Wi-Fi 데드존은 인정하고 싶지 않을 만큼 흔한 문제입니다. 공유기가 아무리 빠르고 다양한 기능을 갖추고 있더라도 거대한 안테나가 달려 있지 않는 한 데드존을 피할 수 없으며, 대부분의 소비자용 공유기에는 그런 안테나가 없습니다. 이를 해결하기 위해 상용 Wi-Fi 확장기를 구매하는 경우가 많지만, 가격이 20달러에서 60달러에 달하며 저가형 제품은 문제를 해결하기보다 더 많은 문제를 일으키기도 합니다.
집에 남는 구형 공유기가 있다면 Wi-Fi 데드존을 해결할 수 있지만, 모두가 여분의 공유기를 가지고 있는 것은 아닙니다. 다행히 5달러짜리 ESP32 보드 하나면 충분합니다. 물론 전체 메시(mesh) 시스템을 대체하려는 것이 아니라면 말이죠.
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이 작은 보드로 저렴하게 Wi-Fi 문제를 해결하세요
ESP32란 무엇이며, 왜 이 작업에 적합한가
ESP32는 Espressif Systems에서 제작한 초소형 마이크로컨트롤러입니다. 스마트 가전이나 커넥티드 기기와 같은 IoT 프로젝트를 위해 설계되었으며, Bluetooth와 Wi-Fi가 내장되어 있습니다. 모델에 따라 2달러 정도의 저렴한 가격에 구매할 수 있으며, 거의 모든 전자 부품 매장이나 사이트에서 쉽게 구할 수 있습니다.
Wi-Fi 범위를 확장하려는 목적에서 우리는 ESP32의 Wi-Fi 기능에 주목합니다. 앞서 언급했듯이, 이 보드 하나로 전체 공유기나 메시 시스템을 대체할 수는 없지만, Wi-Fi 커버리지가 필요한 멀리 떨어진 스마트 홈 카메라나 센서와 같은 간단한 용도로는 충분히 제 역할을 합니다.
ESP32는 두 가지 Wi-Fi 모드를 동시에 실행할 수 있습니다. 일반 기기처럼 기존 공유기에 연결하는 스테이션 모드(STA)와 자체 Wi-Fi 네트워크를 생성하는 액세스 포인트 모드(AP)입니다. NAT(네트워크 주소 변환) 펌웨어만 설치하면, 이 기기는 범위 확장기(range extender)와 정확히 동일한 방식으로 두 네트워크 간의 트래픽을 전달하기 시작합니다.
##### ESP32
브랜드 Espressif
연결 기능 Wi-Fi, Bluetooth
ESP32는 Wi-Fi와 Bluetooth가 내장된 저비용 마이크로컨트롤러로, IoT 프로젝트 및 DIY 전자 제품에 널리 사용됩니다.
모든 것을 가능하게 하는 펌웨어
개발 보드를 작동 가능한 리피터로 만들기
제가 사용한 펌웨어는 Martin Ger가 만든 간단한 esp32_nat_router 펌웨어를 기반으로 하는 dchristl의 esp32_nat_router_extended입니다. 이 확장 버전은 더 나은 웹 인터페이스와 더 많은 설정 옵션 등 추가 기능을 제공합니다. 코드를 한 줄도 작성할 필요가 없다는 점을 기억하세요. 미리 컴파일된 펌웨어 바이너리를 보드에 플래싱하기만 하면 바로 사용할 수 있습니다.
먼저 공식 GitHub 다운로드 페이지에서 바이너리를 다운로드하세요. esp32nat_extended_full_vX.X.X.zip이라는 이름의 파일을 찾으면 되는데, 여기서 X는 최신 버전 번호(작성 시점 기준 7.2)입니다. ZIP 아카이브 안에는 추출해야 할 단일 Bin 파일이 들어 있습니다. 완료되면 Windows용 Espressif 무료 Flash Download Tool 또는 모든 OS에서 사용할 수 있는 명령줄 기반의 esptool.py를 다운로드하세요. USB를 통해 ESP32를 연결하고, 올바른 COM 포트를 선택한 뒤, 적절한 메모리 주소(0x0)를 지정하고 Start를 클릭하여 프로세스가 완료될 때까지 기다리면 됩니다.
몇 분 만에 설정 완료
누구나 따라 할 수 있는 간단한 플래싱 및 설정 과정
펌웨어가 성공적으로 플래싱되고 보드가 재부팅되면, ESP32_NAT_Router라는 Wi-Fi 네트워크를 방송하기 시작합니다. PC나 스마트폰을 해당 Wi-Fi에 연결하고 브라우저를 열어 192.168.4.1로 접속하세요. 설정 페이지가 나타날 것입니다.
AP 설정 섹션에서 기기들을 연결할 확장 Wi-Fi 네트워크의 SSID와 비밀번호를 입력하세요. STA 설정 섹션에서는 확장하려는 기존 Wi-Fi 네트워크의 SSID와 비밀번호를 입력하고 Apply changes를 클릭합니다. 보드가 다시 시작될 때까지 기다리면 자동으로 메인 공유기의 Wi-Fi 신호를 확장하기 시작합니다.
펌웨어 플래싱과 Wi-Fi 네트워크 설정을 포함한 전체 과정은 ESP32를 처음 다뤄보는 사람이라도 10~15분이면 충분합니다.
공유기 수준의 속도는 기대하지 마세요
실제로 얻게 될 성능
앞서 언급했듯이, 대역폭을 유지하면서 범위를 확장하는 측면에서 이 방식이 구형 공유기나 전용 메시 시스템을 대체할 수는 없습니다. ESP32의 Wi-Fi 무선 성능은 이론상 최대 72Mbps이지만, NAT 라우터로서의 실제 대역폭은 5~15Mbps 사이입니다. 제 테스트 결과, ESP32와 공유기 모두에서 신호가 강한 상태로 직접 연결했을 때 100Mbps 이상의 속도가 나오는 것과 비교해, ESP32를 거치면 7~12Mbps 정도의 다운로드 속도를 얻을 수 있었습니다.
이 수치가 인상적이지 않을 수 있지만, 스마트 홈 기기, 웹 서핑, 가벼운 영상 스트리밍, 일반적인 인터넷 사용에는 충분합니다. ESP32는 2.4GHz 대역에서만 작동하므로 5GHz보다 범위가 넓어, 매우 넓은 공간이 아니라면 범위에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 만약 공간이 매우 넓다면 전용 범위 확장 솔루션이 더 나은 선택일 수 있습니다.
완벽하지만, 한계는 있습니다
이 설정이 빛을 발하는 곳(그리고 그렇지 않은 곳)
이 설정은 센서, 스마트 플러그, 가벼운 작업용 카메라와 같은 IoT 기기에 커버리지를 확장하거나, 메인 네트워크와 완전히 분리된 별도의 SSID와 비밀번호를 가진 Wi-Fi 네트워크를 게스트에게 제공할 때 가장 효과적입니다. 서랍 속에 먼지가 쌓여 있는 구형 ESP32가 있다면 더욱 좋습니다. 적절한 위치에 배치하면 Wi-Fi 데드존을 파악하고 해결하는 훌륭한 방법이 됩니다.
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하지만 게임, 4K 스트리밍, 대용량 파일 전송과 같이 높은 대역폭과 낮은 지연 시간이 필요한 작업에는 권장하지 않습니다. 또한 5GHz 대역을 지원하지 않으므로 해당 대역이 필요한 기기에는 전혀 도움이 되지 않습니다. 다행히 대부분의 IoT 기기는 2.4GHz에서만 작동하므로 연결 측면에서는 문제가 없을 것입니다.
전체 가정용 솔루션이 아닌 특정 데드존을 위한 맞춤형 해결책이라는 점을 기억하고 기대치를 적절히 조절한다면 실망하지 않을 것입니다. 몇 달러의 비용과 15분 미만의 시간으로 할 수 있는 유용한 팁입니다. 또한, 필요에 따라 검토하고 수정할 수 있는 오픈 소스 펌웨어를 사용하므로 오늘날 구매할 수 있는 대부분의 저가형 확장기보다 훨씬 투명하다는 장점도 있습니다.