802.11ax (WiFi 6 : HEW(고효율 WLAN : High Efficiency WLAN))

 IEEE 802.11ax 표준은 802.11ac의 진화입니다. 주로 데이터 자체 전송속도 증가에만 중점을 두었던 이전 표준과 달리 802.11ax는 더 나은 효율성, 용량 및 성능에 중점을 둡니다. 이를 통해 사용자당 평균 처리량이 4배 향상되고 사용자 경험이 향상됩니다. 이는 밀집된 실내/실외 사용/설치의 경우에도 마찬가지입니다. 더 높은 변조, 더 많은 OFDM 부반송파 및 더 긴 OFDM 심볼을 포함하는 여러가지 변경 사항을 사용함으로써 이를 가능하게 합니다. MU-MIMO, 빔포밍 및 OFDMA를 통한 다중화 사용자 (업링크 스케줄링) 및 BSS 컬러 코드를 통해 동일 채널 간섭을 완화하는 단계를 포함합니다.

802.11ac는 5GHz 대역만 사용했지만 802.11ax는 2.4 및 5GHz 대역을 모두 처리하므로 이전 버전과의 호환성을 유지하고 802.11n 및 802.11ac 장치 모두가 마이그레이션되도록 합니다.

IEEE 802.11ax는 Wi-Fi 6 또는 HEW(고효율 WLAN : High Efficiency WLAN)라고도 합니다.

IEEE 802.11ac는 데이터 자체의 전송속도를 높였지만 몇가지 문제를 해결하지 못했습니다. 업링크 액세스는 주로 경합 (Contention)을 기반으로 합니다. 밀집된 네트워크에 많은 장치가 있거나 밀접하게 배치된 여러 액세스 포인트가 있는 경우 충돌, 백오프가 발생할 수 있으며 이에 따라 유효 처리량이 감소할 수 있습니다. 사용자 경험은 모든 장치에 영향을 미칩니다.

이러한 일이 발생하는 일반적인 사용 사례는 붐비는 공공 핫스팟(공항) 또는 이벤트 장소(축구 경기장)입니다. 아파트 단지, 학교 및 교육 캠퍼스에서도 발생할 수 있습니다. 또한 2022년까지 최대 50개의 Wi-Fi 장치가 스마트홈에 포함될 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 주로 가전 제품과 가제트가 IoT를 지원하게 되었기 때문입니다. IEEE 802.11ax는 전체 네트워크 용량 활용, 효율성, 성능, 사용자 경험 및 대기 시간 감소의 관점에서 이러한 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다.

802.11ax는 2.4GHz 및 5GHz 대역을 모두 지원합니다. 따라서 802.11n 및 802.11ac 모두와 백워드 호환됩니다. 즉, 레거시 클라이언트도 802.11ax AP에 연결할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 802.11ax는 부반송파 수를 늘리지만 부반송파 간격을 좁혀 채널 대역폭을 보존함으로써 4배 더 큰 FFT를 사용합니다. OFDM 심볼 기간 및 Cyclic Prefix는 실외 환경에서 더 나은 성능을 위해 증가되었습니다. 실내 환경에 대한 더 높은 데이터 전송률을 위해 1024-QAM 및 더 짧은 Cyclic Prefix가 도입되었습니다.

802.11ac Wave 2에서는 동시에 4개의 MU-MIMO 스트림만 가능했지만 802.11ax에서는 8개로 늘었습니다. 업링크에서 MU-MIMO가 도입되었지만 802.11ac Wave 2에서는 다운링크에서만 가능했습니다. AP는 업링크 MU-MIMO를 조정하기 위해 트리거 프레임을 보냅니다.

OFDMA는 4G 셀룰러에서 수행되는 방식과 유사하게 Wi-Fi에서 처음으로 도입되었습니다. OFDMA를 사용하면 여러 사용자가 동시에 할당된 OFDM 부반송파 세트를 사용하여 전송할 수 있습니다. 부반송파는 RU(Resource Units)로 그룹화되어 할당됩니다.

802.11ax는 고밀도 네트워크의 사용 사례를 해결하기 위한 것이므로 업링크 액세스는 경합 (Contention)을 기반으로 하지 않으면서 스케쥴링됩니다. TWT(Target Wake Time)라는 새로운 기능을 사용하여 스테이션을 슬립, 절전 및 예정된 시간에 깨울 수 있습니다. 따라서 AP는 스테이션간의 경합 (Contention)을 최소화하는 방식으로 스케줄링을 수행할 수 있습니다. 이는 혼잡을 완화하기 위한 로드 밸런싱 기법으로도 볼 수 있습니다.

밀집된 네트워크에서 인접 AP는 동일 채널 간섭을 일으킬 수 있습니다. 겹치는 영역의 스테이션은 과도하게 백오프됩니다. 이것은 BSS Color라는 기능에 의해 802.11ax에서는 완화됩니다. 이것은 스테이션이 다른 네트워크에서 전송되었는지 식별하여 올바른 처리를 하는데 도움이 됩니다.

MU-MIMO는 여러 스트림이 동시에 전송되기 때문에 전체 용량을 증가시킵니다. 이것은 대역폭을 요구하는 애플리케이션에 이상적입니다. 각 사용자에 대한 전송은 빔포밍을 통해 설정됩니다. OFDMA는 용량을 늘리지 않고 사용자의 필요에 따라 부반송파를 할당하여 더 효율적으로 사용합니다. OFDM을 사용하면 사용자가 보낼 것이 많지 않더라도 주어진 시간 동안 모든 부반송파를 차지하게 됩니다. OFDMA를 사용하면 각각 다른 부반송파 세트를 사용하여 여러 사용자를 동시에 다중화할 수 있습니다. 이는 OFDMA가 저대역폭 애플리케이션에 적합하다는 것을 의미합니다. 사용자는 또한 OFDMA를 사용하여 대기 시간을 줄일 수 있습니다. OFDMA를 사용하면 대역폭 요구 사항이 다양한 여러 사용자를 동시에 예약할 수 있습니다.

따라서 MU-MIMO와 OFDMA는 서로를 보완합니다. 일반적인 사용에서 802.11ac Wave2의 MU-MIMO 성능은 AP와 클라이언트 사이의 거리, 채널 선택, 안테나 성능, 다른 클라이언트의 존재 및 기능 등에 따라 달라지는 것으로 나타났습니다. 일부에서는 MU-MIMO가 낮은 처리량을 야기하기도 합니다.

OFDM 부반송파 간격이 78.125kHz로 더 좁은데, 이는 발진기가 더 나은 위상 잡음 성능을 가져야 하고 RF 프론트엔드가 더 나은 선형성을 가져야 함을 의미합니다. 1024-QAM이 가능하기 때문에 EVM 요구 사항이 더 엄격합니다. 우수한 성능을 위해서는 긴밀한 주파수 동기화와 클록 오프셋 보정이 필요합니다. 스테이션은 또한 전송이 트리거 프레임에 표시된 대로 정확하게 조정되어야 하기 때문에 클록을 기반으로 프레임 타이밍을 유지해야 합니다.

802.11ad (WiGig)

 일반적으로 사무실 환경에서 데이타 전송속도가 1Gbps를 초과하고 짧은 대기 시간을 원하는 통신 환경을 위해서는 여전히 유선을 많이 사용해 왔습니다. 지금까지 IEEE 802.11ad가 고안될 때까지는 이러한 통신 환경에 적합한 Wi-Fi 프로토콜이 없었습니다.

IEEE 802.11ad는 60GHz 비인가 대역에서 단거리 통신(약 1-10미터)을 위한 매우 고속의 데이터 속도(약 8Gbps)를 위한 WiFi 프로토콜입니다.

60GHz 작동 대역 때문에 802.11ad는 5GHz 대역에서 802.11ac와 PHY 계층을 보완하지만 상호 운용하지는 않습니다.

이 표준은 방향성 다중 기가비트(DMG)라고도 합니다. 상업적으로 WiGig(무선 기가비트)라는 용어가 일반적입니다.

IEEE 802.11ad의 도입은 2016년부터 증가하고 있는데, 이 표준은 60GHz 대역에서도 작동하는 IEEE 802.11ay로 발전합니다.

고대역폭(> 1Gbps)과 짧은 대기 시간(~10us)으로 초고속 데이타 전송이 가능한 IEEE 802.11ad를 사용하면 가정과 사무실에서 통신을 위해 전선을 사용하는 불편함을 없앨 수 있습니다. 아래와 같은 다양한 사용처에서 802.11ad의 장점을 누릴 수 있습니다.

▶ 4K 동영상 다운로드 또는 공유

▶ 사진 및 동영상 실시간 동기화

▶ 기가비트 핫스팟

▶ 신속한 파일 전송

▶ 신속한 클라우드 접속

▶ 고해상도 네트워크 게이밍

▶ HD 미디어 스트리밍

▶ 고속 화면 전송

▶ AR/VR 앱 등

주파수 밴드를 보면 이전에는 802.11-2016 표준에서 802.11ad에 57-66GHz 범위의 4개 채널이 할당되었는데, 현재는 IEEE 802.11ad에 57-70GHz 주파수 밴드가 할당되어 사용되며, 채널 대역폭이 2.16GHz인 6개의 채널을 사용할 수 있습니다. 채널 2(59.40-61.56GHz)는 모든 지역에서 사용할 수 있으며 기본 채널로 간주됩니다.

▶ 채널1 중심주파수 : 58.32GHz (57.24GHz ~ 59.4GHz)

▶ 채널2 중심주파수 : 60.48GHz (59.4GHz ~ 61.56GHz)

▶ 채널3 중심주파수 : 62.64GHz (61.56GHz ~ 63.72GHz)

▶ 채널4 중심주파수 : 64.80GHz (63.72GHz ~ 65.88GHz)

▶ 채널5 중심주파수 : 66.96GHz (65.88GHz ~ 68,04Ghz)

▶ 채널6 중심주파수 : 69.12GHz (68.04GHz ~ 70.2GHz)

2.16GHz의 채널 대역폭은 스펙트럼이 많기 때문에 802.11ad가 멀티 기가비트 속도를 제공할 수 있습니다.

PHY 계층에서 802.11ad에는 제어, 단일 캐리어(SC) 및 OFDM의 세 가지 모드가 있는데, OFDM 모드는 더이상 사용되지 않습니다. 모바일 장치를 위한 옵션인 저전력 단일 캐리어 모드도 있습니다.

802.11ad는 MIMO와 같은 공간 다중화를 지원하지 않고, 단일 채널에서 단일 공간 스트림을 지원합니다. 그러나 공간 분리 및 방향성 작동을 위한 빔포밍을 지원합니다. 최대 32개의 안테나가 가능합니다.

802.11ac에 비해 802.11ad가 더 전력 효율적입니다. 비트당 전력 소비가 5배 더 낮습니다.

802.11ad를 지원하는 칩셋은 Broadcom, Intel, Qualcomm Atheros, Wilocity, Tensorcom, Peraso, Lattice Semiconductor, MediaTek, Nitero 등이 있습니다.

상용화된 무선 라우터 및 AP 업체는 Netgear, Acelink, TP-Link, IgniteNet 및 Asus입니다.

SU-MIMO와 MU-MIMO의 차이점

무선 기술의 작동 방식을 이해하려면 먼저 무선이 전통적으로 작동하는 방식을 이해해야 합니다. 가정, 기숙사 또는 사무실에 있든 무선은 공유 매체이며, 많은 다른 무선 장치가 모두 한번에 하나의 무선 안테나 하드웨어로 데이터를 주고 받고 패킷을 주고 받습니다. 전통적으로, 액세스 포인트는 한번에 하나의 장치에만 패킷을 보내거나 받을 수 있었습니다. 그러나 무선 하드웨어는 패킷을 너무 빨리 보내고 받을 수 있기 때문에 좋아하는 웹 사이트를 로드하거나 Netflix 스트림을 시청할때 심지어 가정의 다른 사람과 공유할 때에도 속도 저하를 느끼지 못할 수도 있습니다.

그러나 단일 무선 안테나에서 더 많은 사용자를 추가하거나 스카이프 통화와 같이 특정 네트워크 패킷을 추가하거나 온라인 멀티 플레이어 게임을 로드할때, 패킷이 긴급하게 전송 및 수신되는데 매우 의존적인 경우 사용자가 "지연"을 경험할 수 있습니다. 하드웨어는 한번에 하나의 장치로만 송수신할 수 있고 장치에서 장치로 송수신하기 위해 스위치를 전환해야 하기 때문에 장치에서 패킷을 충분히 빨리 보내거나 받을 수 없는 경우 이러한 지연이 발생합니다. 그리고 그동안 다른 사람들은 대기자 명단에 올라갑니다.

이때 부하가 많은 네트워크에서 지연을 완화하는데 도움이 되는 SU-MIMO 및 MU-MIMO가 제공됩니다. SU는 Single User의 약어이며, MU는 Multiple User의 약어입니다. 또 MIMO는 Multiple-Input Multiple-Output의 약어입니다.

이러한 무선 표준은 기존의 무선 병목 현상, 즉 한번에 하나의 장치에서 패킷을 보내거나 받을 수 있는 기능을 완화하기 위해 작동합니다. SU-MIMO를 사용하면 단일 장치가 한번에 패킷을 보내고 받을 수 있으며, MU-MIMO는 한 번에 여러 장치에서 데이터를 주고 받을 수 있으며, 대기 목록을 줄여 장치로 데이터를 보내는 작업을 효과적으로 수행할 수 있습니다.

SU-MIMO는 802.11n 표준과 함께 제공되는 선택적 기술입니다. 단일 사용자 MIMO는 한번에 하나의 장치간에 여러 데이터 스트림을 보내거나 받아야 합니다. 이 기술을 사용하려면 송수신 안테나가 다중 안테나와 함께 MIMO 기술을 지원하는 송수신 Wi-Fi RF가 필요합니다.



MU-MIMO는 802.11ac 표준의 웨이브 2에서만 사용할 수 있게 되었습니다. 이 기술을 통해 Wi-Fi는 이전 버전 (SU-MIMO)과 비교할때 단일 장치 대신 여러 개의 스트림을 동시에 다른 Wi-Fi 장치로 전송할 수 있습니다. 'MU'의 또 다른 이점은 MIMO 데이터 스트림중 하나를 수신하는 Wi-Fi 장치가 여러 개의 안테나를 가질 필요가 없으므로 단일 안테나가 있는 장치라도 이를 지원한다는 것입니다. 그러나 수신 Wi-Fi 장치는 MU-MIMO 기술을 지원해야 합니다.

MU-MIMO는 무선 기술의 미래입니다. 표준 구현 비용이 거의 들지 않으며 다른 것을 수정하지 않고도 막힌 네트워크에 눈에 띄는 영향을 미칩니다. 이제 장치는 패킷을 가져오고 보내기 위해 훨씬 더 짧은 시간만 소요되며, 전반적으로 보다 효율적인 무선 네트워크를 만듭니다. 하지만 모든 문제가 해결되지는 않습니다. 무선은 항상 공유 매체이며, 장비가 워크로드에 대해 등급이 지정되지 않은 경우 파장 혼잡, 간섭 및 순수한 과밀화와 같은 다른 요인에 의존 할 수 있습니다.

와이파이 채널과 주파수 (WiFi Channels and frequency)

802.11b, 802.11g 및 802.11n-2.4는 ISM 대역중 하나인 2.400-2.500GHz 스펙트럼을 사용합니다. 802.11a 및 802.11n은 보다 엄격하게 규제되는 4.915-5.825GHz 대역을 사용합니다. 이들은 일반적으로 대부분의 판매 문헌에서 "2.4GHz 및 5GHz 대역"이라고 합니다. 각 스펙트럼은 라디오 및 TV 방송 대역을 세분화된 방식과 유사한 중심 주파수 및 대역폭을 갖는 채널로 세분화됩니다.

2.4 GHz 대역은 채널 1에서 시작하여 2.412 GHz를 중심으로 5 MHz 간격으로 14개의 채널로 나뉩니다. 마지막의 채널에는 추가 규제가 있거나 일부 규제 영역에서의 용도를 위해 사용할 수 없습니다.

2.4 GHz 밴드에서의 와이파이 채널들

5.725-5.875 GHz 스펙트럼의 채널 번호 매기기는 국가간 규정의 차이로 인해 직관적이지 않습니다.

2.4GHz 대역 내의 채널 간격

채널 중심 주파수를 지정하는 것외에도 802.11은 각 채널에 허용되는 전력 분배를 정의하는 스펙트럼 마스크를 지정합니다. 이 마스크는 채널이 실제로 22MHz 넓이인 지점인 중심 주파수에서 ±11MHz의 피크 진폭으로부터 신호가 최소 20dB 감쇠되어야 합니다. 결론적으로 무선기기는 겹치지 않고 매 4번째 또는 5번째 채널만 사용할 수 있다는 것입니다.

채널의 가용성은 각국이 다양한 서비스에 무선 스펙트럼을 할당하는 방법에 의해 부분적으로 제한된 국가에 의해 규제됩니다. 극단적인 경우, 일본은 802.11b의 경우 14개 채널 모두를 사용하고 802.11g/n-2.4의 경우 1-13을 허용합니다. 스페인과 같은 다른 국가에서는 처음에는 채널 10과 11만 허용했고 프랑스는 10, 11, 12, 13만 허용했습니다. 그러나 이제는 채널 1에서 13까지 허용됩니다.  북미 및 일부 중남미 국가는 1에서 11까지만 허용합니다.

2.4GHz 대역에서 802.11g 채널 1~14의 스펙트럼 마스크

스펙트럼 마스크는 중심 주파수에서 -50dBr로 감쇠하도록 최대 ± 11MHz의 전력 출력 제한만 정의하기 때문에, 채널의 에너지가 이러한 한계를 초과하지 않는다고 종종 가정합니다. 채널들사이의 분리가 주어지면, 임의의 채널상의 중첩 신호는 다른 채널상의 송신기와 최소한의 간섭을 야기하도록 충분히 감쇠되어야 한다고 말하는 것이 더 정확합니다. 근거리 및 원거리 문제로 인해 송신기는 "비중첩" 채널로 수신기에 영향을 줄 수 있지만, 송신기가 1미터이내로 수신기에 가깝거나 허용된 전력 레벨 이상으로 작동하는 경우에만 가능합니다.

종종 전송 장치간에 필요한 채널 분리의 정도에 대해 혼란이 발생합니다. 802.11b는 DSSS 변조를 기반으로 3개의 "중첩되지 않는" 채널 (1, 6 및 11)로 생성된 22 MHz의 채널 대역폭을 사용합니다. 802.11g는 OFDM 변조를 기반으로 했으며 20MHz의 채널 대역폭을 사용했습니다.

2.4 GHz 밴드의 802.11g 채널 1~14에 대한 스펙트럼 마스크

이것은 때때로 IEEE Std 802.11의 작동 채널의 채널 번호 매기기 (Channel Numbering)에 따라 다르지만 4개의 "중첩되지 않는" 채널 (1, 5, 9 및 13)이 802.11g에 존재한다고 믿는 경우가 있습니다. 채널 번호 매기기 (Channel Numbering)에는 "다중 셀 네트워크 토폴로지 (Multiple Cell Network Topology)에서 서로 다른 채널을 사용하는 중첩 및/또는 인접 셀은 중심 주파수간 거리가 최소 25 MHz인 경우 간섭없이 동시에 작동할 수 있습니다"라고 명시되어 있습니다.

이것은 채널의 기술적 오버랩이 중첩되는 채널의 사용을 권장하지 않는다는 의미는 아닙니다. 채널 1, 5, 9 및 13을 사용하는 구성에서 나타나는 간섭의 양은 3채널 구성 (Three-channel Configuration)과 "IEEE 802.11 WLAN에서의 인접 채널 간섭의 영향"이라는 논문과의 차이가 매우 작을 수 있습니다.

채널 1, 5, 9 및 13이 "중첩되지 않음"이라는 문구는 간격 또는 제품 밀도로 제한되지만 개념은 제한된 환경에서 몇가지 장점이 있습니다. 채널사이의 중첩이 신호 품질 및 처리량의 용인할 수 없는 저하를 초래할 수 있으므로 AP 셀을 적절히 배치하는데 특별한 주의를 기울여야합니다. 스펙트럼 분석기와 같은 고급 장비를 사용할 수 있는 경우 특정 상황에서 중복 채널이 사용될 수 있습니다. 이렇게 하면 더 많은 채널을 사용할 수 있습니다.

2.4GHz에서 802.11 비중첩 채널들

규제 영역 및 법규 준수

IEEE는 regdomain이라는 문구를 사용하여 법적 규제 지역을 나타냅니다. 다른 나라들은 허용 가능한 송신기 전력의 서로 다른 레벨, 채널이 점유될 수 있는 시간, 이용 가능한 다른 채널을 정의합니다. 도메인 코드는 미국, 캐나다, ETSI (유럽), 스페인, 프랑스, 일본 및 중국에 대해 지정됩니다.

대부분의 Wi-Fi 인증 장치는 기본적으로 regdomain 0으로 기본 설정되어 있습니다. 즉, 어떤 국가의 허용 전력을 초과하는 전력으로 장치가 전송되지 않으며 모든 국가에서 허용되지 않는 주파수를 사용하지 않습니다.

regdomain 설정은 종종 최종 사용자가 미국 연방 통신위원회 (Federal Communications Commission)와 같은 현지 규제 기관과 충돌하지 않도록 변경하기가 어렵거나 불가능합니다.

LiFi (Light Fidelity) 이란?

Light Fidelity 또는 Li-Fi는 매우 빠른 속도로 이동하는 무선 통신을 실행하는 VLC (가시 광선 통신 : Visible Light Communication) 시스템입니다.

LiFi는 일반적인 가정용 LED (light emitting diode) 전구를 사용하여 초당 최대 224 기가비트의 데이터 전송을 가능하게합니다.

LiFi라는 용어는 2011년 TED Talk에서 에딘버러 대학교 (University of Edinburgh)의 Harald Haas 교수에 의해 만들어졌습니다. Haas는 무선 라우터 역할을 할 수 있는 전구를 구상했습니다.

이후 4년 간의 연구끝에 2012년에 Haas는 '가시 광선 통신 기술의 세계 선두 주자'라는 목표로 회사 pureLiFi를 설립했습니다.

동작 원리

LiFi와 WiFi는 데이터를 전자기적으로 전송하므로 모두 비슷합니다. 그러나 WiFi는 전파를 사용하며 LiFi는 가시 광선을 사용합니다.

지금 우리가 알고 있듯이 Li-Fi는 가시 광선 통신 (VLC) 시스템입니다. 이것은 광신호를 수신할 수 있는 광검출기와 데이터를 '스트림 가능' 콘텐츠로 변환하는 신호 처리 요소를 수용한다는 것을 의미합니다.

LED 전구는 반도체 광원으로, LED 전구에 공급되는 전기의 전류에 의해 사람의 눈에는 보이지 않지만 매우 빠른 속도로 광원을 조절됩니다.

예를 들어, 데이터는 LED 전구 (신호 처리 기술 포함)에 공급된 다음 신속한 속도로 데이터를 광검출기 (포토 다이오드)로 보냅니다.

LED 전구의 빠른 조광의 작은 변화는 '수신기'에 의해 전기 신호로 변환됩니다.

그런 다음 신호는 인터넷에서 실행되는 웹, 비디오 및 오디오 응용 프로그램으로 인식할 수있는 바이너리 데이터 스트림으로 다시 변환됩니다.

LiFi vs WiFi

일부 사람들은 초당 224 기가비트의 LiFi가 WiFi를 잠식할거라고 생각할 수도 있지만, LiFi에도 약점이 존재합니다.

LiFi 신호는 벽을 통과할 수 없으므로 완전한 연결성을 위해 가능한 LED 전구를 집 전체에 배치해야 합니다. 말할 필요도 없이, Li-Fi는 연결을 제공하기 위해 항상 전구가 켜져 있어야 합니다. 즉, 조명이 낮에 켜져 있어야 합니다.

또한 전구가 부족한 곳에는 LiFi 인터넷이 없기 때문에 Li-Fi는 공용 WiFi 네트워크에 적합합니다.

WiFi 진영에서도 표준 WiFi의 확장으로 (WiFi HaLow라고 불림), 적은 전력을 사용하면서 연결 범위를 두 배로 늘리려고 합니다. 이로 인해 Wi-Fi HaLow는 스마트워치, 스마트폰과 같은 배터리 구동 장치에 이상적이며 센서 및 스마트 응용프로그램과 같은 사물인터넷 장치를 제공합니다.

하지만 놀라운 속도로 인해 LiFi 역시 사물인터넷에 많은 영향을 미칠 수 있습니다. 데이터가 훨씬 높은 수준에서 전송되어 더 많은 장치가 서로 연결할 수 있습니다.

더 짧은 범위 때문에 Li-Fi는 Wi-Fi보다 안전하며 광선이 표면에서 반사되는 약점에도 불구하고 여전히 초당 70 메가비트를 달성 할 수 있다고 보고되었습니다.

LiFi 업체 동향

2014년 11월, LiFi 개척자인 pureLiFi는 프랑스 조명 회사인 Lucibel과 합병하여 LiFi 지원 제품을 출시했습니다.

pureLiFi는 이미 LED 조명기구에 연결하기 위한 Li-Flame Ceiling Unit과 USB를 통해 장치에 연결하는 Li-Flame Desktop Unit의 두 가지 제품을 제공합니다. 이 장치는 모두 하나의 장치에 빛과 연결성을 제공합니다.

또한 더 빠른 연결성과 데이터 전송으로 기업을 위한 흥미로운 공간입니다. 사물의 인터넷과 LiFi의 통합은 소매업자와 다른 사업체를 위한 많은 기회를 제공할 것입니다. 예를 들어, 상점 주인은 여러 고객의 전화에 빠르고 안전하고 원격으로 데이터를 전송할 수 있습니다.

2016년 LiFi가 UAE 기반 통신 업체인 Du와 Zero1에 의해 두바이에서 테스트되었다고 보고되었습니다. Du는 LiFi 연결을 통해 인터넷, 오디오 및 비디오 스트리밍을 성공적으로 제공했다고 주장했습니다.

또한 보고서에 따르면 Apple은 LiFi 기능을 갖춘 향후 iPhone을 제작할 수 있다고 제안했습니다. 트위터 사용자는 iOS 9.1 코드에서 'LiFi Capability'로 쓰여진 LiFi에 대한 언급이 있었음을 알았습니다. Apple이 LiFi를 미래에 iPhone과 통합할 수 있음을 암시합니다.

Charlotesville 소재 LiFi 회사인 VLNComm은 Maite Brandt-Pearce 및 Mohammad Noshad에 의해 설립되었으며, 미국 에너지부 및 국립 과학 재단의 후원을 받았습니다. 또한 록히드 마틴 (Lockheed Martin)과 같이 미국 정부 기관과 협의중이며 LiFi 제품을 출시할 계획이라고 합니다.

마지막으로, 2012년 Deepak Solanki와 Saurabh Garg에 의해 설립된 Velmenni는 2년 전에 함부르크에서 Airbus 비즈니스 가속 프로그램을 완료했으며 블룸버그에 따르면 비행기 캐빈과 외부 사용을 위한 LiFi 애플리케이션을 개발중이라고 합니다.

1971년부터 현재까지의 WiFi 역사

WiFi의 역사

WiFi의 역사는 길고 흥미롭습니다. ALOHAnet은 1971년 하와이 제도와 UHF 무선 패킷 네트워크를 연결했습니다. ALOHAnet 및 ALOHA 프로토콜은 초기 이더넷의 선두 주자였으며 나중에는 IEEE 802.11 프로토콜이었습니다.

Vic Hayes는 종종 "Wi-Fi의 아버지"로 간주됩니다. 그는 1974년 NCR Corp.에 합류했으며, 현재 반도체 부품 업체인 Agere Systems에 합류했습니다.

미국 연방 통신위원회 (Federal Communications Commission)의 1985년 판결에 따라 무면허 사용을 위한 ISM 대역이 공개되었는데 2.4GHz 대역의 주파수입니다. 이 주파수 대역은 전자 레인지와 같은 장비에서 사용되는 주파수 대역과 동일하며 간섭이 발생할 수 있습니다.

1991년에 AT&T Corporation의 NCR Corporation은 계산원 시스템에서 사용될 802.11의 선구자를 발명했습니다. 최초의 무선 제품은 WaveLAN이라는 이름입니다.

802.11 프로토콜의 첫번째 버전은 1997년에 출시되었으며 최대 2Mbit/s의 링크 속도를 제공했습니다. 이것은 1999년에 11Mbit/s의 링크 속도를 허용하기 위해 802.11b로 업데이트되었으며 이는 대중적으로 입증되었습니다.

WiFi 브랜드 및 상표

1999년에 Wi-Fi Alliance는 대부분의 제품이 판매되는 Wi-Fi 상표를 보유하기 위한 무역 협회로 구성되었습니다. 1999년 8월초 상업적으로 사용된 Wi-Fi라는 이름은 브랜드 컨설팅 업체인 Interbrand에서 제작했습니다. Wi-Fi Alliance의 창립 멤버인 Phil Belanger는"Wi -Fi는 Interbrand가 Wi-Fi를 하이파이라는 단어를 약간 변형해서 만들었다고 말했습니다. Interbrand는 또한 Wi-Fi 로고를 만들었습니다.

yin-yang Wi-Fi 로고는 상호 운용성을위한 제품 인증을 나타냅니다.

WiFi 표준 및 개발 내역

802.11-1997 (802.11 레거시)

표준 IEEE 802.11의 원래 버전은 1997년에 발표되었고 1999년에 명확해졌지만 현재는 폐기되었습니다. 초당 1 또는 2 Mbit/s의 비트 전송률과 순방향 오류 정정 코드를 지정했습니다. 그것은 3 개의 대체 물리층 기술을 규정했습니다. 즉 1 Mbit/s에서 작동하는 확산 적외선, 1 Mbit/s 또는 2 Mbit/s로 동작하는 주파수 호핑 (Hopping) 스프레드 스펙트럼 및 1 Mbit/s 또는 2 Mbit/s에서 작동하는 직접 시퀀스 확산 스펙트럼을 제공합니다. 후자의 두 무선 기술은 2.4 GHz의 Industrial Scientific Medical 주파수 대역에서 마이크로 웨이브 전송을 사용했습니다. 일부 초기 WLAN 기술은 미국 900MHz ISM 대역과 같이 더 낮은 주파수를 사용했습니다.

802.11b (1999)

802.11b 표준은 11 Mbit/s의 최대 데이터 속도를 가지며 원본 표준에 정의된 것과 동일한 미디어 액세스 방법을 사용합니다. 802.11b 제품은 원래 표준에서 정의된 변조 기술의 직접적인 확장이기 때문에 2000년초에 출시되었습니다. 실질적인 가격 인하와 함께 802.11b의 처리량이 극적으로 증가하여 (최종 표준과 비교할때) 최종 무선 LAN 기술로서 802.11b가 신속하게 채택되었습니다.

802.11b를 사용하는 장치는 2.4GHz 대역에서 작동하는 다른 제품의 간섭을 경험합니다. 2.4 GHz 범위에서 작동하는 장치에는 전자 레인지, Bluetooth 장치, 무선 전화 및 일부 아마추어 무선 장비가 포함됩니다.

802.11a (2012, OFDM 파형)

5.8GHz의 OFDM 파형은 2012 사양에 정의되어 있으며 1.5~54Mbps의 속도로 데이터를 송수신할 수 있는 프로토콜을 제공합니다. 특히 기업의 작업 공간에서 널리 보급되어 왔습니다. 최초 수정안은 더 이상 유효하지 않지만 802.11a라는 용어는 무선 액세스 포인트 (카드 및 라우터) 제조업체가 5GHz, 54Mbps에서 시스템의 상호 운용성을 설명하는데 여전히 사용됩니다.

802.11a 표준은 원래 표준과 동일한 데이터 링크 계층 프로토콜 및 프레임 형식을 사용하지만 OFDM 기반의 무선 인터페이스 (물리적 계층)를 사용합니다. 5Ghz 대역에서 54Mbit/s의 최대 데이터 속도와 20Mbit/s 중반의 현실적인 달성 가능한 처리량을 산출하는 오류 교정 코드로 작동합니다.

2.4 GHz 대역은 혼잡한 지점까지 많이 사용되기 때문에 상대적으로 사용되지 않는 5GHz 대역을 사용하면 802.11a에 상당한 이점이 있습니다. 그러나 이 높은 캐리어 주파수는 또한 단점을 가져옵니다. 802.11a의 효과적인 전체 범위는 802.11b/g보다 적습니다. 이론상으로는 802.11a 신호는 파장이 더 짧기 때문에 벽과 다른 단단한 물체에 의해 쉽게 흡수되기 때문에 결과적으로 802.11b까지 통과할 수 없습니다. 실제로 802.11b는 일반적으로 저속에서 더 높은 범위를 갖습니다 (802.11b는 신호 강도가 낮으면 속도를 5.5Mbit/s 또는 심지어 1Mbit/s로 줄입니다). 802.11a는 또한 간섭을 겪지만 간섭을 줄이는 신호가 국부적으로 적어 간섭이 적고 처리량이 향상됩니다.

802.11g (2003)

2003년 6월, 세 번째 변조 표준인 802.11g가 비준되었습니다. 이것은 802.11b와 같은 2.4GHz 대역에서 작동하지만 802.11a와 동일한 OFDM 기반 전송 방식을 사용합니다. 순방향 오류 정정 코드를 제외한 최대 물리 계층 비트 전송률 54 Mbit/s 또는 평균 처리량 약 22 Mbit/s에서 작동합니다.

802.11g 하드웨어는 802.11b 하드웨어와 완전히 역호환되므로 802.11a와 비교할 때 처리량을 21% 줄이는 기존 문제로 인해 어려움이 있습니다.

당시에 제안된 802.11g 표준은 2003년 1월에 비약적인 발표가 있기 전에 높은 데이터 전송 속도와 제조 비용 절감에 대한 요구로 급속히 채택되었습니다. 2003년 여름까지 대부분의 듀얼 밴드 802.11a/b 제품은 단일 모바일 어댑터 카드 또는 액세스 포인트에서 a 및 b/g를 지원하는 듀얼 밴드/트라이 모드가 되었습니다. b와 g가 잘 작동하는 세부 사항은 느린 기술적 프로세스의 많은 부분을 차지합니다. 그러나 802.11g 네트워크에서 802.11b 사용은 전체 802.11g 네트워크의 데이터 속도를 감소시킵니다.

802.11b와 마찬가지로 802.11g 장치는 2.4GHz 대역에서 작동하는 다른 제품 (예 : 무선 키보드)의 간섭을 받습니다.

802.11 (2007)

2003년 태스크 그룹 TGma는 1999년 개정 된 802.11 표준 개정안의 많은 부분을 "롤업"할 권한이 있었습니다. REVma 또는 802.11ma는 호출 당시 8개의 수정안 (802.11a, b, d, e, g, h, i, j)을 기본 표준과 병합한 단일 문서를 만들었습니다. 2007년 3월 8일에 승인을 받으면서 802.11REVma는 당시의 기본 표준인 IEEE 802.11-2007로 이름이 바뀌었습니다.

802.11n (2009)

802.11n은 다중 입력 다중 출력 안테나 (MIMO)를 추가하여 이전 802.11 표준을 개선한 개정안입니다. 802.11n은 2.4GHz 및 5GHz 대역에서 작동합니다. 5GHz 대역 지원은 선택 사항입니다. 이것은 54Mbit/s에서 600Mbit/s까지 최대 데이터 속도로 작동합니다. IEEE는 개정안을 승인했으며 2009년 10월에 발표되었습니다.

최종 비준 이전에 기업들은 이미 802.11n 제안의 2007 초안을 준수하는 Wi-Fi Alliance의 제품 인증을 기반으로 802.11n 네트워크로 이전하고 있었습니다.

802.11 (2012)

2007년 5월 TGmb 태스크 그룹은 802.11 표준의 2007 버전에 대한 개정안의 많은 부분을 "롤업"할 권한이 있었습니다. REVmb 또는 802.11mb는 2007년 기본 표준과 함께 10개의 수정본 (802.11k, r, y, n, w, p, z, v, u, s)을 병합한 단일 문서를 만들었습니다. 또한 많은 조항을 재정렬하는 등 많은 정리 작업이 수행되었습니다. 2012년 3월 29일에 발표된이 새로운 표준은 IEEE 802.11-2012라고 불렸습니다.

802.11ac (2013)

IEEE 802.11ac-2013은 2013년 12월에 발표된 IEEE 802.11의 수정안으로 802.11n을 기반으로합니다. 802.11n과 비교할때 5GHz 대역에서 더 넓은 채널 (80MHz 또는 160MHz), 더 많은 공간 스트림 (최대 8), 고차 변조 (최대 256-QAM) , 다중 사용자 MIMO (MU-MIMO)가 추가되었습니다. 2013년 10월부터 하이엔드 구현은 80MHz 채널, 3개의 공간 스트림 및 256-QAM을 지원하므로 공간 스트림당 최대 433.3Mbps의 데이터 전송률을 보이며 총 1300Mbps의 데이터 전송률을 제공합니다.

공급 업체들은 2014년과 2015년에 160MHz 채널, 4개의 공간 스트림 및 MU-MIMO를 지원하는 소위 "Wave 2"장치를 출시할 계획을 발표했습니다.

802.11ad (2010)

IEEE 802.11ad는 802.11 네트워크가 60GHz 밀리미터파 스펙트럼에서 작동할 수 있도록 새로운 물리적 계층을 정의하는 개정안입니다. 이 주파수 대역은 Wi-Fi 네트워크가 작동하는 2.4GHz 및 5GHz 대역과는 현저하게 다른 전파 특성을 갖습니다. 802.11ad 표준을 구현한 제품은 WiGig 브랜드로 출시되고 있습니다. 인증 프로그램은 현재 존재하지 않는 WiGig Alliance 대신 Wi-Fi Alliance에서 개발 중입니다. 802.11ad의 최대 전송 속도는 7Gbit/s입니다.

802.11af (2014)

"White-Fi"및 "Super Wi-Fi"라고도하는 IEEE 802.11af는 2014년 2월에 승인된 수정안으로 VHF 및 UHF 대역에서 54~790MHz의 TV 공백 스펙트럼에서 WLAN 작동을 허용합니다.

인지 무선 기술을 사용하여 사용하지 않는 TV 채널을 전송하며 아날로그 TV, 디지털 TV 및 무선 마이크와 같은 기본 사용자의 간섭을 제한하는 조치를 취합니다.

액세스 지점과 스테이션은 GPS와 같은 위성 위치 확인 시스템을 사용하여 위치를 결정하고 인터넷을 사용하여 지역 규제 기관에서 제공한 위치 정보 데이터베이스 (GDB)를 조회하여 주어진 시간과 위치에서 사용할 수 있는 주파수 채널을 찾습니다. 물리 계층은 OFDM을 사용하며 802.11ac을 기반으로 합니다.

벽돌과 콘크리트와 같은 물질에 의한 전파 경로 손실은 물론 UHF와 VHF 대역에서의 감쇄는 2.4와 5GHz 대역보다 낮아서 가능한 범위를 증가시킵니다. 규제 채널에 따라 주파수 채널은 6~8MHz입니다. 최대 4개의 채널이 하나 또는 2개의 연속 블록으로 결합될 수 있습니다.

MIMO 동작은 시공간 블록 코드 (STBC) 또는 다중 사용자 (MU) 동작에 사용되는 최대 4개의 스트림으로 가능합니다. 공간 스트림당 달성 가능한 데이터 속도는 6 및 7 MHz 채널의 경우 26.7 Mbit/s이고 8 MHz 채널의 경우 35.6 Mbit/s입니다. 4개의 공간 스트림과 4개의 본드 채널을 사용하면 최대 데이터 속도는 6 및 7 MHz 채널의 경우 426.7 Mbit/s이고 8 MHz 채널의 경우 568.9 Mbit/s입니다.

향후 WiFi 개선 및 업그레이드

802.11ah

IEEE 802.11ah는 1GHz 이하의 비면허 대역에서 작동하는 WLAN 시스템을 정의하며 최종 승인은 2016년 9월입니다.

저주파수 스펙트럼의 양호한 전파 특성으로 인해 802.11ah는 2.4GHz 및 5GHz 대역에서 작동하는 기존 802.11 WLAN에 비해 향상된 전송 범위를 제공할 수 있습니다. 802.11ah는 대규모 센서 네트워크, 확장된 범위의 핫스팟 및 셀룰러 트래픽 오프로드용 실외 Wi-Fi를 비롯하여 다양한 용도로 사용할 수 있지만 사용 가능한 대역폭은 비교적 좁습니다. 이 프로토콜은 소비 전력을 저전력 블루투스와 경쟁할 수 있도록 훨씬 더 넓은 범위에서 소비를 목표로합니다.

802.11ai

IEEE 802.11ai는 빠른 초기 링크 설정 시간을위한 새로운 메커니즘을 추가하는 802.11 표준에 대한 개정안입니다.

802.11aj

IEEE 802.11aj은 세계 일부 지역 (특히 중국)에서 사용할 수 있는 45GHz 비인가 스펙트럼에서 사용하기 위해 802.11ad를 재배치합니다.

802.11aq

IEEE 802.11aq은 서비스의 사전 연관 검색을 가능하게 하는 802.11 표준에 대한 개정안입니다. 이는 장치 검색을 통해 장치에서 실행되거나 네트워크에서 제공되는 서비스를 추가로 검색할 수 있도록 해주는 802.11u의 일부 메커니즘을 확장합니다.

802.11ax

IEEE 802.11ax는 802.11ac의 후속 제품이며 WLAN 네트워크의 효율성을 높여줍니다. 현재 개발중인 이 프로젝트는 802.11ac의 처리량을 4배로 늘리는 것을 목표로 하고 있습니다.

802.11ay

IEEE 802.11ay는 현재 개발되고 있는 표준입니다. 이것은 802.11 네트워크가 60GHz 밀리미터파 스펙트럼에서 작동할 수 있도록 새로운 물리적 계층을 정의하는 개정안입니다. 처리량, 범위 및 사용 사례를 확장하기 위해 기존 11ad의 확장 버전이 될 것입니다. 주된 사용 사례에는 실내 작동, 옥외 백홀 (Out-door Back-haul) 및 단거리 통신이 포함됩니다. 802.11ay의 최대 전송 속도는 20Gbit/s입니다. 주요 확장은 채널 본딩 (2, 3 및 4), MIMO 및 상위 변조 방식을 포함합니다.

802.11-2016

IEEE 802.11-2016은 5개 개정안 (11ae, 11aa, 11ad, 11ac, 11af)을 통합한 IEEE 802.11-2012 기반의 개정판입니다. 또한 기존의 MAC 및 PHY 기능이 향상되었으며 폐기된 기능이 제거되거나 제거 대상으로 표시되었습니다. 일부 절과 부속서의 번호가 다시 매겨졌습니다.

Multi-User MIMO (MU-MIMO) 개요

인터넷은 점점 더 우리 생활의 중심이 되어갑니다. 영화 관람, 비디오 게임 및 가족과의 비디오 채팅은 모두 연속적인 액세스가 필요합니다. 그러나 무선 랩탑, 데스크탑, 스트리밍 장치 및 스마트 TV로 데이터를 전송하는데는 추가적인 대역폭을 필요로 합니다. 이를 위해 라우터가 장치간에 대역폭을 균등하게 분배하는 새로운 기능인 MU-MIMO 기술이 필요합니다.

What Is MU-MIMO?

"MIMO"는 "다중 입력, 다중 출력 (Multiple-Input, Multiple-Output)"의 약자로 대역폭이 라우터에 의해 분리되어 개별 장치로 전송되는 방식을 나타냅니다. 대부분의 최신 라우터는 "SU-MIMO" 또는 "단일 사용자, 다중 입력, 다중 출력 (Single User, Multiple-Input, Multiple-Output)"을 사용합니다. 이 라우터를 사용하면 한 번에 하나의 장치만 데이터를 수신할 수 있습니다. 즉, 한 사람이 Netflix를 시청하고 다른 사람이 Youtube를 시청하는 경우 똑같은 시간에 두 스트림을 동시에 시작하는 경우 한 장치가 우선 순위를 얻고 다른 장치는 첫 번째 장치가 몇 비트의 데이터를 버퍼할 때까지 대기해야 한다는 것을 의미합니다.

보통, 당신은 이런 대기시간을 알지 못할 것입니다. SU-MIMO 라우터는 한 번에 하나의 스트림만 열 수 있지만 아주 빨리 연속으로 처리하므로 육안으로 볼때 견고한 데이터 스트림처럼 보입니다.

반면에 "MU-MIMO" 라우터 ("Multiple User, Multiple-Input, Multiple-Output")는 이 대역폭을 개별 스트림으로 분리할 수 있습니다. MU-MIMO 라우터는 2×2, 3×3 및 4×4의 세 가지 유형으로 나뉩니다. 이는 가구의 각 장치에 대해 생성할 수 있는 스트림 수를 의미합니다. 이렇게 하면 MU-MIMO 컨베이어가 한 번에 4 방향으로 동시에 전송할 수 있습니다. 너무 기술적이지 않아도, 이것은 각 장치가 4×4 MU-MIMO에서 최대 4개의 총 "자체" 라우터를 얻는 것과 같습니다.

가장 큰 이점은 각 스트림이 주기적으로 (매우 간단하지만) 회전 장치가 한번 돌기까지 걸리는 시간에 의해 중단되는 대신 MU-MIMO 라우터가 네 개의 장치에 대해 신호를 일정하게 유지할 수 있으며 공정하게 동시에 다른 사람의 속도를 손상시키지 않으면서 대역폭을 각각 분산시킵니다.

The Drawbacks of MU-MIMO

대부분의 네트워크 관련 기능과 마찬가지로 하나의 큰 단점이 있습니다. MU-MIMO가 실제로 작동하려면 라우터와 수신 장치가 서로 통신하기 위해 완전한 MU-MIMO 호환성을 가져야 합니다.

현재 MU-MIMO 라우터는 새로운 802.11ac 무선 프로토콜을 통해서만 브로드캐스트할 수 있습니다. 이는 많은 장치가 아직 지원되지 않음을 나타냅니다. 즉, MU-MIMO 기능을 가진 라우터에 비용을 지불하더라도 이 기능을 사용할 수 없을 수도 있습니다.

또한 사용 가능한 스트림을 최대화하는 문제가 있습니다. 현재 MU-MIMO는 네트워크에 다섯번째 장치를 추가하는 경우, 이 스트림은 SU-MIMO 라우터와 같은 방법으로 다른 장치와의 스트림을 공유할 수 있을 것이라는 점에서 이슈가 있습니다.

차세대 WiFi 표준인 802.11ax 개요

무선 표준은 제안, 초안 작성 및 결국에는 최종 1.0 표준으로 정해지는 절차를 밟습니다. 최초의 802.11b 무선 라우터와 노트북을 보기 시작한지 약 17년이 되었습니다. 중간에 802.11g, 802.11n 및 802.11ac과 같은 3가지 주류 표준만 남았습니다.

이제 Wi-Fi Alliance에 의해 기인증된 802.11ac을 통해 802.11ax의 후속 제품을 검토하고 있습니다. 802.11ac을 통해 스마트 폰에 400Mbps 이상 도달하는데 어려움을 겪을 수도 있지만 802.11ax는 2Gbps 이상의 실제 속도를 제공하는 것을 목표로 합니다. 또한 802.11ax와 유사한 기술에 대한 실험실 기반 시험에서 Huawei는 최대 속도 10.53Gbps의 데이터 전송 속도를 기록했습니다. 분명히 802.11ax는 이전 기술에 비해 빠릅니다.

802.11ax Wi-Fi는 무엇인가?

802.11ax를 생각하는 가장 쉬운 방법은 최대 4개의 서로 다른 공간 스트림 (MIMO)을 허용하는 802.11ac으로 시작한 다음 각 스트림의 스펙트럼 효율 (따라서 최대 처리량)을 대폭 증가시키는 것입니다. 이전 모델과 마찬가지로 802.11ax는 5GHz 대역에서 작동하며 넓은 (80MHz 및 160MHz) 채널을 위한 더 많은 공간이 있습니다.

802.11ax를 사용하면 4개의 MIMO (다중 입력 - 다중 출력) 공간 스트림을 얻을 수 있으며 각 스트림은 OFDA (직교 주파수 분할 액세스)로 다중화됩니다. Wi-Fi Alliance와 Huawei (802.11ax 워킹 그룹을 이끄는)가 OFDA 또는 OFDMA를 의미하는지에 관해서는 혼란이 있습니다. OFDMA (다중 액세스)는 잘 알려진 기술입니다. 어느 쪽이든, OFDM, OFDA 및 OFDMA는 주파수 분할 멀티플렉싱 방법을 의미합니다. 각 채널은 수십 또는 수백 개의 작은 서브 채널로 나뉘며 각 서브 채널은 약간 다른 주파수를 사용합니다. 이 신호를 직각 (Orthogonal)으로 통과시키면 서로 가깝게 쌓을 수 있고 쉽게 역다중화 할 수 있습니다.

Huawei에 따르면 OFDA의 사용은 스펙트럼 효율을 10배 증가시켰는데 근본적으로 최대 이론적인 대역폭의 10배에 해당하지만 실제로는 4배가 더 많은 가능성이 있는 것처럼 보입니다.

802.11ax의 전송속도

보다 보수적으로 4배의 효율성 개선과 160MHz의 거대한 채널을 가정해 보면, 이 경우 단일 802.11ax 스트림의 최대 속도는 약 3.5Gbps가 됩니다 (단일 802.11ac 스트림의 경우 866Mbps와 비교). 이를 4x4 MIMO 네트워크에 곱하면 14Gbps의 총 용량을 얻을 수 있습니다. 2개 또는 3개의 스트림을 지원하는 스마트폰 또는 랩톱을 사용하면 초당 1GB 이상의 빠른 연결 속도를 얻을 수 있습니다.

80MHz 채널을 사용하는 보다 현실적인 설정에서 대략 1.6Gbps의 단일 스트림 속도를 가지는데, 이는 여전히 합리적인 200MB/초의 속도입니다. 모바일 장치가 MIMO를 지원하면 400 또는 600MB/초가 표시될 수 있습니다. 또한 혼잡한 아파트같은 곳에서 얻을 수 있는 것과 같은 40MHz 채널을 사용하는 보다 현실적인 설정에서 단일 802.11ax 스트림은 800Mbps (100MB/초)의 총 네트워크 용량 또는 3.2Gbps의 네트워크 용량을 제공합니다.

802.11ax 범위, 신뢰성 및 기타 요소

지금까지 Wi-Fi Alliance나 Huawei 어느 쪽도 802.11ax의 다른 중요한 기능에 관해 많은 것을 말하지 않았습니다. Huawei는 "지능형 스펙트럼 할당"과 "간섭 조정"이 채택될 것이지만, 대부분의 현대적인 Wi-Fi 하드웨어는 이미 그렇게 하고 있습니다.

작업 범위가 동일하게 유지되거나 약간 증가한다고 가정하는 것이 안전합니다. OFDA의 포함과 기언급한 스펙트럼 할당 및 간섭 조정 기능을 통해 신뢰성이 약간 향상된다고 봅니다. 결과적으로 혼잡이 감소될 수 있으며 데이터가 장치간에 더 빨리 전송되므로 다른 연결을 위해 전파할당을 해제하는 기능이 포함됩니다. 그렇지 않으면 802.11ax는 802.11ac과 거의 동일한 방식으로 작동합니다.

초고속도의 필요성

문제는 Wi-Fi와 마찬가지로 네트워크 자체의 속도는 아닙니다. 혼잡이며 심지어 그 이상으로도 장치 자체에서 가능한 것입니다. 예를 들어, 802.11ax의 가장 느린 속도인 100MB/초도 하드 드라이브용으로 사용되고 있으며, 대부분의 스마트폰에서 eMMC NAND 플래시 스토리지가 처리할 수있는 것보다 빠릅니다. 가장 좋은 시나리오인 현대 스마트 폰의 저장 용량은 약 90MB/초 순차 읽기, 20MB/초 순차 쓰기 - 최악의 경우, 많은 파일이 있는 경우 초당 1메가 바이트의 속도로 볼 수 있습니다 . 분명히 더 넓은 80MHz 및 160MHz 채널의 경우 802.11ax의 최대 속도를 활용하기 위해 일부 데스크탑 SSD가 필요할 것입니다.

모든 케이스가 느린 저장 매체에 데이터를 읽거나 쓸 것을 요구하지는 않습니다. 그러나 그렇더라도 스트리밍 4K 비디오와 같은 대체 용도는 여전히 이러한 멀티 기가 비트 속도에 미치지 못합니다. Netflix가 향후 몇년 안에 8K 스트리밍을 시작하더라도 (그리고 4K로 시청할만큼 충분하지 않다고 생각한 경우) 802.11ax는 충분한 대역폭을 확보하고 있습니다. 병목 현상은 Wi-Fi가 아닙니다. 그것은 인터넷 연결입니다. 802.11ax 표준 인증 시기은 2018년이후 입니다.

초고속 WiFi 네트워크 기술인 802.11ay 개요

IEEE 802.11ad (WiGig) 표준을 기반으로 한 제품은 실제로 지난 해에 출시되기 시작했지만 더 빠르고 더 긴 범위의 W-Fi 네트워크를 제공하겠다는 약속을 한 향상된 802.11ay를 제공하려는 노력이 가속화되고 있습니다.

802.11ad와 802.11ay의 차이점

802.11ad 표준은 2012년에 발표되었으며 이 기술을 통해 멀티미디어 스트리밍, VR 헤드셋 연결, 컴퓨터간 모니터링 무선 링크 및 30 피트 또는 40 피트의 방해받지 않는 공간을 요구하지 않는 기타 응용 프로그램을 위해 허가되지 않은 (Unlicensed) 상대적으로 제한되지 않은 (Unclogged) 60GHz 밀리미터파 스펙트럼 대역에 장치가 액세스할 수 있게 해줍니다.

Intel, Peraso 및 Qualcomm과 같은 칩 제조업체뿐만 아니라 Dell, TP-Link 및 Netgear와 같은 라우터, 액세스 포인트 또는 기타 장치 공급 업체에서도 채택되었습니다. Wi-Fi Alliance는 공급 업체를 위한 WiGig 인증 프로그램을 운영하고 있으며 시장에 출시된 802.11ay 장비는 802.11n 및 11ac보다 빠른 4.6Gbps의 데이터 전송 속도를 가장 일반적으로 지원하지만 범위가 제한적이며 견고한 물체를 통과할 수 없습니다.

802.11ad에 대한 이전 버전과 호환되는 802.11ay 개정판은 속도를 몇배 높이도록 설계되었습니다. 처음에는 802.11ay-802.11ay간 장치 설정으로 20~30Gbps의 전송 속도와 33~100 피트의 범위가 되더럭 했지만, 채널 결합, MIMO 및 기타 기능이 활용되면 200Gbps에 가까워지고 거리는 약 1,000 피트에 이르도록 할 수 있습니다 .

802.11ay는 스펙이 개발됨에 따라 802.11ad 기술을 통해 얻는 것보다 광범위한 제품을 실제로 가능하게 합니다. 802.11ay는 채널 결합에서 더 많은 매개 변수를 사용할 수 있으며, MIMO 및 MAC 수준의 기능을 통해 훨씬 더 넓은 범위의 성능과 제품을 제공할 수 있게 되었습니다.MORE: Read our Q&A with Peraso's Brad Lynch

802.11ay를 2.5 및 5GHz 대역에서 작동하는 802.11ax와 다른 종류의 기술입니다.

802.11ay 사용 영역

802.11ay의 고속전송이 실제로 얼마나 빨리 필요하게 될지 아직까지 알지 못합니다. 그러나 거리 제한을 고려할때 802.11ad가 지원을 못하는 대신 802.11ay가 마침내 더이상 모든 사람의 책상에 이더넷 케이블을 연결할 필요가 없게 만들어 줍니다.

802.11ay에 대해 언급한 대부분의 것들은 고정 포인트간 또는 멀티 포인트 옥외 백홀 기술로서의 잠재력에 대해 더욱 열정적이었습니다. 캠퍼스 및 도시 네트워크의 경우 백홀 (메쉬가 아닌)을 사용하여 802.11ad 및 802.11ay를 유용하게 사용할 수 있습니다.

그리고 802.11ay가 내부 메쉬 및 백본 네트워크뿐만 아니라 VR 헤드셋에 대한 연결성 제공, 서버 백업 지원 및 대기 시간이 짧은 클라우드 애플리케이션 처리와 같은 기타 용도로도 역할을 할 수도 있습니다.

소비자 측면에서 볼 때 지난 해의 추세는 실제로 케이블을 제거하는 것이었으므로 HDMI 또는 USB 대체품인 802.11ay는 아주 매력적인 기술이 될 것이라고 합니다.

VoWiFi (Voice over WiFi)의 개요

VoWiFi란 간단히 말하자면 Voice over (EPC-integrated) WiFi를 의미하는데, WiFi를 통한 음성통화 서비스를 제공합니다. VoWiFi는 VoLTE에 대한 보완적인 기술이며, WiFi망을 통한 IP상으로 전송되는 패킷 음성 서비스를 제공하기 위해 IMS 기술을 이용합니다.

가능하다면 VoLTE 통화는 LTE 망과 WiFi 망사이에서 핸드오버될 수도 있습니다. 비디오 통화도 WiFi를 통해 가능하게 할 수도 있습니다.

VoWiFi의 잇점을 사용자 관점에서 정리해보면,

▲ 모바일 신호가 없이도 음성 통화를 가능하게 함

▲ SIM 기반 인증을 통한 보안 제공

▲ 더 나은 실내 커버리지 제공

운영자 관점에서 정리해보면,

▲ 확장된 수익 창출 기회 제공

▲ VoLTE와 관련하여 기존의 SIM 기반 보안 및 인증을 활용

▲ WiFi 액세스를 통해 IMS 기반 서비스에 액세스할 수 있는 기회 제공

▲ 서로 다른 액세스 유형에서 모든 IMS 기반 서비스에 대해 사용자에게 단일 청구서 발행.

▲ 고객과의 지속적인 관련성 보장.

▲ IMS 및 MMTEL 응용 프로그램 서버에서 제공하는 음성/화상 전화 서비스 제공

미국 항공사 버진 아메리카가 특수 제작화 '와이파이' 운동화 (Virgin America First Class Shoe)

버진 아메리카 (Virgin America)는 1등석 객실의 장점을 홍보하기 위해 특수한 운동화를 제작하였다고 합니다.

에이전시 일레븐 (Eleven)에 의해 개발된 운동화는 버진 아메리카 (Virgin America)의 1등석 좌석에 어울리기 위해 이탈리아산 화이트 가죽으로 만들어 졌으며 와이파이, 무드 라이트 (Moodlighting), 비디오 디스플레이 및 내장형 휴대 충전기를 자랑하는 유일한 신발이라고 합니다.

사용할 수있는 쌍은 단 하나 뿐이며 이베이에서 자선 기금으로 경매되었다고 합니다 (약 100,000 달러).

900MHz대 주파수대에서 사용가능한 새로운 WiFi 표준 802.11ah

IEEE 802.11ah는 Sub 1GHz (900MHz) 밴드에서 동작하는 새로운 PHY와 MAC 디자인입니다. 11ah는 확장된 범위의 Wi-Fi와 IoE (Internet-of-Everything)를 지원하도록 되어 있습니다. 11ah PHY과 MAC은 확장된 범위, 전력 효율화, 안정적인 동작을 위해 완전하게 최적화되어 있습니다.

새로운 11ah 디자인은 2.4GHz 기술에 비해 단말과 기지국간의 경로 손실이 개선되었습니다. 11ah는 IoE, 홈 오토메이션 (Home Automation), 스마트 그리드 (Smart Grid), 웨어러블 전자기기 (Wearable Consumer Electronics), 저전력 센서 (Low-power Sensors) 등과 같이 Wi-Fi의 새로운 사용처를 열 수 있도록 1 MHz와 2 MHz 밴드폭을 지원합니다.

또 11ah는 좀더 고속 데이타 전송이 필요한 분야를 위해 4 MHz, 8 MHz 그리고 16 MHz 밴드폭을 지원합니다.

11ah는 벽과 장애물을 통과하는 900 MHz 무선 파장의 개선된 전파 (Propagation)과 관통 (Penetration) 특성을 통해 2.4 GHz와 5GHz의 제한된 범위를 확장시켜 줍니다.

이를 통해 이전에는 사용하기 힘들었던 주차장, 뒷 정원, 빌딩, 공장, 쇼핑몰, 다락 등에서 사용할 수 있도록 해줍니다.

하나의 11ah AP로 주택 전체를 커버할 수 있습니다. 그리고 1 MHz와 2 MHz 밴드폭 밴드를 모두 사용하면서 전력 증폭기 없이 동작하는 저용량 배터리를 사용하는 센서류를 지원합니다.

최소 150 Kbps 데이타 전송속도는 센서류들이 전력 소모를 최소화하면서도 짧은 순간의 데이타 패킷를 전송할 수 있게 해줍니다.

전체적인 전력은 더 작은 프레임 포맷 (Frame Format)과 센서 트래픽 우선순위 (Traffic Priority), 비컨리스 페이징 모드 (Beaconless Paging Mode) 를 지원하는 저전력 MAC 프로토콜 (Protocol)에 의해 낮출 수 있습니다.

11ah MAC은 효과적인 페이징 (Paging)과 예약 전송 (Scheduled Transmission)에 의해 수천개의 노드로 확장할 수 있게 최적화될 수 있습니다. 11ah는 AP/모바일기기와의 손쉬운 셋업 및 페어링을 위해 Wi-Fi 에코시스템 (Ecosystem) 및 IP 네트워크 (Network)까지 확장사용할 수 있습니다.

참조 링크 : WiFi 기술표준 IEEE 802.11 (http://smtechnics.blogspot.kr/2016/08/wifi-ieee-80211.html)