Wi-Fi(와이파이) 기초 자료(802.11b, 11g, 11n 등 규격)

 

 

Wi-Fi 기초 자료(802.11b, 11g, 11n 등 규격)

  현 시대에서 Wi-Fi 가 없는 곳은 찾아보기 어렵다. 그만큼 Wi-Fi 로 통신을 많이하고 있다. 가정에서, 직장에서, 카페에서, 심지어 식당에서도 Wi-Fi 가 있다. 그렇다면 이 Wi-Fi 라는 것은 무엇인가? 라는 것부터 알아보자.

 

 

참고) https://ieeer8.org/

 

Wi-Fi 란 무엇인가?

Wi-Fi: Wireless Fidelity

  케이블 연결에 기반한 근거리 컴퓨터 네트워크 방식인 랜(LAN: Local Area Network)은 1970년대부터 개발되어 1990년대에 이르러서는 완전히 대중화되었다. 하지만 노트북과 같은 휴대용 컴퓨터 시스템의 보급이 늘어나면서 네트워크 연결에 케이블이 반드시 필요한 랜만으로는 활용성에 한계를 느끼게 되었다. 따라서 랜을 무선화하고자 하는 시도가 1990년대 초반부터 본격화되기 시작했다.

[네이버 지식백과] 와이파이 [Wi-Fi] - 무선랜. IEEE 802.11 (용어로 보는 IT, 김영우, IT 동아)

 

  네이버 지식백과에는 이렇게 정의되어 있다. 제일 간단하게 정의를 내린다면 "유선랜 기술을 무선화 한 것" 이라고 설명할 수 있겠다. 과거 와이파이가 없던 시절에는 컴퓨터로 인터넷을 하기 위해 랜선 연결을 꼭 해야했다. 지금도 랜선이 필요하지만 와이파이 공유기에 연결시켜서 다수의 기기들과 연결되도록 한다. 이로 인해 유선랜이 필요했던 컴퓨터가 무선으로 인터넷을 할 수 있다. 뿐만 아니라 휴대폰, 태블릿 등의 제품들 모두 동시에 무선랜을 사용할 수 있다.

 

 

Wi-Fi 를 쓰는 이유?

  결론부터 말하면 공짜이기 때문이다. 와이파이를 사용하면 데이터를 얼마를 쓰던 상관없이 공짜다. 공짜로 인터넷을 쓰는 방법이 있는데, 3G/4G/5G 통신을 이용하여 돈을 지불하고 인터넷을 사용하는 사람은 없을 것이다. 이것이 와이파이를 쓰는 가장 큰 이유라고 말 할 수 있다. 아래의 표를 보자.

 

출처: https://www.mobiliseglobal.com/wi-fi-offload-in-numbers/

*참고. Megabyte-Gigabyte-Terabyte-Petabyte-Exabyte 순서로 커진다.

 

  모바일에서 데이터 트래픽을 나타낸 것이다. 주목해야 될 것은 계속해서 데이터 트래픽이 증가할 것이라는 것, 그리고 Video Streaming/TV 의 점유율이 1등이고, 계속 커지고 있다는 점이다. 요즘 Youtube 를 안 보는 사람은 없다. 아마도 Video Streaming 의 상당히 큰 부분이라 생각한다. 이외에 Netflix, Wavve, 개인방송(아프리카/트위치) 등의 플랫폼이 있을 것이다. 최근 비디오는 4k 고화질을 지원하기 때문에 데이터의 사용량이 상당히 크다. 아마도 와이파이를 사용하지 않는다면, 무제한 요금제가 아닌 이상 감당하기 어려울 것이다. 우리가 집에서, 카페에서, 사무실에서 동영상을 돈 걱정 없이 볼 수 있는 것은 와이파이 덕분이라 할 수 있다.

 

 

Wi-Fi 의 규격(표준)은?

 

 

  우리가 사용하는 와이파이도 규격이 있다. 휴대폰을 기준으로 이야기를 풀어나간다면, 우리는 과거 2G, 3G 의 통신을 거쳐 현재는 4G, 5G 통신을 하고 있다. 당연히 속도가 계속 빨라지고 있음을 느끼고 있을 것이다. 와이파이도 마찬가지다. 새로운 규격이 계속 나오고 있으며, 현재 Wi-Fi 7을 개발하는 중에 있다. 그러나 Wi-Fi의 경우, Wi-Fi 1이 가장 오래되었으나 느리다고는 말 할 수 없다. 아래 표를 살펴보자.

 

 

  IEEE 802.11 에서는 표준 기술의 원래 이름은 802.11a, 802.11b ... 802.11be 이다. 그러나 해당 기술의 이름이 일반인들에게 와닿지 않아서 2019년 부터 이름을 쉽게 개정하였다. 이제는 802.11ax 라고 부르지 않고 Wi-Fi 6(와이파이 식스)라고 부르면 된다. 와이파이의 규격은 이렇게 7가지로 보면 되겠으며, 802.11ad, 802.11ah, 802.11ax 등의 다른 기술들과 혼동하지 않길 바란다. 해당 기술들 역시 다른 이름이 존재하고 있으며 이는 별도 챕터에서 다루도록 하겠다. 기본적으로 개발된 순으로 이름이 지어지기 때문에 802.11a(Wi-Fi 1)이 가장 빠르게 개발되었다고 보면 된다.

 

  Wi-Fi 6E 라는 곳이 조금 특이하다고 생각할 것이다. 다른 곳들은 모두 1칸을 차지하고 있으나, Wi-Fi 6와 6E 는 2칸을 차지하고 있다. Wi-Fi 6E는 6GHz 까지 확장(Expansion)하였다는 뜻이다. 절대 혼동해서 안 되는 것 중 하나가

"Wi-Fi 6가 되는 제품을 샀는데 6GHz 지원이 안 되요"

라는 질문이다. 당연하다. Wi-Fi 6라는 것은 6GHz 대역의 의미가 아니라, 802.11ax 라는 기술을 사용한다는 내용이다. 802.11ax는 2G, 5G, 6G 모두 지원하는 기술이지만, Wi-Fi 6라고 한다면 2G, 5G 만 해당되는 것이다. 다시 한 번 말하지만Wi-Fi 6는 6GHz 가 아니라, 802.11ax 기술을 쉬운 이름으로 부르는 것 이다.

 

 

Wi-Fi 의 사용 주파수?

  통신을 하기 위해서는 당연히 특정 주파수를 필요로하며, Wi-Fi 역시 정해진 주파수가 있다. 얼마 전 까지만 하더라도 와이파이 주파수는 2.4GHz 대역과 5GHz 대역이 있었으나, 최근 6GHz 대역까지 확장되고 있다. 조금 더 상세하게 알아보면 2.4GHz 대역은 2.402~2.482GHz 대역을 사용하고, 5GHz 대역은 5.17~5.835GHz를 사용한다. 그리고 새롭게 추가된 6GHz는 5.925~7.125GHz 이다. 앞으로는 2G, 5G, 6G 라고 간단하게 부르도록 하겠다.

 

  Wi-Fi 1부터 Wi-Fi 7 까지는 각각 사용할 수 있는 주파수 대역이 다르기 때문에 이를 명확하게 구분할 필요가 있다. 또한 모듈레이션 방식도 다르기 때문에 속도 역시 다르다. 현재는 아래와 같은 규격을 각 주파수에서 사용하게 된다.

 

 

  표를 보면 알겠지만, 꼭 한 곳의 주파수만을 사용하는 것은 아니다. 11a는 5G 대역만 사용, 11b는 2G 대역만 사용하는 반면, 11n의 경우 2G, 5G 모두 사용한다. 심지어 11ax는 2G, 5G, 6G 모두 사용한다. 와이파이를 공부하고 있다면 사용하는 주파수와 그에 맞는 규격은 반드시 기억해두자.

 

Wi-Fi 의 주파수별 장단점

  2G, 5G, 6G 모두 장단점을 가지고 있다. 5G와 6G는 비슷한 주파수이므로, 장단점을 다룰 때는 5G만 이용하여 설명하겠다. 우리가 사용하는 휴대폰의 와이파이 역시, AP(Host)와 Connection 에 문제가 없도록 규격을 계속 바꿔가며 통신한다. 아주 쉽게 설명하면, 2G는 5G보다 도달거리가 긴 대신 통신 용량이 작다(속도가 느리다). 그러나 5G는 도달거리가 짧은 대신 통신 용량이 크다(속도가 빠르다). 

 

  조금 더 기술적으로 접근해보겠다. 우선 주파수에 따른 신호의 특성을 알아보자. 주파수가 낮을수록 파장이 길고, 파장이 길면 전파 도달 거리가 길고 회절성이 좋다. 회절성은 장애물을 피해가는 능력이라 보면 된다. 반면 주파수가 높을 수록 도달 거리가 짧고 회절성이 나쁘다. 회절성이 나쁘다는 것은 직진성이 좋다라는 것으로도 설명할 수 있다.

 

  다시 돌아가서 와이파이에 비유해보자. 2G 대역은 5G 대역보다 주파수가 낮다. 즉, 2G 주파수는 전파 도달 거리가 길고 회절성이 좋다. 이는 집 안 구석구석까지 와이파이 신호가 잡힌다는 뜻이다. 5G 주파수는 직진성이 강하고 회절성이 나쁘기 때문에 집 안의 구석에 있는 방이나 화장실 등으로 문이 닫힐 경우 사용에 적합하지 않다. 즉, 넓은 집에서는 5G 공유기 보다는 2G 공유기가 더 적합하다. 그러나 최근 공유기는 2G+5G 모두 지원하는 공유기가 나오고 있기 때문에 자신의 집에 알맞는 공유기를 사용하면 된다. 이와 관련하여 공유기 선택하는 방법의 주제를 다음번에 다루어보겠다.

 

 

 

 

 

  Wi-Fi 의 기초자료와 규격별 특성에 대해 간단히 알아보았다. 다음 자료에서는 Wi-Fi 가 현 시점 어떤 기술을 대응하고 있는지에 대해 시중에 나와있는 제품들과 함께 알아보도록 하겠다.