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IEEE 802.11ac

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Wi-Fi 및 IEEE 802.11 세대v • d • e • h
세대[1][2] IEEE
표준		 채택 링크 속도
(Mbit/s)		 RF (GHz)
2.4 5 6
— 802.11 1997 1–2 Yes
802.11b 1999 1–11 Yes
802.11a 6–54 Yes
802.11g 2003 Yes
Wi-Fi 4 802.11n 2009 6.5–600 Yes Yes
Wi-Fi 5 802.11ac 2013 6.5–6,933 [a] Yes
Wi-Fi 6 802.11ax 2021 0.4–9,608 Yes Yes
Wi-Fi 6E Yes Yes Yes
Wi-Fi 7 802.11be 2024 0.4–23,059 Yes Yes Yes
Wi-Fi 8[3][4][5] 802.11bn 발표 예정 Yes Yes Yes

IEEE 802.11ac, 공식 명칭 IEEE 802.11ac-2013이며 간단히 802.11ac라고도 불리는 이 표준은 IEEE 802.11 프로토콜 세트(와이파이 네트워크 제품군의 일부)에 속하는 무선 네트워크 표준으로, 5 GHz 대역에서 높은 처리량의 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)을 제공한다.[b] 이 표준은 와이파이 얼라이언스에 의해 소급하여 와이파이 5(Wi-Fi 5)로 명명되었다.[6][7]

이 사양은 최소 1.1 기가비트 매초 (1.1 Gbit/s)의 다중 스테이션 처리량과 최소 500 메가비트 매초 (0.5 Gbit/s)의 단일 링크 처리량을 갖는다.[8] 이는 802.11n에서 채택한 공중 인터페이스 개념을 확장하여 달성된다: 더 넓은 RF 대역폭(최대 160 MHz), 더 많은 MIMO 공간 스트림(최대 8개), 하향링크 MU-MIMO(최대 4개 클라이언트), 고밀도 변조(최대 256-QAM)가 그것이다.[9][10]

와이파이 얼라이언스는 802.11ac 무선 제품의 도입을 "Wave 1"과 "Wave 2"라는 두 단계("웨이브")로 분리했다.[11][12] 2013년 중반부터 얼라이언스는 IEEE 802.11ac 초안 3.0을 기반으로 제조사가 출시한 Wave 1 802.11ac 제품에 대한 인증을 시작했다(IEEE 표준은 그해 말에야 최종 확정되었다).[13] 이후 2016년, 와이파이 얼라이언스는 Wave 2 인증을 도입했으며, 여기에는 MU-MIMO(하향링크 전용), 160 MHz 채널 폭 지원, 더 많은 5 GHz 채널 지원, 4개의 공간 스트림(안테나 4개 사용; Wave 1 및 802.11n의 3개, IEEE 802.11ax 사양의 8개와 비교됨)과 같은 추가 기능이 포함된다.[14] 이는 Wave 2 제품이 Wave 1 제품보다 더 높은 대역폭과 용량을 가짐을 의미한다.[15]

새로운 기술

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802.11ac와 함께 도입된 새로운 기술은 다음과 같다:[10][16]

  • 확장된 채널 본딩
    • 스테이션을 위한 선택적 160 MHz 및 필수 80 MHz 채널 대역폭; 802.11n의 최대 40 MHz와 비교됨.
  • 더 많은 MIMO 공간 스트림
    • 최대 8개의 공간 스트림 지원 (802.11n의 4개와 비교됨)
  • 하향링크 MU-MIMO (최대 4개의 동시 하향링크 MU-MIMO 클라이언트 허용)
    • 하나 이상의 안테나를 가진 다수의 STA들이 독립적인 데이터 스트림을 동시에 송수신함.
      • 공간 분할 다중 접속(SDMA): 주파수에 의해 분리되지 않고 공간적으로 해결되는 스트림으로, 11n 방식의 MIMO와 유사함.
    • 하향링크 MU-MIMO(송신 장치 1대, 수신 장치 여러 대)가 선택적 모드로 포함됨.
  • 변조
    • 256-QAM, 레이트 3/4 및 5/6이 선택적 모드로 추가됨 (802.11n의 최대 64-QAM, 레이트 5/6과 비교됨).
    • 일부 제조사는 비표준 1024-QAM 모드를 제공하여 256-QAM 대비 25% 더 높은 데이터 전송률을 제공함.
  • 기타 요소/기능
    • 서로 다른 제조사 제품 간 호환성을 위한 표준화된 사운딩 및 피드백을 갖춘 빔포밍 (802.11n에서는 비표준이어서 서로 다른 제조사 제품 간 빔포밍이 효율적으로 작동하기 어려웠음)
    • MAC 수정 (주로 위의 변경 사항을 지원하기 위함)
    • 20, 40, 80, 160 MHz 채널, 11ac 및 11a/n 장치 간의 공존 메커니즘
    • PPDU 헤더에 프레임이 802.11n의 고처리량(HT)이나 그 이전 방식이 아닌 초고처리량(VHT) 프레임임을 식별하는 4개의 새로운 필드 추가. 헤더의 처음 3개 필드는 구형 장치에서 읽을 수 있어 공존 가능
    • 동일한 주파수 대역을 사용하는 기상 레이더 시스템과의 간섭을 줄이기 위해 5 GHz 대역의 채널 52에서 144 사이에 DFS가 의무화됨.

특징

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필수

[편집]

선택

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  • 802.11n 사양에서 차용:
  • 802.11ac 사양에서 새로 도입:
    • 5~8개의 공간 스트림
    • 160 MHz 채널 대역폭 (연속 80+80)
    • 80+80 MHz 채널 본딩 (비연속 80+80)
    • MCS 8/9 (256-QAM)

새로운 시나리오 및 구성

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802.11ac가 지원하는 단일 링크 및 다중 스테이션 향상 기능은 가정 내 여러 클라이언트로의 HD 비디오 동시 스트리밍, 대용량 데이터 파일의 빠른 동기화 및 백업, 무선 디스플레이, 대규모 캠퍼스/강당 배치, 제조 현장 자동화와 같은 여러 새로운 무선랜 사용 시나리오를 가능하게 한다.[17]

무선랜 용량을 충분히 활용하기 위해 802.11ac 액세스 포인트와 라우터는 비디오 스트리밍, FTP 서버, 개인 클라우드 서비스와 같은 다양한 서비스를 제공하기 위해 USB 3.0 인터페이스를 포함할 만큼 충분한 처리량을 갖춘다.[18] USB 2.0을 통해 로컬로 연결된 스토리지를 사용하면 802.11ac가 제공하는 대역폭을 완전히 채우기가 쉽지 않았다.

구성 예시

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모든 속도는 256-QAM, 레이트 5/6을 가정함:

시나리오일반적인 클라이언트
폼 팩터		물리 계층 링크 속도총
용량
(속도)
1개 안테나 AP, 1개 안테나 STA, 80 MHz핸드헬드433 Mbit/s433 Mbit/s
2개 안테나 AP, 2개 안테나 STA, 80 MHz태블릿, 노트북867 Mbit/s867 Mbit/s
1개 안테나 AP, 1개 안테나 STA, 160 MHz핸드헬드867 Mbit/s867 Mbit/s
3개 안테나 AP, 3개 안테나 STA, 80 MHz노트북, PC1.30 Gbit/s1.30 Gbit/s
2개 안테나 AP, 2개 안테나 STA, 160 MHz태블릿, 노트북1.73 Gbit/s1.73 Gbit/s
4개 안테나 AP, 4개 1안테나 STA, 160 MHz
(MU-MIMO)		핸드헬드각 STA당 867 Mbit/s3.39 Gbit/s
8개 안테나 AP, 160 MHz (MU-MIMO)
  • 4안테나 STA 1개
  • 2안테나 STA 1개
  • 1안테나 STA 2개
 디지털 TV, 셋톱 박스,
태블릿, 노트북, PC, 핸드헬드
  • 4안테나 STA당 3.47 Gbit/s
  • 2안테나 STA당 1.73 Gbit/s
  • 1안테나 STA당 867 Mbit/s
 6.93 Gbit/s
8개 안테나 AP, 2안테나 STA 4개, 160 MHz
(MU-MIMO)		디지털 TV, 태블릿, 노트북, PC각 STA당 1.73 Gbit/s6.93 Gbit/s

Wave 1 vs. Wave 2

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2016년에 도입된 Wave 2 제품은 2013년부터 도입된 구형 Wave 1 제품보다 더 높은 처리량을 제공한다. Wave 1의 최대 물리 계층 이론 속도는 1.3 Gbit/s인 반면, Wave 2는 2.34 Gbit/s에 도달할 수 있다. 따라서 Wave 2는 실제 처리량이 이론 속도의 50%에 불과하더라도 1 Gbit/s를 달성할 수 있다. 또한 Wave 2는 더 많은 수의 연결된 장치를 지원한다.[15]

데이터 전송률 및 속도

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변조 및 코딩 방식
MCS
인덱스[c]		 공간
스트림		 변조
방식		 코딩
레이트		 데이터 전송률 (Mbit/s)[19]
20 MHz 채널 40 MHz 채널 80 MHz 채널 160 MHz 채널
800 ns GI400 ns GI 800 ns GI400 ns GI 800 ns GI400 ns GI 800 ns GI400 ns GI
01BPSK1/26.57.213.51529.332.558.565
11QPSK1/21314.4273058.565117130
21QPSK3/419.521.740.54587.897.5175.5195
3116-QAM1/22628.95460117130234260
4116-QAM3/43943.38190175.5195351390
5164-QAM2/35257.8108120234260468520
6164-QAM3/458.565121.5135263.3292.5526.5585
7164-QAM5/66572.2135150292.5325585650
81256-QAM3/47886.7162180351390702780
91256-QAM5/6빈칸빈칸180200390433.3780866.7
02BPSK1/21314.4273058.565117130
12QPSK1/22628.95460117130234260
22QPSK3/43943.38190175.5195351390
3216-QAM1/25257.8108120234260468520
4216-QAM3/47886.7162180351390702780
5264-QAM2/3104115.62162404685209361040
6264-QAM3/4117130.3243270526.558510531170
7264-QAM5/6130144.427030058565011701300
82256-QAM3/4156173.332436070278014041560
92256-QAM5/6빈칸빈칸360400780866.715601733.3
03BPSK1/219.521.740.54587.897.5175.5195
13QPSK1/23943.38190175.5195351390
23QPSK3/458.565121.5135263.3292.5526.5585
3316-QAM1/27886.7162180351390702780
4316-QAM3/4117130243270526.658510531170
5364-QAM2/3156173.332436070278014041560
6364-QAM3/4175.5195364.5405789.9877.51579.51755
7364-QAM5/6195216.7405450877.597517551950
83256-QAM3/42342604865401053117021062340
93256-QAM5/6빈칸빈칸5406001170130023402600
04BPSK1/22628.85460117.2130234260
14QPSK1/25257.6108120234260468520
2 4 QPSK 3/4 78 86.8 162 180 351.2 390 702 780
3 4 16-QAM 1/2 104 115.6 216 240 468 520 936 1040
4 4 16-QAM 3/4 156 173.2 324 360 702 780 1404 1560
5 4 64-QAM 2/3 208 231.2 432 480 936 1040 1872 2080
6 4 64-QAM 3/4 234 260 486 540 1053.2 1170 2106 2340
7 4 64-QAM 5/6 260 288.8 540 600 1170 1300 2340 2600
8 4 256-QAM 3/4 312 346.8 648 720 1404 1560 2808 3120
9 4 256-QAM 5/6빈칸빈칸 720 800 1560 1733.3 3120 3466.7

여러 기업이 Quantenna와 Broadcom이 지원하는 MCS-10 및 MCS-11 (1024-QAM)과 같은 더 높은 변조율을 가진 802.11ac 칩셋을 제공하고 있다. 기술적으로 802.11ac의 일부는 아니지만, 이 새로운 MCS 인덱스는 2021년에 비준된 802.11ax 표준에서 공식화되었다.

일부 국가에서는 주파수 할당 관련 규제 문제로 인해 160 MHz 채널을 사용할 수 없다.

광고된 속도

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802.11ac급 장치의 무선 속도는 종종 AC 뒤에 숫자가 붙는 방식으로 광고되는데, 이 숫자는 장치 내 동시에 사용 가능한 모든 라디오의 최고 링크 속도(Mbit/s)를 합산한 값이다. 예를 들어, AC1900 액세스 포인트는 2.4 GHz 라디오에서 600 Mbit/s, 5 GHz 라디오에서 1300 Mbit/s의 성능을 가질 수 있다. 단일 클라이언트 장치가 연결하여 1900 Mbit/s의 처리량을 달성할 수는 없지만, 별도의 장치들이 각각 2.4 GHz 및 5 GHz 라디오에 연결하면 결합된 처리량이 1900 Mbit/s에 접근할 수 있다. 서로 다른 스트림 구성으로 동일한 AC 숫자를 만들 수 있다.

유형2.4 GHz 대역[b]
Mbit/s		2.4 GHz 대역 구성
[모두 40 MHz]		5 GHz 대역
Mbit/s		5 GHz 대역 구성
[모두 80 MHz]
AC450[20]--4331 스트림 @ MCS 9
AC6001501 스트림 @ MCS 74331 스트림 @ MCS 9
AC7503002 스트림 @ MCS 74331 스트림 @ MCS 9
AC1000 300 2 스트림 @ MCS 7 650 2 스트림 @ MCS 7
AC12003002 스트림 @ MCS 78672 스트림 @ MCS 9
AC13004002 스트림 @ 256-QAM8672 스트림 @ MCS 9
AC1300[21]400-8672 스트림 @ MCS 9
AC1350[22]4503 스트림 @ MCS 78672 스트림 @ MCS 9
AC14504503 스트림 @ MCS 79753 스트림 @ MCS 7
AC16003002 스트림 @ MCS 71,3003 스트림 @ MCS 9
AC17008004 스트림 @ 256-QAM8672 스트림 @ MCS 9
AC17504503 스트림 @ MCS 71,3003 스트림 @ MCS 9
AC1900600[d]3 스트림 @ 256-QAM1,3003 스트림 @ MCS 9
AC21008004 스트림 @ 256-QAM1,3003 스트림 @ MCS 9
AC22004503 스트림 @ MCS 71,7334 스트림 @ MCS 9
AC23006004 스트림 @ MCS 71,6253 스트림 @ 1024-QAM
AC24006004 스트림 @ MCS 71,7334 스트림 @ MCS 9
AC2600800[d]4 스트림 @ 256-QAM1,7334 스트림 @ MCS 9
AC2900750[e]3 스트림 @ 1024-QAM2,1674 스트림 @ 1024-QAM
AC30004503 스트림 @ MCS 71,300 + 1,3003 스트림 @ MCS 9 x 2
AC31501000[e]4 스트림 @ 1024-QAM2,1674 스트림 @ 1024-QAM
AC3200600[d]3 스트림 @ 256-QAM1,300 + 1,300[f]3 스트림 @ MCS 9 x 2
AC50006004 스트림 @ MCS 72,167 + 2,1674 스트림 @ 1024-QAM x 2
AC5300[25]1000[e]4 스트림 @ 1024-QAM2,167 + 2,1674 스트림 @ 1024-QAM x 2

내용주

[편집]
  1. ↑ 802.11ac는 5 GHz 대역에서의 동작만 명시함. 2.4 GHz 대역에서의 동작은 802.11n에 의해 정의됨.
  2. 1 2 802.11ac는 5 GHz 대역에서의 동작만 명시한다. 2.4 GHz 대역 동작은 802.11n에 명시되어 있다.
  3. ↑ MCS 9는 모든 채널 폭/공간 스트림 조합에 적용되지 않음.
  4. 1 2 3 2.4 GHz 대역에서 600 Mbit/s는 각 150 Mbit/s인 4개의 공간 스트림을 사용하여 달성할 수 있다. 2.4 GHz 대역에서 600 Mbit/s를 달성하는 상용 장치는 각 200 Mbit/s인 3개의 공간 스트림을 사용한다.[23][24] 이는 802.11n과 호환되지 않는 256-QAM 변조 사용을 필요로 하며, 독점 확장으로 간주될 수 있다.[24]
  5. 1 2 3 802.11n에 대한 독점 확장 기능으로, 2.4GHz에서 40MHz 채널, 400ns 보호 구간, 1024-QAM을 사용함.
  6. ↑ 시중에서 판매되는 AC3200 장치는 5 GHz 대역에서 총 2,600 Mbit/s를 달성하기 위해 각각 1,300 Mbit/s의 라디오 2개를 별도로 사용한다.

비교

[편집]
IEEE 802.11 네트워크 표준
주파수
범위
또는 유형		 PHY 프로토콜 출시
날짜[26]		 주파수 대역 채널 폭 스트림당
전송률[27]		 최대
MIMO 스트림		 변조 방식 약 범위
실내 실외
(GHz) (MHz) (Mbit/s)
1–7 GHz DSSS[28], FHSS[A] 802.11-1997 1997년 6월 2.4 22 1, 2 빈칸 DSSS, FHSS[A] 20 m (66 ft) 100 m (330 ft)
HR/DSSS[28] 802.11b 1999년 9월 2.4 22 1, 2, 5.5, 11 빈칸 CCK, DSSS 35 m (115 ft) 140 m (460 ft)
OFDM 802.11a 1999년 9월 5 5, 10, 20 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54
(20 MHz 대역폭 기준,
10/5 MHz는 2/4로 나눔)		 빈칸 OFDM 35 m (115 ft) 120 m (390 ft)
802.11j 2004년 11월 4.9, 5.0
[B][29]		 ? ?
802.11y 2008년 11월 3.7[C] ? 5,000 m (16,000 ft)[C]
802.11p 2010년 7월 5.9 200 m 1,000 m (3,300 ft)[30]
802.11bd 2022년 12월 5.9, 60 500 m 1,000 m (3,300 ft)
ERP-OFDM[31] 802.11g 2003년 6월 2.4 38 m (125 ft) 140 m (460 ft)
HT-OFDM[32] 802.11n
(와이파이 4)		 2009년 10월 2.4, 5 20 최대 288.8[D] 4 MIMO-OFDM
(64-QAM)		 70 m (230 ft) 250 m (820 ft)[33]
40 최대 600[D]
VHT-OFDM[32] 802.11ac
(와이파이 5)		 2013년 12월 5 20 최대 693[D] 8 DL
MU-MIMO OFDM
(256-QAM)		 35 m (115 ft)[34] ?
40 최대 1,600[D]
80 최대 3,467[D]
160 최대 6,933[D]
HE-OFDMA 802.11ax
(와이파이 6,
와이파이 6E)		 2021년 5월 2.4, 5, 6 20 최대 1,147[E] 8 UL/DL
MU-MIMO OFDMA
(1024-QAM)		 30 m (98 ft) 120 m (390 ft)[F]
40 최대 2,294[E]
80 최대 5,500[E]
80+80 최대 11,000[E]
EHT-OFDMA 802.11be
(와이파이 7)		 2024년 9월 2.4, 5, 6 80 최대 5,764[E] 8 UL/DL
MU-MIMO OFDMA
(4096-QAM)		 30 m (98 ft) 120 m (390 ft)[F]
160
(80+80)		 최대 11,500[E]
240
(160+80)		 최대 14,282[E]
320
(160+160)		 최대 23,059[E]
UHR 802.11bn
(와이파이 8)		 2028년 5월
(예상)		 2.4, 5, 6 320 최대
23,059
8 멀티링크
MU-MIMO OFDM
(4096-QAM)		 ? ?
WUR[G] 802.11ba 2021년 10월 2.4, 5 4, 20 0.0625, 0.25
(62.5 kbit/s, 250 kbit/s)		 빈칸 OOK (멀티캐리어 OOK) ? ?
mmWave
(와이기그)		 DMG[35] 802.11ad 2012년 12월 60 2,160
(2.16 GHz)		 최대 8,085[36]
(8 Gbit/s)		 빈칸 OFDM,[A] 싱글 캐리어, 저전력 싱글 캐리어[A] 3.3 m (11 ft)[37] ?
802.11aj 2018년 4월 60[H] 1,080[38] 최대 3,754
(3.75 Gbit/s)		 빈칸 싱글 캐리어, 저전력 싱글 캐리어[A] ? ?
CMMG 802.11aj 2018년 4월 45[H] 540,
1,080		 최대 15,015[39]
(15 Gbit/s)		 4[40] OFDM, 싱글 캐리어 ? ?
EDMG[41] 802.11ay 2021년 7월 60 최대 8,640
(8.64 GHz)		 최대 303,336[42]
(303 Gbit/s)		 8 OFDM, 싱글 캐리어 10 m (33 ft) 100 m (328 ft)
1 GHz 미만 (IoT) TVHT[43] 802.11af 2014년 2월 0.054–
0.79		 6, 7, 8 최대 568.9[44] 4 MIMO-OFDM ? ?
S1G[43] 802.11ah 2017년 5월 0.7, 0.8,
0.9		 1–16 최대 8.67[45]
(@2 MHz)		 4 ? ?
광
(라이파이)		 LC
(VLC/OWC)		 802.11bb 2023년 11월 800–1000 nm 20 최대 9.6 Gbit/s 빈칸 O-OFDM ? ?
IR[A]
(IrDA)		 802.11-1997 1997년 6월 850–900 nm ? 1, 2 빈칸 PPM[A] ? ?
802.11 표준 통합판
  802.11-2007 (802.11ma) 2007년 3월 2.4, 5 최대 54 DSSS, OFDM
802.11-2012 (802.11mb) 2012년 3월 2.4, 5 최대 150[D] DSSS, OFDM
802.11-2016 (802.11mc) 2016년 12월 2.4, 5, 60 최대 866.7 또는 6,757[D] DSSS, OFDM
802.11-2020 (802.11md) 2020년 12월 2.4, 5, 60 최대 866.7 또는 6,757[D] DSSS, OFDM
802.11-2024 (802.11me) 2024년 9월 2.4, 5, 6, 60 최대 9,608 또는 303,336 DSSS, OFDM
  1. 1 2 3 4 5 6 7 이것은 더 이상 사용되지 않으며, 향후 표준 개정 시 지원이 제거될 수 있다
  2. ↑ 일본 규정용.
  3. 1 2 IEEE 802.11y-2008은 802.11a의 동작 범위를 허가된 3.7 GHz 대역으로 확장했다. 증가된 전력 제한으로 최대 5,000 m까지 도달이 가능하다. 2009년 기준, 미국 FCC에서만 면허가 부여되고 있다.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 짧은 보호 구간 기준이며, 표준 보호 구간은 약 10% 더 느리다. 속도는 거리, 장애물, 간섭에 따라 크게 달라진다.
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 단일 사용자 사례 전용으로, 기본 보호 구간인 0.8 마이크로초를 기준으로 한다. 802.11ax부터 OFDMA를 통한 다중 사용자 접속이 가능해짐에 따라 이 값은 감소할 수 있다. 또한, 이러한 이론적 수치는 링크 거리, 가시선(LoS) 여부, 간섭 및 환경의 다중 경로 요소에 따라 달라진다.
  6. 1 2 기본 보호 구간은 0.8 마이크로초이다. 그러나 802.11ax는 실내 환경에 비해 최대 전파 지연이 더 큰 실외 통신을 지원하기 위해 사용 가능한 최대 보호 구간을 3.2 마이크로초까지 확장했다.
  7. ↑ 웨이크업 라디오(WUR) 동작.
  8. 1 2 중국 규정용.

같이 보기

[편집]

각주

[편집]
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외부 링크

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