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Wi-Fi 규격 |
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Wi-Fi 6 와이파이 6 |
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1. 개요
Wi-Fi 6(이전에는 IEEE 802.11ax라고 표기함, 이하 802.11ax)는 다중 접속 환경에 최적화되어 공공 와이파이 환경에서도 최상의 인터넷 품질을 제공하는 것을 목표로 IEEE에서 고안한 Wi-Fi 규격이다.802.11 a/b/g/n/ac/ax 2.4 G+5 GHz, HE80, MIMO, 1024-QAM
이전 규격인 Wi-Fi 5와 다르게, 5GHz 뿐만 아니라 2.4GHz도 지원하는 표준으로, 2.4GHz 대역, 20MHz 대역폭, 2Tx2R 환경에서 100Mbps 정도의 실효속도를 가지는 Wi-Fi 4 대비 2배 정도의 속도를 실현 가능하다.
Wi-Fi 6는 최대 10Gbps의 속도[1]를 지원하며 1Gbps의 속도[2]를 더 넓은 커버리지와 낮은 레이턴시로 구현할 수 있다. 그래서 IEEE와 Wi-Fi 얼라이언스에서는 Wi-Fi 6를 HEW (High Efficiency Wireless)라고도 부른다.
한편, Wi-Fi 6E는 Wi-Fi 6의 확장 표준으로 비면허 주파수인 6GHz에서의 통신을 표준으로 정의하였다. #
2. 상용화
Wi-Fi 6 표준은 2012년 이후에 표준화된 802.11ac(현 Wi-Fi 5) 규격에 대하여 꾸준하게 지적받고 있는 문제점을 개선시키기 위하여 2016년부터 802.11ax라는 명칭으로 연구가 시작되었다.2017년, 표준안 1판이 등장하였다.
2018년 1분기, 세계 최초로 KT와 SK텔레콤이 2018 평창 동계올림픽 시즌에 맞춰 시험 서비스를 시작했다.
2018년 3분기, KT와 SK텔레콤이 세계 최초로 Wi-Fi 6를 상용화하였다. KT는 2018년 8월부터 스타벅스 매장에 Wi-Fi 6를 통해 링크 속도 10Gbps의 KT 10 기가 와이파이를, SK텔레콤은 2018년 9월 17일부터 T 와이파이 AX를 서비스하고 있다.
2018년 10월 Wi-Fi 얼라이언스에서는 802.11ax를 Wi-Fi 6라는 이름으로 리브랜딩하고 두 가지 이름을 함께 병용하기로 하였다. 업계에서는 이미 Wi-Fi 6라는 이름으로 마케팅하고 있으며, Wi-Fi 6에 연결 시 연결 아이콘 구석에 '6'이 뜬다.
2019년 2월에 공개된 갤럭시 S10 시리즈 전 모델이 스마트폰 최초로 Wi-Fi Alliance 인증을 받고 Wi-Fi 6를 지원하며 링크 속도는 최대 1.2Gbps까지 커버할 수 있다.
2019년 8월, Wi-Fi 얼라이언스에서는 Wi-Fi 6 최종안을 확정하며 Wi-Fi Certified 6 인증 프로그램을 발표하였다. 발표 이전까지 Wi-Fi 6를 지원하는 AP는 Wi-Fi 얼라이언스 인증없이 선출시 된 제품들이다.
2019년 8월 16일부터 대진대학교가 세계 대학 최초로 Wi-Fi 6를 대학 캠퍼스에 상용화시켰다. 관련뉴스
2019년 9월 공개된 애플의 iPhone인 11( Pro/ Max) 모델이 Wi-Fi 6를 지원한다. 2020년 상반기 공개된 태블릿 컴퓨터인 iPad Pro(11형)(2세대)와, iPad Pro(12.9형)(4세대) 모델에도 Wi-Fi 6를 지원한다. #
2020년, Wi-Fi 6E 표준에 대한 인증 프로그램을 시작하였다.
Wi-Fi 6를 데스크탑이나 노트북에서 사용하려면 USB 무선랜카드는 Archer TX20U, AX2000U, AX2000UA, AX2000AU, ASUS USB-AX56[3]만 있으며, 나머지는 PCIe 기반 M.2 카드로만 출시되었다.
한동안은 인텔 AX200, AX201, Killer AX1650밖에 지원하는 제품이 없었던 적이 있었다. AX200은 완전한 Wi-Fi/블루투스 카드이며, Killer AX1650은 AX200 기반으로 펌웨어를 튜닝한 제품이다. AX201은 모습은 M.2이지만 인텔 플랫폼 전용인 CNVi를 사용하며, CPU/PCH에 Wi-Fi와 블루투스 기능을 의존한다. 후속작으로 Wi-Fi 6E를 지원하는 AX210, AX211(CNVi), Killer AX1675. AX411(CNVi), Killer AX1690을 출시했다. AX411/AX1690는 AX211/AX1675와 동일스펙이나 Double Connect Technology를 지원한다. 퀄컴 Atheros는 이 시장에 늦게 진입했으며, Killer AX500s는 인텔이 아닌 퀄컴 기반이다. 대만의 미디어텍과 리얼텍도 Wi-Fi 6/블루투스 카드를 출시했는데, 미디어텍은 MT7921, MT7921K, MT7922, MT7922A 리얼텍은 RTL8852AE, RTL8852BE, RTL8852CE라는 모델명을 가지고 있다. Killer의 경우 끝의 알파벳이 x/w로 시작할 경우 일반 카드, i/s로 시작할 경우 CNVi 카드이다.
2021년부터 미디어텍의 채널 대역폭 80MHz 모델 MT7921이 ASUS 노트북과 삼성전자의 스마트 TV에, 채널 대역폭 80MHz의 Wi-Fi 6E 규격 모델인 MT7921K는 AMD의 리브랜딩 Wi-Fi 6E/블루투스 카드인 RZ608에, 채널 대역폭 160MHz의 Wi-Fi 6E 규격 모델 MT7922는 2022년부터 ASUS 노트북과 AMD의 리브랜딩 Wi-Fi 6E/블루투스 카드인 RZ616에 공급되고 있다. MT7921 계열인 MT7921K, AMD RZ608 등 80MHz 대역폭 모델들은 드라이버 버전별로 차이가 있으나, Wi-Fi 및 블루투스 연결 불안정 또는 끊김 현상이 있다. 최신 버전 드라이버 업데이트를 통해 문제가 해결되기도 하지만, 여전히 문제가 지속되는 경우도 더러 있다. MT7921 계열을 사용하며 문제가 발생하는 경우, 드라이버를 최신 버전으로 먼저 업데이트 해보고, 드라이버 업데이트 이후에도 증상이 지속되는 경우에는 인텔, 리얼텍 등 다른 Wi-Fi 6E/블루투스 카드로 교체하는 것 이 외에는 딱히 해결 방법이 없다. 반면, 미디어텍의 160MHz 대역폭 모델인 MT7922 계열 MT7922A, AMD RZ616 등에서는 문제가 없는 것으로 알려져 있다.
리얼텍의 채널 대역폭 80MHz 모델 RTL8852AE도 2021년부터 HP, 레노버, ASUS 노트북에, 채널 대역폭 160MHz 모델 RTL8852CE는 2022년부터 레노버 노트북 파트넘버 5W10V25824로 공급되고 있다. 리얼텍의 Wi-Fi 6E/블루투스 카드는 상기된 미디어텍의 MT7921 계열과는 달리 안정적인 성능을 보여준다.
2021년 그린 스마트 학교 사업으로 설치되는 와이파이 기기 중 일부가 Wi-Fi 6를 지원한다.
2021년 9월 3일 출시된 갤럭시 A52s 5G이 갤럭시 A 시리즈 최초로 Wi-Fi 6를 지원한다.
2022년 1월 5일 기존의 6와 6E인증을 포함하는 새 표준사양인 Wi-Fi CERTIFIED 6™ Release 2를 발표하였다.
3. 필요성
이론상 802.11ac에서 1Gbps를 상회하는 링크 속도를 구현할 수 있음에도 실질적으로는 기가 인터넷 유선망의 90% 이상의 속도를 무선망으로 안정적으로 송출하는 데에 제약이 되는 경우가 많다. 이후 802.11ac의 초기 규격인 웨이브1에 이어 웨이브2, 웨이브3까지 등장하였으나 실용성에 있어서 큰 도움이 되지 못했다.또한, 802.11ac에서는 2.4GHz 대역을 쓰지않고 5GHz 대역만 사용하고, 무선망 송출 출력이 약하다는 평가로 인해 커버리지가 좁고 기술적인 한계로 인하여 링크 속도를 제대로 활용하지 못하고 있다. 이는 802.11ac 규격에서 이론적인 속도라고 일컽는 링크 속도만 늘리려고 했지 실질적으로 QoS(Quality of Service, 망품질 제어)에 중요한 물리적인 속도를 전혀 염두에 두지 않고 개발된 과도기적인 표준이기 때문이다. 802.11ac 이전 규격인 802.11n에서도 최대 600Mbps까지 링크 속도를 구현할 수 있음에도 불구하고 현실에서 100Mbps 유선망의 속도도 제대로 송출하기가 어렵고 핑이 심하게 튀는 것도 이러한 이유 때문이다.
UHD 동영상, VR 미디어, 대용량 게임 등의 고용량 미디어에 대한 수요가 늘어남에 따라서 라우팅 기기가 처리해야할 트래픽 비중이 늘어나고 있는 추세이다. 이로 인해 IT 업계에서는 무선망의 성능을 개선시킬 필요성을 느끼게 되었다. Wi-Fi 6에서는 늘어나는 트래픽에 대한 처리율을 향상시키는 여러 기술들과 다중 기기의 접속 상황에서도 안정적인 접속을 보장할 수 있는 다양한 기술들을 접목시켰다.
여러 단말기가 접속해도 최상의 속도를 보장하고 더 넓은 커버리지와 유선망에 근접한 최단의 레이턴시를 보장하는 것이 Wi-Fi 6의 목표이다. Wi-Fi 6가 상용화된다면 가정용 와이파이는 물론이고 공용 와이파이의 품질이 지금보다 확연하게 개선될 것이다.
Wi-Fi 6는 최대 10Gbps의 링크 속도를 커버할 수 있어서, 10Gbps 유선망의 확산에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다. 전 세계적으로 10Gbps 인터넷 서비스가 등장하였지만, 아직까지는 가정용에서 쉽게 구입할 수 있는 이더넷 및 와이파이 어댑터가 많지는 않다. 2019년 기준, PC에 장착 가능한 와이파이 어댑터로는 인텔 AX200이 있다. 세계 최초로 Wi-Fi 6를 지원하는 스마트폰인 갤럭시 S10e와 S10, S10+, S10 5G도 최대 1.2Gbps까지의 링크 속도만 커버할 수 있다. Wi-Fi 6를 지원하는 무선 공유기도 종류도 적고 비싼 편.
2020년대 초에 출시되는 단말 전체로 보면 전망이 상당히 암울한데, Apple의 제품군과 타사의 플래그십 제품을 제외하면 Wi-Fi 6을 거의 지원하지 않는다. 갤럭시 A 시리즈는 갤럭시 A52s와 갤럭시 퀀텀4를 제외한 전 기종이 Wi-Fi 6 미지원이고, 콘솔 중에서는 PlayStation 5만 지원할 정도로 외면을 받고 있는 실정이다. 휴대용인 Nintendo Switch OLED조차도 Wi-Fi 6을 미지원한다.
2023년 기준 Wi-Fi 공유기 구매 수요로 많은 비중을 차지한다. Wi-Fi 6 무선 공유기가 저렴해지고 Wi-Fi 6를 탑재한 스마트폰과 노트북이 보급되고 2.5Gbps 기가 인터넷이 보급되는 것이 한 몫 하는 것으로 보인다.
4. 스펙(카테고리)
Draft 1.0 안에 의하면 MCS (Modulation and Coding Scheme) 규격에 대한 카테고리 중에서 0~11번까지 존재한다. 최고 규격인 MCS 카테고리 11을 통해 160MHz 대역폭으로 800ns GI (Guard Interval)를 사용하는 경우 최대 1024-QAM을 거쳐서 한 채널당 최대 1.2Gbps의 링크 속도를 낼 수 있다.[4] MIMO는 최대 8스트림까지 지원하며 MCS 카테고리 11에서 최대 9.6Gbps의 링크 속도를 달성할 수 있다.[5]| 최대 속도[6] | ||||
| 20MHz | 40MHz | 80MHz | 160MHz | |
| 1x1 | 143Mbps | 287Mbps | 600Mbps | 1.2Gbps |
| 2x2 | 287Mbps | 574Mbps | 1.2Gbps | 2.4Gbps |
| 3x3 | 430Mbps | 860Mbps | 1.8Gbps | 3.6Gbps |
| 4x4 | 574Mbps | 1.1Gbps | 2.4Gbps | 4.8Gbps |
5. 기술
Wi-Fi 6에서는 OFDMA와 다운 링크와 업 링크 모두에서 사용될 수 있도록 개선된 MU-MIMO, 공간적 주파수 재사용, 타겟 웨이크 타임 (TWT), 동적 파편화 등의 기술이 새롭게 도입되었으며, 802.11ac에서 최대 256-QAM까지 지원되던 것을 1024-QAM으로 확장하였고, GI 주기를 0.4/0.8 μs에서 0.8/1.6/3.2μs로 개선하였으며, 심볼 주기를 3.2μs에서 3.2/6.4/12.8μs로 확장하였다.802.11ac 규격에서는 5GHz 대역만 지원을 했지만 Wi-Fi 6에서는 5GHz와 더불어 2.4GHz를 사용할 수 있다. 다만, 2.4GHz 대역은 고도의 복호화 과정을 적용하기 쉽지 않을 것으로 보이고 광역 커버리지를 위해서 속도와 레이턴시를 포기하는 용도가 될 가능성이 높다.[7] 그래도 802.11n의 2.4GHz 송출 방식보다는 같은 주파수 대역에서 Wi-Fi 6의 송출 방식이 훨씬 더 좋은 망품질을 보여줄 수 있다.
무선 주파수의 포화 상태로 인한 통신 간섭 문제를 극복하기 위하여 등장한 확장 표준인 Wi-Fi 6E에서는 비면허 주파수인 6GHz에서의 통신을 지원한다. 다만, 5G NR의 경우에도 Sub-6 통신 대역으로 6GHz와 3.5GHz를 채택하고 있어 주파수 간섭의 문제가 해결되기는커녕 오히려 더 심각해질 수도 있다. 특히, 국내의 5G 서비스는 Sub-6 통신 대역을 사용한다는 점에서 Wi-Fi 6E의 효용성에는 의문이 생길 수밖에 없다. 이에 대한 반론도 있는데, 바로 LTE-U이다. LTE-U 같은 경우는 퀄컴에서는 오히려 상호 작용으로 인해 이득이 된다고 밝힌 만큼 어떻게 작용할지는 미지수. 6GHz 의 초고주파수로 인한 짧은 커버리지도 문제. 체감적으로 5GHz의 50~70% 수준이라는 리뷰가 있다. # 160MHz 채널이 5GHz에서는 2개밖에 없는데 6GHz에서는 7개나 있는 건 좋은 점.
Wi-Fi 얼라이언스의 Wi-Fi 6 인증을 획득하기 위해서는 새로운 암호화 프로토콜인 WPA3와 Multi-Band Operation (MBO)를 지원해야 한다.[8]
실제 성능도 우수한 편. 대역폭 20MHz, 2x2 클라이언트에서도 무난히 200Mbps 를 찍고, Wi-Fi 5 80MHz 4x4보다 Wi-Fi 6 160MHz 2x2가 훨씬 압도적인 성능을 낸다. #
6. 한계
Wi-Fi 6는 서버 측의 부하를 줄여 최대한 여러 단말기가 동시 접속이 가능하도록 다양한 기술들이 도입이 되었다. 하지만 무선 통신이 지닌 본질적인 한계를 극복하지 못했다. 이는 곧 Wi-Fi 7의 과제라고 할 수 있다.6.1. 송수신 속도 간의 비대칭 현상
Wi-Fi 6도 이전 규격과 마찬가지로 반이중 멀티플렉싱 (Half-Duplex Multiplexing)을 사용하므로 링크 속도를 온전히 활용하기 어렵다. 무선 통신 기술에 전이중 기술이 본격적으로 쓰이기 이전에 Wi-Fi 6가 상용화되었기 때문이다.[9] Wi-Fi 규격의 특성상 공유기와 단말기 간에 다운로드 (Rx)와 업로드 (Tx)가 동시에 이루어지지 않고 순차적으로 이루어지기에 Tx 속도와 Rx 속도 간의 비대칭 문제가 발생한다.
Wi-Fi 7부터 인 밴드 전이중 멀티플렉싱 (In-Band Full-Duplex Multiplexing; IBFD Multiplexing)을 통해 해당 문제점이 개선된다.
6.2. 160MHz 대역폭의 낮은 실용성
802.11ac Wave 2 부터 지원되는 160MHz 채널이지만, 실상은 80MHz 채널 2개를 묶어서 쓰는 게 한계다. #42번 채널, 155번 채널 외에는 DFS(Dynamic Frequency Selection, 동적 주파수 선택으로 스펙트럼 분산)/TPC(Transmit Power Control, 위성간섭을 피하기 위한 출력제한)(802.11h) 등으로 인해 정상적인 사용이 어려운 게 현실이다.
이로 인해 많은 회사들이 비싼 5GHz 160MHz 를 지원하지 않는 라우터를 만들고 있다. 예컨대 기업용 아루바 630 시리즈 # 는 2.4GHz 20MHz, 5GHz 80MHz, 6GHz 160MHz 대역폭만 지원하는 제품군으로 발매되었다.
6.3. 6GHz 대역 미지원 및 표준 파편화
Wi-Fi 6 표준이 공개되었을 당시 6GHz 대역에 대한 통신 스펙이 포함되지 않았다는 점도 비판의 대상이 되었다. Wi-Fi 얼라이언스 측에서는 이를 보완하고자 Wi-Fi 6의 확장안인 Wi-Fi 6E를 표준화했다. 802.11ac 시절에도 Wave 2, Wave 3 확장안이 등장하면서 표준 자체가 파편화가 되었다는 것이 문제였는데 6E 표준안 발표 이후로 다시 한번 Release 2표준 발표를 함으로서 Wi-Fi 얼라이언스가 이런 실수를 Wi-Fi 6에서도 다시 반복하고 있다.
Wi-Fi 6E 인증 장비 페이지
Wi-Fi 6에서 정식 도입된 160MHz 대역폭 통신은 매력적으로 보이나, 실제 환경에서는 5GHz 대역폭에 Wi-Fi용으로 쓸 수 있는 160MHz 대역폭이 없고 DFS/TPC 등으로 개입을 허용해야 하는 제한이 있었다.
2020년 4월 6GHz 대역이 추가로 허용되고, 여기에는 160MHz 채널만 3개가 허용될 정도로 넓은 공간이 있어 다양한 업체에서 대응 장비를 발표하였다.
국가별 6GHz 인증 현황이 다르며, 한국은 2020년 10월 주파수를 허용하게 되었다. #
인텔은 AX210와 AX411 무선 랜카드에서, 삼성전자는 갤럭시 S21 Ultra, 갤럭시 Z 폴드3에서만 Wi-Fi 6E를 대응하며, ASUS, Netgear, Linksys, TP-Link[10] 등의 제조사의 소비자용 제품들이 출시되었다.
KT에 라우터를 납품하는 머큐리의 기가 와이파이 홈 6E(KM16-112H)가 WiFi Alliance 인증을 2022년 2월 11일에 #, 대한민국 전자파 인증을 2021년 12월에 # 통과한 상태이며, 오픈소스 정보도 2022년 1월에 발표하였다. #
미디어텍 MT7921K는 5GHz/6GHz 대역폭 모두 80MHz 대역폭까지만 지원한다. 상위 모델인 MT7922는 5GHz/6GHz 모두 160MHz 밴드를 지원한다.
리얼텍 RTL8852AE와 RTL8852BE는 5GHz에서 대역폭 80MHz까지만 지원하며, 상위 모델인 RTL8852CE는 5GHz/6GHz 모두 160MHz 밴드를 지원한다.
Wi-Fi 6 지원 디바이스 중에는 갤럭시 S21 Ultra를 포함해 160MHz 대역폭을 지원하지 않는 장비가 꽤 있으므로 공유기와의 호환성을 고려할 때 주의가 필요하다. 다만, 160MHz를 지원하는 공유기는 80MHz 대역폭도 당연히 하위 지원하므로, 공유기의 제 성능을 다 뽑아내지 못할 뿐이며 80MHz로 호환해서 잘 작동하기 때문에 문제는 없다.
윈도우 11 에서 공식 지원하며, 윈도우 10에서는 드라이버를 강제로 다운버전 하는 등의 조치가 필요하다고 한다. # 공식적으로는 22.70.0 버전 이상, Windows 11 Build 22000.51 이상이 필요하다. #
비관적으로 쓰자면, Wi-Fi 5 때 160MHz가 wave2를 대응하는 일부 장비에서만 제한적으로 대응되었던 것과 유사한 상황에 처할 가능성이 높다. 다만 Wi-Fi 7 (802.11be) 최종안이 2024년에나 나올 것으로 보이므로 까다로운 선택이 필요할 것이다.
7. 요구 사양
10기가비트 이더넷 문서에서 요구 사양 항목에 기재된 내용을 참조.
8. 기타
- Wi-Fi 4나 Wi-Fi 5 초기 리비전까지만 지원하는 일부 구형 단말기에서 Wi-Fi 6를 호환하지 못하는 문제가 있다. IoT 단말기에서 주로 발생하는 문제로 무선 공유기 설정에서 Wi-Fi 6의 송출을 제한하는 방법이나 PC나 노트북에 설치된 무선랜카드의 드라이버를 업데이트 하거나 펌웨어를 업데이트 해주면 해결되기도 한다. 다만 전자의 경우 새로 구매한 Wi-Fi 6 무선 공유기를 Wi-Fi 4/5로 써야한다는 문제가 있고, 후자의 경우 사후지원이 중단된 IoT 단말기나 무선랜카드의 경우 호환 드라이버나 사제 펌웨어를 사용자 과실을 무릅쓰고 설치해야한다. 절충안으로 2.4GHz 대역은 Wi-Fi 6을 끄고 사용하거나 기존 Wi-Fi 4/5를 지원하는 구형 무선 AP를 따로 설치하는 방법 등이 있다.
9. 관련 문서
[1]
초당 1.25기가바이트 전송
[2]
초당 125메가바이트 전송
[3]
드라이버는 윈도우 10, 11 64비트 전용이다.
[4]
1초당 약 150MB의 데이터를 보낸다.
[5]
1초당 약 1.2GB의 데이터를 보낸다.
[6]
링크 속도. 이론상 속도로도 불리는 것.
[7]
5세대 이동통신의 경우에도 고주파 대역은 최대 성능을 위해서 활용되고 있고 저주파 대역은 넓은 지역을 커버하기 위해서 사용하고 있는 것과 같은 맥락이라고 보면 된다.
[8]
Wi-Fi 6 지원
인터넷 공유기에서 암호화 옵션을 자동 혹은 WPA3으로 세팅해야 Wi-Fi 6으로 작동한다.
[9]
이동 통신의 경우에도 전이중 통신 기술은
LTE 시절에 등장했으나 실질적으로는
5G
NR부터 도입되었다.
[10]
MR7500 제품은 160MHz 대역폭을 사용 할 경우 채널을 선택하지 못한다는 소비자 경험이 있으므로 주의할 것.
#
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