결할 수 있어 시스템 성능 저하가 없습니다. 메시 네트워크는 또한 더 큰 중복 메커니즘과 통신 부하 분산 기능을 제공합니다. 무선 메시 네트워크에서는 각 장치가 여러 전송 경로를 사용할 수 있으며, 네트워크는 각 노드의 통신 부하에 따라 동적으로 통신 경로를 할당할 수 있어 노드 간 통신 혼잡을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 단일 홉 네트워크는 통신 간섭과 액세스 포인트 과부하를 동적으로 처리할 수 없습니다.

5. 높은 대역폭: 무선 통신의 물리적 특성에 따라 통신 전송 거리가 짧을수록 높은 대역폭을 얻기 쉽다. 무선 전송 거리가 늘어나면 다양한 간섭 및 기타 요인으로 인해 데이터 손실이 증가하기 때문이다. 따라서 여러 단거리 홉에 걸쳐 데이터를 전송하는 것이 더 높은 네트워크 대역폭을 얻는 효과적인 방법이며, 이것이 메시 네트워크의 장점입니다. 메시 네트워크에서는 노드가 정보를 송수신할 뿐만 아니라 라우터 역할도 하여 인근 노드에 정보를 전달할 수 있습니다. 더 많은 노드가 서로 연결되어 가능한 경로 수가 증가함에 따라 총 대역폭도 크게 증가합니다. 또한, 각 짧은 홉의 전송 거리가 짧기 때문에 데이터 전송에 필요한 전력도 더 작아집니다. 멀티홉 네트워크는 일반적으로 인접 노드로 데이터를 전송할 때 낮은 전력을 사용하고, 노드 간 무선 신호 간섭도 적기 때문에 네트워크의 채널 품질과 채널 활용 효율이 크게 향상되어 네트워크 용량이 증가할 수 있습니다. 예를 들어, 고밀도 도시 네트워크 환경에서 메시 네트워크는 무선 네트워크를 이용한 인접 사용자 간 상호 간섭을 줄이고 채널 활용 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

6. 야외 사용 가능: 메시 무선 네트워크는 양날의 검으로, 무선 LAN 인프라를 액세스 포인트 유선이 불가능한 곳까지 확장할 수 있지만, 이는 메시 무선 네트워크 액세스 포인트에 연결된 고객의 백홀 링크 처리량을 감소시키며, 최종 결과도 마찬가지입니다. 또한 원격 측에서는 전력 지원이 여전히 필요합니다. 예를 들어, 버스 정류장은 이미 전원 지원을 제공하며, 핫스팟 제어판 관리에는 거의 대역폭이 필요하지 않습니다. 버스 정류장의 액세스 포인트는 고객에게 Wi-Fi를 제공하지 않고, 대신 핫스팟에 필요한 가상 LAN을 제공할 수 있도록 자체 RJ-45 포트를 활성화하고 설정할 수 있습니다.