기술 보고서2분 분량
Wi-Fi Mesh·4G·5G 통신 성능 성향 비교 (NS-3, 108개 시나리오)
같은 공간·장애물 조건에서 Wi-Fi Mesh, 4G LTE, 5G NR을 108개 시나리오로 비교했습니다. Mesh는 전송 성공률, 5G는 속도와 반응성, 4G는 균형형 성향을 보였습니다.
1. 이번 리포트의 관점
Wi-Fi Mesh, 4G, 5G를 같은 조건에서 비교했을 때 나타나는 성능 특성을 NS-3 시뮬레이션 결과로 정리했습니다.
- 특정 기술의 우수성을 주장하려는 것이 아닙니다.
- 관제 시스템 관점에서 기술별 성능 성향과 트레이드오프를 파악하는 데 초점을 둡니다.
- 단일 실험이 아니라 노드 수·트래픽·시드를 바꾼 여러 시나리오의 경향성으로 해석합니다.
2. 시뮬레이션 조건
| 항목 | 조건 |
|---|---|
| 공간 | 400 × 400 × 30 m |
| 장애물 | 건물 7개(고정 구조물) |
| 노드 수 | 5 / 10 / 15 |
| 페이로드 | 10 KB / 50 KB / 1 MB |
| 이동 모델 | Gauss-Markov 3D |
| 시뮬레이션 시간 | 30초 |
| 트래픽 | TCP / UDP 혼합 |
| 지표 | PDR, Throughput, End-to-End Delay, Jitter |
총 108개 시나리오를 구성해 평균값과 분포를 분석했습니다.
3. 기술별 평균 성능 특성
| 기술 | 특성 |
|---|---|
| Wi-Fi Mesh | 가장 높은 PDR(신뢰도), 중간 수준의 Throughput, 지연·지터 변동 폭이 큼 |
| 4G LTE | PDR·지연·Throughput 모두 중간 성향. Mesh보다 안정적, 5G보다 완만 |
| 5G NR | 가장 높은 Throughput, 가장 낮은 평균 지연·지터. PDR은 상대적으로 낮지만 지연 안정성은 가장 우수 |
종합하면 Wi-Fi Mesh는 전송 성공률 중심, 5G는 속도와 반응성 중심, 4G는 균형형 특성을 보입니다.
4. 관제 시스템 설계 관점의 해석
- Wi-Fi Mesh — 데이터 전달 성공률은 높지만, 품질 변동을 전제로 한 설계가 필요
- 4G LTE — 특정 지표가 두드러지지는 않지만 전반적인 안정성 확보
- 5G NR — 실시간 제어·피드백에 유리하지만 인프라·비용 의존성이 큼
통신 기술 선택은 “어느 기술이 더 빠른가”가 아니라 관제 시스템이 어떤 성능 성향을 우선하는가의 문제입니다.
5. 결론
- 기술별 차이는 단일 지표보다 성능 성향의 차이로 이해하는 것이 적절하다.
- 평균 성능만으로는 관제 품질을 설명하기 어렵다.
- 관제 시스템은 기술별 특성을 전제로 한 역할 분리를 고려해야 한다.
다음 리포트에서는 노드 수와 트래픽 크기가 늘 때 각 기술의 성향이 어떻게 달라지는지 이어서 정리합니다.
NSLab Tech Note — 본 기술 리포트는 연구·현장 검토 과정에서 정리한 기술 자료로, 특정 제품이나 솔루션의 성능을 보장하거나 홍보하기 위한 목적이 아닙니다.