무선 LAN 구축과 적용동향

이 원고는 일본 《電氣評論》誌에서 번역 전재한 것입니다. 무선통신시스템 활용 동향 무선LAN 구축과 적용동향 무선LAN이란 유선케이블 대신에 전파를 이용함으로써 퍼스널컴퓨터 상호 간을 접속해 LAN을 구축하는 것이다. 무선LAN에는 케이블 부설의 번잡함이 없다는 점과 이동 가능한 기동성이 높다는 특징 때문에 보급이 급속하게 확대되고 있다. 현재는 기업이나 학교뿐만이 아니라 일반가정에도 널리 이용되고 있으며, 커피점이나 공항, 역, 호텔 등 공중장소에 액세스 포인트(이하 기지국이라 함)를 설치해 무선LAN 환경을 제공하는 공중 무선LAN 서비스도 실시하고 있다. 본 고에서는 무선LAN의 개요와 칸사이전력 신 본점빌딩의 무선LAN 도입 개요에 관해 설명한다. 무선LAN 개요 1. 무선LAN의 특징 앞서 설명한 대로 무선LAN은 케이블 부설의 번잡함이 없다는 점 때문에 사무실 등에서 레이아웃 변경이 있으면 그 때마다 케이블을 다시 칠 필요가 없고 경제적이며 또한 신속한 LAN 구축이 가능하다. 그리고 전파가 미치는 범위라면 사무실 안이나 집 안 등 자유롭게 어디든 PC를 들고 다니는 일이 가능하다. 2. 무선LAN의 주파수 일본 국내 무선LAN에 적용되는 주파수대는 주로 2.4GHz대, 5GHz대이며, 그 밖의 준밀리파대(準milli波帶 : 19GHz, 25GHz, 27GHz대)를 이용하는 것이 있다. 또 적외선이나 레이저를 이용하는 것도 있다. 일본 국내의 무선LAN(2.4GHz대 및 5GHz대)의 주파수 할당 상황을 <그림1>에 나타냈다. 3. 무선LAN의 종류 무선LAN에는 IEEE802.11a/b/g 3 종류가 주로 이용되고 있다<표1>. (1) IEEE802.11a 새롭게 무선LAN에 할당된 5GHz대를 이용해 최대 54Mbps의 전송속도를 실현하는 물리층 규격이다. 변조방식으로 OFDM을 이용해 고속화됐다. 통신 속도로는 6/12/24Mbps의 전송속도에 준거하도록 표준화됐으며 그 밖에 9/18/36/54Mbps의 전송속도도 옵션으로 준비돼 있다. 또 5.15~5.25GHz은 위성통신에 이용되고 있기 때문에 옥외에서의 이용은 금지돼있다. (2) IEEE802.11b 2.4GHz대를 이용해 최대 11Mbps의 전송속도를 실현하는 물리층 규격이다. 무선LAN의 처음 규격이었던 IEEE802.11은 2.4GHz대를 이용해 통상 1채널 2Mbps의 전송속도밖에 얻을 수 없었기 때문에 유선LAN과 비교해 뒤떨어진 특제품이었다. 그래서 물리층(주파수대, 데이터 변조방식, 물리층 해더)을 개량함으로써 고속화(최대11Mbps)를 도모했다. (3) IEEE802.11g 2.4GHz대를 이용해 최대 54Mbps의 전송속도를 실현하는 물리층 규격이다. 변조방식으로 IEEE802.11a와 동일한 OFDM을 이용함으로써 2.4GHz대의 고속화를 실현했다. IEEE802.11b에 대해 상위호환성도 생각하고 있기 때문에 IEEE802.11a와 비교해 기존 LAN기기와 공존하기 쉬운 장점이 있다. 4. 무선LAN의 형태 무선LAN의 네트워크 구성에는 인프라스트럭처 모드(Infrastructure Mode)와 애드혹 모드(Ad-hoc Mode) 2종류가 있다<그림2>.

(1) 인프라스트럭처 모드 이 모드는 기지국과 그 전파도달 범위(무선 셀) 내에 존재하는 무선LAN단말(무선LAN카드를 장착한 단말 및 무선LAN 기능이 내장된 단말)로 구성된다. 기지국은 백본(backbone) 네트워크에 접속해 무선LAN단말과 백본 네트워크 간의 패킷 중계를 실행한다. (2) 애드혹 모드 이 모드에서는 기지국은 필요로 하지 않고 무선LAN 단말 만으로 구성된다. 무선LAN 단말은 무선패킷을 중계하는 기능을 갖지 않고 직접 상호간의 무선패킷을 주고받으며 통신한다. 신 본점 빌딩의 무선LAN 도입 개요 1. 신 본점 빌딩의 무선LAN 도입 개요 2005년 1월 칸사이전력 신 본점 빌딩 이전으로 사무실 환경을 일신하는 것을 최대 계기로 삼고 사무실 환경과 함께 사원의 업무스타일도 변혁시켜야 했기 때문에 2003년부터 각 시책의 구체적인 검토 및 시험실시를 추진했다. 주제로 ‘일에 필요한 온갖 리소스(상대·장소·시간·정보)를 주체적으로 성립시키는 업무스타일로 변혁’을 내걸고, ‘정보의 전자화·공용화 촉진’ ‘회의·협의의 효율화·고도화’와 같은 대책을 추진함으로써 사원 한사람 한사람의 생산향상을 목적으로 하고 있다. 이와 같은 대책을 지탱하는 기반이 유비쿼터스 사무실을 실현하는 IT인프라 환경이다. 구체적으로는 ① 집무영역 전역을 커버한 LAN환경, ② 휴대성에 뛰어난 경량 노트PC, ③ 회의, 협의의 디지털화를 촉진시키는 정보기기(프로젝터, 액정디스플레이)와 같은 IT인프라를 정비했다. 그중에서도 유비쿼터스 사무실이라는 관점에서 특히 주목할만한 것이 LAN환경인데, 이용 현장에 맞춰 유선LAN과 무선LAN의 이점을 효과적으로 조합시켜 배치함으로써 집무실 및 회의실 전역을 커버한 LAN환경을 실현하고 있다. 레이아웃이 고정된 개인 책상이나 소규모 회의실에서는 유선LAN을 기본으로 하고, 집무실 내의 협의 공간이나 중·대규모 회의실에서는 다양한 이용형태가 상정되기 때문에 무선LAN을 적용하고 있다. 이러한 유비쿼터스 사무실 실현으로 ‘필요한 때에 필요한 정보를 액세스할 수 있는 편리성과 유효성’, ‘자료의 디지털화에 따른 비효율적인 작업 삭감’과 같은 종래와의 차이를 체험하는 것에 더해 앞서 설명한 대책을 추진함으로써 사원의 의식·행동양식의 변혁을 촉진하고 머지않아 디지털을 기반으로 한 새로운 업무스타일 정착을 목표로 하고 있다. 2. 무선LAN 도입 개요 (1) 무선LAN의 방식 신 본점 빌딩의 무선LAN 도입에 앞서 TV회담, 애니메이션 등 대용량 컨텐츠의 활용, 및 무선구간에서의 도청, 부정투입을 방지하기 위해, 옥외로 전파누설을 억제하는 고도의 보안 확보를 고려했다. 전송속도가 빠른 한편 이용하는 주파수의 전파전반 특성에서 전파가 미치는 범위가 좁기 때문에 적절한 기지국 설계로 옥외의 전파누설 억제가 가능한 IEEE802.11a 방식을 채용하기로 했다. (2) 기지국 설치 설계 기지국을 설치하는 데 있어서는 기지국 간의 간섭을 발생시키지 않는 배치로 하고 더욱이 도청·부정투입방지 관점에서 건물 밖의 전파누설을 억제하는 일이 중요하다. 건물 내에서 실시한 실험으로 얻은 설계상 필요한 파라미터를 <표2>, <그림3>, <그림4>에 나타냈다. 기지국 간의 간섭에 관해서는 지향성 안테나를 이용한 경우 격리 거리를 40m 정도 확보한다. 동작상 문제가 발생하지 않는다는 사실을 확인했다. 이로 인해 처리 속도 향상, 동시에 대규모 건물에 적용할 경우에 동일 채널의 반복 사용이 가능하다는 사실이 명확해졌다<그림5>.

전파누설에 관해서는 거리감쇠 및 차폐감쇠에서 옥외의 누설 레벨을 판별하는 일이 가능하다. 아울러 전파도달범위를 제한하기 위해 지향성 안테나 사용을 조건으로 하면 기지국 설치 위치를 산출할 수 있게 된다. 신 본점 빌딩에서는 Low-e유리1을 채용하고 있기 때문에 창문에서 10m 거리를 잡고 지향성 안테나를 설치하면 옥외의 누설레벨을 통신가능 레벨 이하로 맞출 수 있다는 사실을 알았다. 또 간섭하지 않는 다른 채널을 사용하는 4대의 기지국을 설치함으로써 거의 플로어 전체를 54Mbps 영역으로 할 수 있다는 사실이 밝혀졌기 때문에 동일채널을 사용하는 기지국의 반복 배치는 하지 않았다<그림6>. 3. 보안 대책 신 본점 빌딩의 무선LAN 도입에 앞서 생각되는 문제로 ‘통신데이터 도청’ 및 ‘기지국의 부정접속’이 있다. 이들 문제에 대해 적절한 처치를 실시하기 위해 종래 ‘SSID의 설정 및 은폐’나 ‘MAC 어드레스 지정’에 따른 부정접속방지 대책 및 ‘WEP를 이용한 통신 데이터 암호화’에 따른 도청방지대책이 강구됐다. 그러나 SSID나 MAC 어드레스에 따른 부정접속 방지대책은 발본적인 대책이라 할 수 없으며 또 WEP에 의한 암호화에서도 그 특성 및 강도에 취약성이 인정돼 보안 면에 염려사항이 다수 보여지고 있다. 그 때문에 개인정보 등 중요한 정보를 취급하는 기업 내 네트워크에서도 종래부터 실시해오던 방책으로는 차마 이용할 수 없고 무선LAN의 유용성을 인식하면서도 도입에 망설이고 있는 상태였다. 이상과 같은 제 문제를 해결하기 위해서는 도청방지 대책인 암호화의 강화, 및 발본적인 부정접속 방지를 목표로 한 상호인정을 포함한 고객 인증을 가능하게 하는 새로운 기술이 필요하다. 검토 결과 WPA 및 IEEE802.1x를 도입하기에 이르렀다. 또한 보다 강력한 암호화 방식으로 AES를 채용한 WPA2 및 IEEE802.1x 인증을 포함한 IEEE802.11i가 있으며 향후 주요한 보안 기술로서 이용이 전망되고 있지만 기기 측 검증에 시간을 요하기 때문에 이번 채용은 보류했다. (1) WPA 무선LAN의 업계단체인 WiFiAlliance에 의해 발표된 무선LAN의 암호화 방식에 관한 규격이다. 취약성이 지적됐던 WEP 대신에 TKIP를 채용함으로써 열쇠길이의 변경, 일정시간 마다 열쇠 갱신, 데이터의 완전성 보증, IEEE802.1x를 이용한 열쇠교부에 대응했다. 또 TKIP에서 IEEE802.1x의 열쇠교부를 이용하지 않는 방법으로 TKIP-PSK가 있다. 처음으로 이용되는 열쇠만 WEP와 똑같은 공유열쇠를 이용하고, 그 다음은 TKIP의 동작에 준거하는 주로 개인고객을 대상으로 한 방식이다. 열쇠 관리방법을 변경함으로써 WEP에서 문제가 되었던 취약성을 회피해 강력한 암호화 설비가 가능해졌다. (2) IEEE802.1x 네트워크 접속 시 고객 인증방식에 관한 규격이다. 클라이언트=서버 간의 고객인증을 주고받는 EAP 프로토콜을 이용함으로써 서버, 클라이언트 쌍방의 상호인증을 실시해 부저 접속을 방지하고 있다. 유저인증이 정상으로 실행되면 인증서버로부터 무선 기지국 경유로 클라이언트에 암호 열쇠가 교부되면서 네트워크의 접속이 허가된다. EAP에는 용도마다 구분할 수 있도록 몇 개의 종류가 있으며 각각 인증방식과 전자증명서 유무에 차이가 있다<표3>. EAP에 따른 인증을 클라이언트 본체 및 고객 각자에 실시하고 부정 클라이언트의 접속과 부정 고객의 접속을 방지했다 동시에 고객 인증 시 마스터카드를 이용함으로써 물리적인 보안을 강화하고 보다 강고한 보안을 확보하는 일이 가능해 졌다. 향후 전망 무선LAN 방식에 관해서는 2003년 6월에 IEEE802.11g가 규격화됨으로써 필요에 맞게 복수방식을 병용해 보다 유동적인 환경 구축이 가능할 것으로 본다. 또 보안 면에서는 보다 강고한 암호화 기술인 IEEE802.11i가 2004년 6월에 비준됨으로써 향후 더욱 보안레벨이 향상될 것으로 전망한다. 무선LAN의 타 업체 접속, 보안기술의 기존 환경과의 정합성과 같은 과제를 검토하면서 앞으로도 각 규격화 동향을 주시할 필요가 있다고 생각한다.