WiFi에서의 throughput (6) - 802.11g TCP throughput

"WiFi에서의 throughput (5) - 802.11g 최대 throughput"에서 도출한 35.91Mbps의 throughput은 매우 특수한 조건을 가정한 것이며, 일반적으로는 이런 조건에 맞는 환경에서 사용하지 않는다. 이번에는 조금 더 실제 사용환경과 가까운 조건, 즉 대다수의 어플리케이션들이 Transport 프로토콜로 사용하는 TCP를 적용하였을 때 802.11g(54Mbps)에서의 MAC 계층 최대 데이터 전송율을 살펴보기로 한다. 최대 전송율을 구하기 위해서, 여전히 무선환경이 완벽한 상태(BER = 0)에서, 두 개의 무선랜 단말만을 고려한다. 또한, Fragmentation이나 RTS/CTS 메시지를 사용하지 않으며, Propagation delay를 반영하지 않는다.
FTP 데이터를 전송하는데 필요한 오버헤드를 IP 패킷 레벨에서 계산해보면 TCP DATA 패킷과 TCP ACK 패킷, 그리고 이 TCP 패킷들에 대한 DIFS/SIFS, Backoff, MAC DATA/ACK 프레임 오버헤드의 합이며, TCP 전송시 최대 크기인 1,500Bytes 길이의 IP 패킷을 전송할 때의 오버헤드 비율을 계산하면 약 50.45%이다. 따라서 MAC 계층에서 기대되는 전송율(throughput)은 54Mbps * 49.55% = 26.76Mbps이다(충돌이 없다고 가정했을 경우).
이 시뮬레이션을 위해서 "WiFi에서의 throughput(4) - 802.11a TCP throughput"에서 작성한 시나리오를 조금 수정하여 사용한다. 801.11g WLAN을 사용하기 위해서 STA와 AP 노드의 Wireless LAN-->Wireless LAN Parameters-->Physical Characteristics 항목을 "Extended Rate PHY (802.11g)"로 Wireless LAN-->Wireless LAN Parameters-->Data Rate (bps) 항목을 "54Mbps"로 설정한다.이제 시뮬레이션을 수행하고 AP에서 측정된 WLAN MAC throughput을 살펴보면 다음 그림과 같이 약간의 편차가 있기는 하지만, 평균적으로 약 25.2Mbps 정도의 결과를 보여주며, 이는 앞에서 예측한 값과 거의 일치하는 것이다.

 

802.11a에서의 결과값(25.67Mbps, "WiFi에서의 throughput (4) - 802.11a TCP throughput" 참조)보다 조금 낮은 이유는 11g에서 동작 절차가 조금 바뀜에 따라 충돌로 판단하는 경우가 증가하였기 때문이다(즉, 재전송이 증가한다). 코드를 살펴보았을 때, 동작 구조에는 이상이 없으므로 이러한 현상을 OPNET의 버그로 단순히 취급하기는 어렵다. 하지만, 논리적으로 분석하였을 때 11a와 11g의 평균 전송율은 동일해야 하므로, 버그성(?)으로 봐야 할 것 같다.