어느 가을 토요일 오후, 8만 명의 팬들이 노터데임대학교의 상징적인 미식축구 경기장을 가득 메우고 ‘파이팅 아이리쉬(Fighting Irish)’를 응원했다. 그리고 이제 이 경기장은 대규모 네트워크 확장을 통해 팬들의 함성만큼이나 끊임없는 고대역폭 스트리밍을 지원한다.

2024년 가을, 노터데임대학교는 미국에서 최초로 와이파이 6E를 도입한 대학이 됐다. 와이파이 6E는 비교적 새로운 표준으로, 6Hz 무선 스펙트럼을 활용해 야외 공간에서도 향상된 무선 연결을 제공한다. 와이파이 6E는 티켓 없이 입장하는 시스템, 매점에서의 원격 주문, ‘파이팅 아이리쉬 미디어(Fighting Irish Media)’의 실시간 통계 스트리밍, 경기장 내외 어디서든 가능한 영상 통화 등 다양한 연결을 지원한다.

최대 40Gbps 용량으로 설계된 와이파이 6E는 이전 버전보다 대역폭이 3배 늘었다. 9월 28일 열린 첫 경기에서 와이파이 6E는 22.37Gbps에 달하는 네트워크 부하를 무리 없이 처리했다. 그리고 이는 시작에 불과하다.

노터데임대학교의 인프라 아키텍트 마이크 앳킨스는 “이번 프로젝트는 단순한 와이파이 업그레이드가 아니다. 미래에 대비하고 팬들과 커뮤니티에 최고의 경험을 제공하며, 캠퍼스를 연결성 분야의 선도적인 공간으로 만드는 것이 목표였다. 이 네트워크를 통해 팬들과 학술 연구를 위한 가능성은 무한해졌다”라고 말했다.

노터데임대학교의 네트워크 및 전화 서비스 담당 시니어 디렉터 존 바이세는 “이제 상상할 수 있는 것은 무엇이든 실현할 방법을 찾을 수 있다. 우리는 ‘무선 우선(wireless-first)’ 캠퍼스를 목표로 하고 있으며 6E 표준을 통해 이제 대학 스포츠 분야에서 가장 발전된 무선 인프라를 갖추게 됐다”라고 설명했다.

미래의 가능성

새롭게 구축된 와이파이 6E 네트워크는 인디애나주 노터데임에 위치한 캠퍼스와 경기장 내부 전반에 걸쳐 다양한 이점을 제공한다. 주요 혜택은 다음과 같다.

• 팬들이 선수 하이라이트 장면과 경기를 실시간으로 볼 수 있도록 VR 기능을 추가할 계획이다.
• 대학 행사 운영팀이 네트워크 데이터를 활용해 군중 흐름을 보다 효율적으로 관리하고 모니터링을 수행할 수 있다.
• 노터데임대학교 무선 연구소(Wireless Institute)는 이 네트워크를 IoT, AR(augumented reality), AI 관련 첨단 연구를 위한 실시간 실험실로 활용할 수 있다.
• 학생, 교수진, 행정 담당자들에게 고속 연결을 제공하며 캠퍼스 전체에 와이파이 6E를 확장하는 데 있어 중심 허브 역할을 한다.
• 와이파이에 연결된 IoT 기기를 활용해 경기장의 잔디 성장을 모니터링하는 프로젝트가 진행 중이다. 경기장은 보통 인조 잔디로 되어 있지만, 최근 첼시 FC와 셀틱 FC 간 축구 경기와 같은 특별한 핵사를 위해 천연 잔디를 깔아 놓기도 한다. 이에 대해 앳킨스는 “와이파이 6가 이렇게 발전할 수 있을지 예상하지 못했다”라고 설명했다.
• 콘서트, 영화 상영와 같은 특별 행사에 맞춰 경기장 내 와이파이를 유연하게 배치할 수 있는 이동형 네트워크 시스템을 구축했다. 이를 통해 2024년에는 영화 를 상영한 ‘필드 위의 영화(Flick on the Field)’ 행사를 진행했다. (‘루디 이야기’는 여러 어려움에도 불구하고 노터데임대학교 미식축구팀에 합류한 다니엘 루디 루티거의 실화를 다룬 영화다.)

업그레이드 프로젝트가 직면한 도전 과제

노터데임의 상징적인 경기장은 시카고의 코미스키 파크(Comiskey Park)와 뉴욕의 양키 스타디움(Yankee Stadium)을 설계한 건축가가 디자인했으며, 1930년 완공됐다. 이 경기장은 전설적인 미식축구 코치 크누트 로크니의 노력으로 건설된 것을 기려 ‘크누트 로크니가 지은 집(The house that Knute Rockne bulit)’으로도 알려져 있다.

2020년부터 기존의 무선 인프라는 현대 팬들의 요구를 따라가는 데 한계를 보이기 시작했다. 통화, 문자 전송, 영상 및 사진 촬영, 소셜 미디어에 콘텐츠 업로드, 온라인 검색 등의 활동은 엄청난 양의 대역폭을 소비했다. 노터데임대학교는 이런 기본적인 요구를 충족할 뿐 아니라 인터랙티브 경기장 활동, 실시간 통계, 동영상 스트리밍과 같은 고급 기능도 추가하고자 했다.

2023년 노터데임대학교는 교육 및 연구 시장을 전문으로 하는 인디애나 소재의 기술 서비스 업체인 PIER 그룹(PIER Group)과 협력해 와이파이 업그레이드 프로젝트를 시작했다. 설계, 기획, 전략 수립 단계에는 약 1년이 소요됐다.

여러 난관도 있었다. 첫째, 경기장의 두꺼운 콘크리트 벽이 무선 신호를 방해한다는 점이었다. 둘째, IT팀은 미식축구 경기뿐 아니라 졸업식, 국제 축구 경기 등 다양한 이벤트로 가득 찬 일정 속에서 업그레이드 작업을 진행해야 했다.

아루바 실외 AP(access point)를 물리적으로 설치하는 작업은 2024년 초 시작돼 약 6개월에 걸쳐 완료됐다. AP가 최대 효율을 발휘할 수 있도록 전략적으로 배치했으며, 경기장의 역사적인 미관을 유지하기 위해 창의적으로 숨겼다. 예를 들어, 팀은 3D 프린팅을 활용해 AP를 감출 수 있는 맞춤형 가림 상자를 설계 및 제작했다. 팬들이 좌석으로 올라가는 계단 난간 등 경기장 곳곳에 상자를 배치했다.

와이파이 6E를 선택한 이유

IEEE는 2020년에 와이파이 6 표준(802.ax)을 승인했다. 여섯 번째 세대라는 의미에서 ‘6’이라는 숫자가 붙었다. 하지만 와이파이 6은 2020년 FCC가 개방한 6GHz 비면허 대역을 사용하지 않는다. 와이파이 6은 2.4GHz 및 5GHz 대역에서만 작동한다.

와이파이 6E(Extended)는 2.4GHz, 5GHz, 6GHz의 3가지 주파수 대역을 모두 활용하며, 이를 통해 추가적인 대역폭을 제공한다. 와이파이 6E의 속도는 와이파이 6보다 최대 2배 빠를 것으로 추정된다.

와이파이 6은 잘 알려진 다양한 무선 기술을 결합해 이전 표준 대비 성능을 크게 향상하면서도, 이전 세대와의 하위 호환성을 유지하는 것이 특징이다. 예를 들어 고차원 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식을 사용해 패킷당 더 많은 데이터를 전송하도록 설계됐다. 또한 더 넓은 채널을 생성하고 이런 채널을 더 좁은 하위 채널로 분할해 주파수 스펙트럼을 보다 효율적으로 활용한다. 이렇게 하면 사용할 수 있는 채널 수가 늘어나서 엔드포인트가 AP로 연결되는 명확한 경로를 더 쉽게 찾을 수 있다.

와이파이 6E는 와이파이 6의 핵심 기술을 기반으로 여러 가지 추가적인 이점을 제공한다.

• 추가된 주파수 대역(6GHz)을 활용해 더 많은 비중첩(non-overlapping) 채널을 제공하므로, 와이파이 6E는 밀집된 IT 및 IoT 환경에서도 성능 저하 없이 안정적인 연결을 지원할 수 있다.
• 6GHz 주파수 대역은 새롭게 개방된 영역이므로, 다른 전자기기 유형(예 : 전자레인지 등)과의 간섭이 발생할 가능성이 낮다. 즉, 대역폭에 대한 다른 무선 소스의 간섭이나 경쟁이 적다는 의미다.
• 보안 측면에서 와이파이 6E 네트워크에서는 WPA3가 필수 요건으로 적용된다. WPA3는 네트워크 인증 및 암호화 알고리즘을 강화해 보안성을 한층 높인 표준이다.

하지만 단점도 있다. 와이파이 6E는 이전 버전의 와이파이와 호환되지 않는다. 말 그대로 전면적인 업그레이드가 필요하다. 사용자 측면에서는 6E를 지원하는 기기만 이 새로운 기술을 활용할 수 있다.

다행히 업계 주요 벤더들이 와이파이 6E 지원을 빠르게 확대하고 있다. 가령 삼성은 2021년 갤럭시 S21 울트라부터 와이파이 6E를 지원하기 시작했다. 애플은 2023년 아이폰 15 프로에서 처음으로 와이파이 6E를 도입했으며, 이후 출시되는 모든 모델에서 이를 지원한다.

네트워크 측면에서 PIER 그룹과 노터데임대학교 IT팀은 기존 와이파이 5에서 업그레이드하는 과정에서 경기장 좌석뿐 아니라 관중이 몰리는 내부 통로까지 충분한 와이파이 6E 커버리지를 제공해야 했다. 그 결과, 경기장에 설치된 아루바 와이파이 6E AP의 총 수량은 무려 1,110대에 달했다.

다음 단계는 추가된 트래픽과 전력 요구 사항을 감당할 수 있도록 백엔드 스위치 인프라를 업그레이드하는 것이었다. 6GHz 대역에서 작동하는 세 번째 무선 모듈(RF 모듈)이 추가되면서 에너지 소비가 선형적으로 증가함에 따라 기존의 PoE(Power-over-Ethernet) 시스템으로는 6E AP가 요구하는 전력을 충분히 제공하기 어려기 때문이다.

그래서 노터데임은 스마트 레이트(smart-rate) 멀티 기가비트 포트를 제공하는 새로운 스위치 130대를 추가 도입했다. 이들 스위치는 포트당 최대 90W의 PoE를 지원하며, 이를 통해 노터데임은 와이파이 6E를 저전력 모드가 아닌 표준 전력 모드에서 운영할 수 있었다.

또한 팀은 자동 주파수 조정(Automated Frequency Coordination) 기능을 도입해 네트워크 성능을 최적화하고 6GHz 대역에서 발생할 수 있는 간섭을 방지하도록 주파수 사용과 전력 수준을 동적으로 관리하고 있다.

빛을 발한 팀워크

바이세는 이번 프로젝트를 성공적으로 마무리하는 데 PIER 그룹의 역할이 결정적이었다고 평가했다 “PIER 그룹과의 협업은 경기장뿐 아니라 캠퍼스 전체의 무선 네트워크 비전을 실현하는 데 큰 도움이 됐다. 무선 우선 캠퍼스라는 목표에 따라 와이파이 6E 표준 전력을 통해 오늘날 대학 스포츠 분야에서 가장 발전된 무선 인프라를 갖추게 됐다”라고 말했다.

PIER 그룹 사장 채드 윌리엄스는 “이번 프로젝트는 협업과 혁신의 힘을 보여주는 대표적인 사례다. 오랜 전통을 가진 이곳이 대학 교육 기관 중 최초로 팬 경험과 캠퍼스 연결성에서 이렇게 높은 기준을 세우는 모습을 보게 되어 기쁘다”라고 언급했다.

노터데임 미식축구 경기장은 독립적인 공간이 아니라 캠퍼스와 긴밀하게 연결된 장소다. 특히 2014년 진행된 4억 달러 규모의 ‘캠퍼스 크로스로드(Campus Crossroads)’ 확장 프로젝트를 통해 경기장 주변에 3개의 건물을 새롭게 올렸다. 학생을 위한 레크리에이션 및 식당 시설을 제공하는 던컨 학생 센터(Duncan Student Center), 음악학과가 사용하는 오닐 홀(O’Neill Hall), 심리학 및 인류학과가 사용하는 코벳 패밀리 홀(Corbett Family Hall)이다. 이 3곳의 건물에는 프리미엄 경기장 좌석, 기자석, 다양한 이벤트 공간이 있다.

따라서 새로운 실외 AP를 추가하고 백홀 기능을 개선하는 네크워트 업그레이드는 노터데임대학교 커뮤니티 전반에 혜택을 제공한다. 바이세는 “경기장뿐 아니라 대학 전체에 가장 적합한 결정을 내리고 싶었다. 와이파이 6E 표준 전력 도입은 단순히 팬 경험 개선이 아니라 대학 전반의 직원, 교수진, 학생의 연결성 향상에 중점을 뒀다. 장기적인 관점의 접근이었다”라고 설명했다.
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