2020.04.28

'802.11과 와이파이와의 관계는?'· · · 와이파이 표준과 종류 설명하기

Keith Shaw | Network World
무선 세계에서 와이파이(Wi-Fi)라는 용어는 와이파이 제품이 IEEE의 802.11 무선 표준을 충족한다는 것을 인증하는 전담 단체인 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance)가 소유한 특정 상표임에도 불구하고 일반적으로 무선 액세스와 동의어다.

802.11b, 802.11ac와 같은 이름이 붙는 와이파이 표준은 1990년대에 시작된 이후 지금까지 계속 확장되고 있는 일련의 규격이다. 802.11 표준은 무선 처리량과 작동 거리를 늘리는 개선 사항과 새로운 주파수 사용을 규정한다. 또한 전력 소비량을 줄이는 새로운 기술도 다룬다.


와이파이 6이란 무엇인가  

표준에 대한 IEEE 명명 체계는 익숙해지기 어렵기 때문에 와이파이 얼라이언스는 이해하기 쉽도록 몇 가지 간단한 이름을 제시했다.

와이파이 얼라이언스는 명명 규칙에 따라 802.11ax를 와이파이 6, 802.11ac는 와이파이 5, 802.11n는 와이파이 4이다. 와이파이 얼라이언스에 따르면, 이 아이디어는 엔드포인트와 공유기 기능을 일치시켜 와이파이 기술을 일반 사용자에게 좀더 쉽게 이해시키고자 했다.

와이파이 6E라 부르는 와이파이 6의 하위 범주는 기본 도로에서 추가될 수 있는 추가 주파수를수용하기 위해 802.11ax 사양에 작성됐다. 이는 2020년 4월부터 시작해 기존의 와이파이 6 AP(Access Points) 대비 와이파이 6E AP의 잠재 용량을 크게 확장했다.

한편 와이파이 얼라이언스는 모든 802.11 표준에 대해 더 간단한 이름을 만들지 않았기 때문에 기존 명칭을 숙지하는 게 중요하다. 또한 최신 버전의 802.11의 새로운 버전에서 계속 작동하는 IEEE는 새로운 이름을 채택하지 않았으므로 새 이름을 사용해 세부 정보를 검색하려면 작업이 더 복잡해진다.
 
이 표준의 전통적인 이름은 알파벳 조합으로 만들었지만 알파벳 순으로 정렬된 것이 아니기 때문에 혼란스럽다. 상황을 명확히 하기 위해 802.11 내에서 이런 물리 계층 표준에 대한 업데이트가 있는데, 이는 최신 표준이 맨 위에 있고, 가장 오래된 표준이 맨 아래에 있다. 이 후로는 작업 중인 표준에 대한 설명이다.

- 802.11ah
와이파이 할로우(HaLow)라고도 하는 802.11ah는 1GHz 미만 주파수 대역(일반적으로 900MHz 대역)의 TV 대역을 제외한 비허가(license-exempt) 네트워크 운영을 정의한다. 미국의 경우 908~928MHz가 여기에 포함되지만 세부 주파수는 국가마다 다르다.
802.11ah의 목적은 최대 347Mbps의 데이터 전송 속도로 2.4GHz와 5GHz 영역의 일반적인 네트워크보다 더 먼 거리까지 와이파이 네트워크를 확장하는 것이다(주파수가 낮을수록 멀리 전송한다). 또한 에너지 소비 절감에도 초점을 두고 있어 많은 에너지를 사용하지 않으면서 원거리 통신이 필요한 사물인터넷 기기에 적합하다. 낮은 에너지 요구 사항은 집안에서도 유용하므로 블루투스 기술과도 경쟁한다. 2016년 9월 승인을 거쳐 2017년 5월 공표됐다.

- 802.11ad
2012년 12월에 승인된 802.11ad는 60GHz 주파수에서 최대 6.7Gbps의 데이터 전송률을 제공할 수 있는 매우 빠른 표준이지만 그 대가로 전송 거리가 짧다. 이 속도는 클라이언트 기기가 AP에서 3.3미터 이내에 위치한 경우에만 달성 가능하다.

- 802.11ac(Wi-Fi 5)
현재의 가정용 무선 공유기는 보통 802.11ac를 준수하고 5GHz 주파수 영역에서 작동한다. 다중입력 다중출력(Multiple Input, Multiple Output, MIMO) 방식을 채택한 표준으로, 최대 3.46Gbps의 데이터 전송률을 지원한다. MIMO란 송신 기기와 수신 기기에 여러 개의 안테나를 사용해 오류를 줄이고 속도를 높인 기술이다.
일부 공유기 업체 제품은 802.11n을 통해 2.4GHz 주파수도 지원한다. 이렇게 해서 802.11b/g/n 장치를 사용하는 구형 클라이언트 기기를 지원하고, 부가적인 대역폭으로 데이터 전송률도 높인다.

- 802.11n(Wi-Fi 4)
첫 MIMO 표준인 802.11n은 2009년 10월에 승인됐으며 2.4GHz와 5GHz, 두 개의 주파수를 사용하고 최대 속도는 600Mbps다. 무선 LAN 업체가 종종 사용하는 "듀얼 밴드"라는 용어는 이 두 가지 주파수로 데이터를 전송할 수 있음을 의미한다.

- 802.11g
2003년 6월에 승인된 802.11g는 802.11b의 뒤를 잇는 표준으로, 2.4GHz 대역에서 최대 54Mbps 속도를 지원, 더 낮은 주파수 범위에서 802.11a와 동일한 속도를 낸다.

- 802.11a
1997년 6월, 802.11 표준 승인 후 첫 번째인 802.11a는 최대 54Mbps의 데이터 속도로 5GHz 대역에서 작동한다. 802.11a는 802.11b보다 늦게 나왔는데, 이로 인해 사람들은 ‘b’가 있는 표준이 ‘a’와 호환이 될 것으로 기대하는 바람에 혼란을 야기했다.
 
- 802.11b
1999년 9월에 나온 표준으로, 첫 가정용 공유기는 대부분 802.11b였다. 2.4GHz 주파수에서 작동하며 최대 11Mbps의 데이터 전송률을 제공한다. 802.11b와 802.11a는 같은 시점에 승인됐지만 시장에 먼저 나온 것은 802.11b다.

- 802.11-1997
최초 표준으로, 2.4GHz 주파수에서 최대 2Mbps의 데이터 전송률을 제공한다. 작동 거리는 실내 20m, 실외 100m로, 이 표준을 지원하는 공유기를 사용했던 사람은 아마 방 하나에서만 사용했을 것이다.


승인 대기 중인 와이파이 표준

- 802.11 aj
중국 밀리미터파(China Millimeter Wave)라고도 하며 중국의 59G~64GHz 주파수 대역에서 작동하기 위한 802.11ad 물리 계층 및 MAC 계층의 수정을 정의한다. 목표는 59G~64GHz 범위에서 작동하면서 802.11ad(60GHz)와의 하위 호환성을 유지하고, 802.11 사용자 경험을 유지하면서 중국 45GHz 대역에서 작동하는 것이다. 원래 2017년 11월에 최종 승인이 예정되어 있었다.

- 802.11ak
홈 엔터테인먼트와 산업 제어 분야에는 802.11 무선 기능과 802.3 이더넷 기능을 갖춘 제품이 몇 가지 있다. 이 표준의 목표는 특히 데이터 전송률, 표준화된 보안, 서비스 품질 개선 영역에서 802.11 미디어가 802.1q 브리지 네트워크 내의 전송 링크로 내부 연결을 제공하도록 하는 것이다. 2017년 11월에 초안(draft) 단계에 이르렀다.

- 802.11ax(Wi-Fi 6)
고효율 WLAN으로 알려진 802.11ax는 2.4GHz 및 5GHz 대역에서 작동하면서 스포츠 경기장, 공항과 같은 고밀도 환경에서 WLAN의 성능을 개선하기 위한 표준이다. 대역폭 사용 효율성을 개선해 802.11n 및 802.11ac 대비 처리량을 최소 4배 높이는 것을 목표로 한다.

- 802.11ay
차세대 60GHz로도 알려진 표준으로, 60GHz 주파수 내에서 20Gbps 이상의 최대 처리량을 제공하고(현재 802.11ad는 최대 7Gbps) 거리와 안정성도 개선하는 것을 목표로 한다.

- 802.11az
2015년 1월, "스테이션의 절대 위치, 그리고 관련되거나 관련되지 않은 하나 이상의 다른 스테이션에 대한 상대 위치를 식별"할 필요성에 대처하기 위한 넥스트 제너레이션 포지셔닝(Next Generation Positioning, NGP)이라는 연구 그룹이 결성됐다.

이 그룹의 목표는 "동일한 PHY 유형에서 실행되는 미세 타이밍 측정(FTM) 프로토콜과 관련해 더 정확하게 절대 및 상대 위치를 판단하면서 기존 무선 매체 사용 및 전력 소비량을 줄이고 고밀도 환경에 맞춰 확장이 가능하도록" MAC, PHY 계층에 대한 수정을 정의하는 것이다. 현재 예정된 승인 시점은 2021년 3월이다.

- 802.11ba
"웨이크업 라디오(WUR)"라고도 하며, 사물인터넷 네트워크 내의 기기와 센서의 배터리 수명을 늘리기 위한 새로운 기술이다. WUR의 목표는 "최적의 기기 성능을 유지하면서 빈번한 배터리 충전 및 교체 필요성을 대폭 줄이는 것"이다. 2020년 7월 승인 예정이다. editor@itworld.co.kr



2020.04.28

'802.11과 와이파이와의 관계는?'· · · 와이파이 표준과 종류 설명하기

Keith Shaw | Network World
무선 세계에서 와이파이(Wi-Fi)라는 용어는 와이파이 제품이 IEEE의 802.11 무선 표준을 충족한다는 것을 인증하는 전담 단체인 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance)가 소유한 특정 상표임에도 불구하고 일반적으로 무선 액세스와 동의어다.

802.11b, 802.11ac와 같은 이름이 붙는 와이파이 표준은 1990년대에 시작된 이후 지금까지 계속 확장되고 있는 일련의 규격이다. 802.11 표준은 무선 처리량과 작동 거리를 늘리는 개선 사항과 새로운 주파수 사용을 규정한다. 또한 전력 소비량을 줄이는 새로운 기술도 다룬다.


와이파이 6이란 무엇인가  

표준에 대한 IEEE 명명 체계는 익숙해지기 어렵기 때문에 와이파이 얼라이언스는 이해하기 쉽도록 몇 가지 간단한 이름을 제시했다.

와이파이 얼라이언스는 명명 규칙에 따라 802.11ax를 와이파이 6, 802.11ac는 와이파이 5, 802.11n는 와이파이 4이다. 와이파이 얼라이언스에 따르면, 이 아이디어는 엔드포인트와 공유기 기능을 일치시켜 와이파이 기술을 일반 사용자에게 좀더 쉽게 이해시키고자 했다.

와이파이 6E라 부르는 와이파이 6의 하위 범주는 기본 도로에서 추가될 수 있는 추가 주파수를수용하기 위해 802.11ax 사양에 작성됐다. 이는 2020년 4월부터 시작해 기존의 와이파이 6 AP(Access Points) 대비 와이파이 6E AP의 잠재 용량을 크게 확장했다.

한편 와이파이 얼라이언스는 모든 802.11 표준에 대해 더 간단한 이름을 만들지 않았기 때문에 기존 명칭을 숙지하는 게 중요하다. 또한 최신 버전의 802.11의 새로운 버전에서 계속 작동하는 IEEE는 새로운 이름을 채택하지 않았으므로 새 이름을 사용해 세부 정보를 검색하려면 작업이 더 복잡해진다.
 
이 표준의 전통적인 이름은 알파벳 조합으로 만들었지만 알파벳 순으로 정렬된 것이 아니기 때문에 혼란스럽다. 상황을 명확히 하기 위해 802.11 내에서 이런 물리 계층 표준에 대한 업데이트가 있는데, 이는 최신 표준이 맨 위에 있고, 가장 오래된 표준이 맨 아래에 있다. 이 후로는 작업 중인 표준에 대한 설명이다.

- 802.11ah
와이파이 할로우(HaLow)라고도 하는 802.11ah는 1GHz 미만 주파수 대역(일반적으로 900MHz 대역)의 TV 대역을 제외한 비허가(license-exempt) 네트워크 운영을 정의한다. 미국의 경우 908~928MHz가 여기에 포함되지만 세부 주파수는 국가마다 다르다.
802.11ah의 목적은 최대 347Mbps의 데이터 전송 속도로 2.4GHz와 5GHz 영역의 일반적인 네트워크보다 더 먼 거리까지 와이파이 네트워크를 확장하는 것이다(주파수가 낮을수록 멀리 전송한다). 또한 에너지 소비 절감에도 초점을 두고 있어 많은 에너지를 사용하지 않으면서 원거리 통신이 필요한 사물인터넷 기기에 적합하다. 낮은 에너지 요구 사항은 집안에서도 유용하므로 블루투스 기술과도 경쟁한다. 2016년 9월 승인을 거쳐 2017년 5월 공표됐다.

- 802.11ad
2012년 12월에 승인된 802.11ad는 60GHz 주파수에서 최대 6.7Gbps의 데이터 전송률을 제공할 수 있는 매우 빠른 표준이지만 그 대가로 전송 거리가 짧다. 이 속도는 클라이언트 기기가 AP에서 3.3미터 이내에 위치한 경우에만 달성 가능하다.

- 802.11ac(Wi-Fi 5)
현재의 가정용 무선 공유기는 보통 802.11ac를 준수하고 5GHz 주파수 영역에서 작동한다. 다중입력 다중출력(Multiple Input, Multiple Output, MIMO) 방식을 채택한 표준으로, 최대 3.46Gbps의 데이터 전송률을 지원한다. MIMO란 송신 기기와 수신 기기에 여러 개의 안테나를 사용해 오류를 줄이고 속도를 높인 기술이다.
일부 공유기 업체 제품은 802.11n을 통해 2.4GHz 주파수도 지원한다. 이렇게 해서 802.11b/g/n 장치를 사용하는 구형 클라이언트 기기를 지원하고, 부가적인 대역폭으로 데이터 전송률도 높인다.

- 802.11n(Wi-Fi 4)
첫 MIMO 표준인 802.11n은 2009년 10월에 승인됐으며 2.4GHz와 5GHz, 두 개의 주파수를 사용하고 최대 속도는 600Mbps다. 무선 LAN 업체가 종종 사용하는 "듀얼 밴드"라는 용어는 이 두 가지 주파수로 데이터를 전송할 수 있음을 의미한다.

- 802.11g
2003년 6월에 승인된 802.11g는 802.11b의 뒤를 잇는 표준으로, 2.4GHz 대역에서 최대 54Mbps 속도를 지원, 더 낮은 주파수 범위에서 802.11a와 동일한 속도를 낸다.

- 802.11a
1997년 6월, 802.11 표준 승인 후 첫 번째인 802.11a는 최대 54Mbps의 데이터 속도로 5GHz 대역에서 작동한다. 802.11a는 802.11b보다 늦게 나왔는데, 이로 인해 사람들은 ‘b’가 있는 표준이 ‘a’와 호환이 될 것으로 기대하는 바람에 혼란을 야기했다.
 
- 802.11b
1999년 9월에 나온 표준으로, 첫 가정용 공유기는 대부분 802.11b였다. 2.4GHz 주파수에서 작동하며 최대 11Mbps의 데이터 전송률을 제공한다. 802.11b와 802.11a는 같은 시점에 승인됐지만 시장에 먼저 나온 것은 802.11b다.

- 802.11-1997
최초 표준으로, 2.4GHz 주파수에서 최대 2Mbps의 데이터 전송률을 제공한다. 작동 거리는 실내 20m, 실외 100m로, 이 표준을 지원하는 공유기를 사용했던 사람은 아마 방 하나에서만 사용했을 것이다.


승인 대기 중인 와이파이 표준

- 802.11 aj
중국 밀리미터파(China Millimeter Wave)라고도 하며 중국의 59G~64GHz 주파수 대역에서 작동하기 위한 802.11ad 물리 계층 및 MAC 계층의 수정을 정의한다. 목표는 59G~64GHz 범위에서 작동하면서 802.11ad(60GHz)와의 하위 호환성을 유지하고, 802.11 사용자 경험을 유지하면서 중국 45GHz 대역에서 작동하는 것이다. 원래 2017년 11월에 최종 승인이 예정되어 있었다.

- 802.11ak
홈 엔터테인먼트와 산업 제어 분야에는 802.11 무선 기능과 802.3 이더넷 기능을 갖춘 제품이 몇 가지 있다. 이 표준의 목표는 특히 데이터 전송률, 표준화된 보안, 서비스 품질 개선 영역에서 802.11 미디어가 802.1q 브리지 네트워크 내의 전송 링크로 내부 연결을 제공하도록 하는 것이다. 2017년 11월에 초안(draft) 단계에 이르렀다.

- 802.11ax(Wi-Fi 6)
고효율 WLAN으로 알려진 802.11ax는 2.4GHz 및 5GHz 대역에서 작동하면서 스포츠 경기장, 공항과 같은 고밀도 환경에서 WLAN의 성능을 개선하기 위한 표준이다. 대역폭 사용 효율성을 개선해 802.11n 및 802.11ac 대비 처리량을 최소 4배 높이는 것을 목표로 한다.

- 802.11ay
차세대 60GHz로도 알려진 표준으로, 60GHz 주파수 내에서 20Gbps 이상의 최대 처리량을 제공하고(현재 802.11ad는 최대 7Gbps) 거리와 안정성도 개선하는 것을 목표로 한다.

- 802.11az
2015년 1월, "스테이션의 절대 위치, 그리고 관련되거나 관련되지 않은 하나 이상의 다른 스테이션에 대한 상대 위치를 식별"할 필요성에 대처하기 위한 넥스트 제너레이션 포지셔닝(Next Generation Positioning, NGP)이라는 연구 그룹이 결성됐다.

이 그룹의 목표는 "동일한 PHY 유형에서 실행되는 미세 타이밍 측정(FTM) 프로토콜과 관련해 더 정확하게 절대 및 상대 위치를 판단하면서 기존 무선 매체 사용 및 전력 소비량을 줄이고 고밀도 환경에 맞춰 확장이 가능하도록" MAC, PHY 계층에 대한 수정을 정의하는 것이다. 현재 예정된 승인 시점은 2021년 3월이다.

- 802.11ba
"웨이크업 라디오(WUR)"라고도 하며, 사물인터넷 네트워크 내의 기기와 센서의 배터리 수명을 늘리기 위한 새로운 기술이다. WUR의 목표는 "최적의 기기 성능을 유지하면서 빈번한 배터리 충전 및 교체 필요성을 대폭 줄이는 것"이다. 2020년 7월 승인 예정이다. editor@itworld.co.kr

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