WiFi의 미래:802.11ad, 802.11ah HaLow(및 기타) 조사

불과 15년 만에 WiFi는 느린 기술에서 강력하고 다재다능한 기술로 발전했습니다. 그리고 이제는 수억 명의 삶에서 필수적인 역할을 하기 때문에 거의 지속적으로 개선되고 있습니다. 그러나 이러한 변화가 소비자와 기업이 찾고 있는 가장 중요한 두 가지 요소인 범위를 가져올까요? 및 속도 ?

이러한 목표를 달성하기 위해 최근에 채택된 세 가지 WiFi 표준이 있습니다. 그러나 이러한 표준을 자세히 살펴보기 전에 한 걸음 물러나서 IEEE 표준 역사를 간략히 검토해 보겠습니다. 전자 및 전자 엔지니어 협회는 전자 통신의 권위자 역할을 하는 전문 협회입니다. IEEE는 통신 및 정보 기술과 같은 산업에서 통신을 위한 표준 및 프로토콜을 만듭니다. IEEE가 승인한 각 표준은 고유 번호로 지정됩니다. 802는 영역 네트워킹을 수반하는 모든 프로토콜 또는 수정에 사용되는 접두사입니다. 예를 들어 이더넷 LAN(Local Area Network)에 대한 표준은 802.3으로 지정되고 Bluetooth PAN(개인 영역 네트워크)은 802.15로 지정됩니다. 이 문서의 주제인 무선 LAN은 802.11로 지정됩니다.

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1997년에 IEEE는 802.11이라고 하는 무선 근거리 통신망(WLAN) 통신을 위한 기본 표준을 발표했습니다. 그 후 몇 년 동안 이 표준이 많이 수정되었습니다.

여기서는 최근에 생성된 세 가지 WiFi 네트워크 옵션에 중점을 둘 것입니다.

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802.11ah(HaLow) , 낮은 데이터 속도, 장거리 센서 및 컨트롤러용으로 제작되었습니다.

802.11af , HaLow와 유사한 응용 프로그램용으로 생성되었습니다. (이 네트워크 옵션은 전송을 위해 2.4GHz 또는 5GHz 대역 대신 사용하지 않는 TV 스펙트럼에 의존합니다.)

802.11ad , 멀티기가비트 속도(유선 제외) 및 고성능 네트워킹용으로 제작되었습니다.

이 세 가지 표준을 철저히 소개한 후 나머지 802.11 제품군을 검토합니다.

802.11ah(HaLow)—2016

A, B, G, N 및 AC를 포함한 대부분의 WiFi 표준은 2.4GHz 또는 5GHz에서 작동합니다. 그리고 상대적으로 높은 데이터 전송률로 인해 민감도가 낮아집니다. 따라서 건물 2층에 WiFi 연결 온도 조절 장치가 있고 지하실에 WiFi 라우터가 있는 경우 기존 802.11n을 사용하는 경우 온도 조절 장치를 연결하는 데 정말 어려움을 겪을 수 있습니다.

특히 높은 데이터 속도가 필요하지 않은 IoT 센서의 경우 상대적으로 짧은 범위의 WiFi를 늘리기 위해 802.11ah가 도입되었습니다. HaLow(별칭)는 장거리 데이터 전송을 위한 900MHz Wi-Fi입니다. .

HaLow는 이론적으로 낮은 전력 소비도 해결합니다. . 예를 들어 HaLow는 목표 깨우기 시간을 사용하여 장치가 네트워크에 연결된 상태를 유지하는 데 필요한 에너지 양을 줄입니다. 이는 장치가 정의된 간격(예:15초마다 밀리초)으로 매우 짧은 시간 동안 절전 모드에서 해제되어 메시지를 수락하도록 함으로써 수행됩니다. 이는 eDRX가 LTE-M이 전력을 절약하는 데 도움이 되는 방식과 개념적으로 유사합니다.

HaLow를 사용할 수 있는 사람:

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WiFi 지원이 필요한 센서 수준 기술을 사용하는 회사.

이점:

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벽과 장애물을 관통합니다. 아래에서 논의할 802.11ad와 같은 고주파수 네트워크보다 우수합니다.

짧고 폭발적인 데이터에 이상적입니다. 많은 전력을 소비하지 않고 장거리를 이동해야 하는 스마트 조명, 스마트 HVAC 및 스마트 보안 시스템과 같은 스마트 빌딩 애플리케이션을 생각해 보십시오. 또한 주차장 및 주차 미터기와 같은 스마트 시티 애플리케이션에도 사용할 수 있습니다.

단점:

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900MHz에 대한 글로벌 표준은 없습니다. 현재 전 세계의 80%가 2.4GHz WiFi를 사용하므로 전 세계 어디에서나 이러한 글로벌 표준 대역에 연결할 수 있습니다. 하지만 900MHz에 대한 글로벌 표준이 없기 때문에 HaLow는 매우 미국 중심적입니다.

AH를 사용할 수 있지만 사용되지 않음 . HaLow는 2016년에 출시되었지만 현재 이 표준을 사용하는 단일 제품이 시장에 없습니다. 이는 부분적으로 글로벌 표준이 없기 때문일 수도 있지만 IoT 요구 사항을 더 잘 처리하는 경쟁 기술이 시장에 나와 있기 때문일 수도 있습니다. 예를 들어 Symphony Link는 데이터 속도가 훨씬 낮아 링크 예산이 늘어납니다. 즉, 802.11ah에서 이론적으로 할 수 있는 것보다 더 나은 침투를 얻을 수 있습니다. Symphony Link 및 이와 유사한 기술도 거의 동일한 IP 오버헤드를 갖지 않습니다. HaLow는 IP 트래픽을 지원해야 하지만 Symphony는 무선으로 TCP/IP 트래픽을 처리할 수 있습니다.

802.11af(AF)—2014

802.11af는 UHF 및 VHF에서 사용하지 않는 텔레비전 스펙트럼 주파수(즉, "공백")를 활용하여 정보를 전송합니다. 이 때문에 "White-Fi"라는 별명을 얻었습니다. 이러한 주파수는 54MHz에서 790MHz 사이이기 때문에 AF는 HaLow와 같은 저전력, 넓은 영역 범위에 사용할 수 있습니다.

802.11af는 2014년에 출시되었지만 몇 가지 이유로 실제로 출시되지는 않았습니다. 첫째, 지리적 위치 주변에는 많은 복잡성이 있습니다. 예를 들어 캘리포니아에 거주하는 경우 해당 지역에서 사용할 수 있기 때문에 특정 UHF 채널을 사용하는 것이 허용될 수 있습니다. 그러나 D.C.로 여행하면서 동일한 채널을 사용하려고 하면 그곳의 방송사가 이미 라이선스를 소유하고 있을 수 있습니다. 또한 라디오 프런트 엔드는 수백 MHz의 UHF 스펙트럼에서 작동하도록 특별히 설계되고 필터링되어야 합니다. 즉, 수백 또는 수천 달러를 지불하지 않고는 이러한 모든 채널에 액세스할 수 있는 장비를 구입할 수 없습니다.

누가 사용할 수 있습니까?

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매우 장거리 무선 네트워크가 필요한 조직.

이점:

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AF는 사용하지 않는 여러 TV 채널을 한 번에 활용할 수 있기 때문에 장거리 기기에서 잘 작동합니다. —높은 데이터 전송률로 최대 수 마일까지 가능합니다.

단점:

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고가의 대역별 하드웨어가 필요합니다.

'공백' 채널은 모든 곳, 특히 대도시에서 사용할 수 없습니다.

HaLow와 마찬가지로 802.11af는 글로벌 표준이 아닙니다. —미국/캐나다에만 해당됩니다. 그리고 스펙트럼 인증은 국가별로 진행되기 때문에 기기 제조업체는 꼭 필요한 경우가 아니면 기기에 AF를 추가하지 않을 것입니다.

802.11ad(AD)—2012

802.11ad는 AH와 다를 수 없습니다. AH는 잠재적인 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 옵션인 반면 AD는 60GHz WiFi 이상적입니다. 매우 높은 데이터 전송률, 매우 단거리 통신. 사실, AD는 802.11n보다 50배 빠른 속도를 달성할 수 있는 광섬유 교체를 의미합니다.

광고가 이렇게 좁은 시장을 가지고 있기 때문에 이륙하지 않았습니다. 제외 매우 작은 네트워크에서 멀티 기가비트 속도를 요구하는 사람은 많지 않습니다. 원시 비디오를 무선으로 스트리밍해야 하는 사용자

누가 사용할 수 있습니까?

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무선 원시 비디오 스트리밍과 같이 매우 짧은 범위의 기기로 확장된 대역폭이 필요한 엔터프라이즈급 조직입니다.

이점:

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고속 파일 전송 및 통신에 적합합니다. 8Gbps에서 AD는 802.11n(2007년에 도입되었을 당시 가장 빠른 프로토콜로 여겨짐)보다 50배 더 ​​빠릅니다. 사실 이 프로토콜은 너무 빨라서 이 Fast Company 기사에 따르면 AD는 "로컬로 연결된 하드 드라이브만큼 빠른 무선 하드 드라이브"와 같은 "완전히 새로운 종류의 장치를 활성화"할 가능성이 있습니다.

단점:

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칩 제조 비용이 매우 비쌉니다. , 이는 비용이 많이 드는 설정을 만듭니다.

AD는 매우 짧은 범위를 제공합니다. . 정말 60GHz와 같은 고주파수, 단거리 통신이 이상적입니다. 라우터가 바로 옆에 있으면 문제가 되지 않습니다. 하지만 벽을 통과하려면 추가 라우터가 필요합니다.

AD는 공인된 국제 표준이 아닙니다. .

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802.11ad에서 제공하는 속도는 거의 필요하지 않습니다. 대부분의 경우 일반 WiFi(예:Apple Video 및 Chromecast와 같이)를 통해 전송되는 압축률이 높은 비디오는 대다수의 소비자에게 충분합니다.

추가 과거 및 현재 802.11 수정안

마이크로파 및 RF의 그래픽 제공

802.11a(1990): OFDM(Orthogonal, Frequency Division Multiplexing) 파형이라고도 하는 "WiFi A"는 표준이 완성되고 2년 후에 나온 첫 번째 수정 사항입니다. 이 수정안은 5GHz 대역 확장을 정의하여 WiFi A를 더욱 유연하게 만들었습니다(2.4GHz 공간이 무선 가정용 전화기, 베이비 모니터, 전자레인지 등으로 가득 차 있기 때문).

802.11b(2000): 널리 사용되는 최초의 프로토콜 중 하나인 "WiFi B"는 802.11a보다 범위와 전송 속도가 향상되었지만 오늘날의 표준(최대 11mbps)에서는 매우 느립니다. 802.11b는 2.4GHz 대역 확장을 정의했습니다. 이 프로토콜은 여전히 ​​지원되지만(WiFi의 80%는 2.4GHz에서 실행됨) 더 빠른 옵션으로 대체되었기 때문에 이 기술은 더 이상 제조되지 않습니다.

802.11g(2003): "WiFi G"는 B보다 3년 후에 시장에 출시되어 54mbps로 전송 속도의 약 5배를 제공합니다. 더 높은 데이터 속도로 2.4GHz 대역 확장을 정의했습니다. 주요 이점은 소비자에게 중요한 더 빠른 속도였습니다. 그러나 오늘날 이러한 속도는 한 가정의 평균 WiFi 지원 장치 수 또는 여러 장치의 강력한 무선 전력 수요를 따라잡을 만큼 충분히 빠르지 않습니다.

802.11n(2007): "WiFi N"은 전송 속도 속도(안테나 수에 따라 300~450mbps)와 범위에서 또 다른 획기적인 개선을 제공했습니다. 이것은 2.4GHz 및 모두에서 작동하는 최초의 주요 프로토콜이었습니다. 5GHz. 이러한 전송 속도 덕분에 대용량 데이터를 그 어느 때보다 빠르게 전송할 수 있었습니다.

802.11ac(2013): 2013년에는 "WiFi AC"가 도입되었습니다. AC는 8000mbps에 해당하는 거의 1Gbps의 속도를 제공하는 "기가비트 WiFi"로 간주되는 것의 첫 번째 단계입니다. 이는 802.11n보다 약 20배 더 강력하여 중요하고 널리 사용되는 프로토콜입니다. AC는 5GHz 대역에서 실행되며 주목할 만합니다. 덜 널리 사용되기 때문에 속도와 관련하여 이점이 있을 수 있지만 더 높은 주파수와 더 높은 변조 속도는 범위가 더 제한적임을 의미합니다. 2016년에는 AC 성능을 개선하기 위해 수정했습니다.

WiFi 제목은 어디에 있습니까?

2년 전 우리는 HaLow, AD 및 AF가 WiFi가 눈부신 변화를 겪었다는 분명한 증거라고 믿었지만 세 가지 프로토콜 모두 출시 후에 널리 사용될 것이라고 예상했습니다. 그들의 채택은 낮은 것부터 존재하지 않는 것까지 어디에서나 이루어졌습니다. IEEE는 여전히 802.11 프로토콜에 대한 수정 사항을 정기적으로 검토하므로 향후 몇 년 동안 어떤 일이 일어날지 지켜보고 싶습니다!