Wi-Fi Mesh + 셀룰러 하이브리드 네트워크 성능 (192개 시나리오)
Wi-Fi Mesh를 주 경로로, LTE 또는 5G를 예비 경로로 쓰는 하이브리드 구조를 192개 시나리오로 평가했습니다. 평균 PDR은 95% 수준을 유지했지만, 경로 전환 시간이 실시간 관제의 병목으로 드러났습니다.
1. 이번 리포트의 관점
지난 리포트들에서 Wi-Fi Mesh와 셀룰러를 병행하는 구조가 “최악의 상황을 완화하는 구조”라는 점을 확인했습니다. 이번에는 Wi-Fi Mesh를 주 경로로 쓰다가 신호가 약해지면 LTE 또는 5G로 넘어가는 하이브리드 구조를 직접 구현해, 전환 과정까지 포함한 성능을 측정했습니다.
2. 실험 설계
항목 | 조건 |
|---|---|
시나리오 | 192개 (셀룰러 2종 × Wi-Fi 대역 2종 × 로봇 수 4단계 × 페이로드 4단계 × 시드 3개) |
셀룰러 예비 경로 | LTE / 5G NR |
Wi-Fi 대역 | 2.4 GHz / 5 GHz |
로봇(STA) 수 | 5 / 10 / 15 / 20 |
페이로드 | 10 KB / 50 KB / 1 MB / 2 MB |
전환 기준 | RSSI −58 dBm, 히스테리시스 3 dB |
이동 속도 · 시간 | 5 m/s · 90초 |
3. 전체 결과
지표 | 전체 평균 |
|---|---|
PDR | 95.47% |
평균 지연 | 19.12 ms |
Throughput | 2.51 Mbps |
전환 성공률 | 62.9% (1,897회 중 1,194회) |
평균 전환 시간 | 228.1 ms |
LTE 예비 경로 vs 5G 예비 경로
지표 | Wi-Fi + LTE | Wi-Fi + 5G |
|---|---|---|
PDR | 95.71% | 95.24% |
평균 지연 | 20.02 ms | 18.23 ms |
Throughput | 2.17 Mbps | 2.91 Mbps |
평균 전환 시간 | 252.95 ms | 203.32 ms |
신뢰도(PDR)는 LTE 조합이, 처리량과 전환 속도는 5G 조합이 앞섰습니다. 다만 차이가 크지 않고 신뢰구간이 겹쳐, 시드에 따른 변동을 감안하면 실질적인 차이로 단정하기는 어렵습니다.
4. 로봇 수와 페이로드의 영향
로봇 수 5 → 20 — LTE 조합은 PDR −1.70%p, 지연 +6.65 ms. 5G 조합은 PDR −1.04%p, 지연은 오히려 0.92 ms 감소해 로봇이 많을수록 5G 조합의 지연 우위가 커졌습니다.
페이로드 10 KB → 2 MB — PDR이 LTE 조합 −5.40%p, 5G 조합 −6.46%p 떨어지고 지연이 각각 +35 ms, +30 ms 늘었습니다. 이번 실험에서 단일 변수로는 가장 큰 변화입니다.
로봇 수 증가에 따른 평균 지연 (LTE / 5G 예비 경로)
페이로드 크기에 따른 PDR 변화
5. 경로 전환에서 드러난 과제
관측된 전환은 모두 Wi-Fi → 셀룰러 방향이었습니다. 셀룰러에서 Wi-Fi로 돌아오는 조건(신호 회복 + 일정 시간 유지)을 90초 안에 만족한 경우가 없었습니다.
전환의 약 절반만 200 ms 이내에 끝났습니다. 실시간 제어에 흔히 쓰이는 200 ms 기준으로 보면 대부분의 전환이 아직 느립니다.
RSSI만으로 전체 성능을 설명하기는 어려웠습니다. 셀룰러 쪽 신호 지표(RSRP)가 낮아도 PDR이 크게 떨어지지 않았습니다.
6. 현재 단계의 판단
하이브리드 구조는 로봇 수와 트래픽이 늘어도 PDR 95% 수준을 유지했다.
남은 병목은 링크 품질이 아니라 경로 전환 시간이다.
다음 단계로 셀룰러 → Wi-Fi 복귀 경로와 전환 지연을 집중 분석한다.
NSLab Tech Note — 본 기술 리포트는 연구·현장 검토 과정에서 정리한 기술 자료로, 특정 제품이나 솔루션의 성능을 보장하거나 홍보하기 위한 목적이 아닙니다.