IEEE 802.11ay

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1. 개요
2. 기술 상세 설명
3. 표준 개발 과정
4. 응용 분야
참조

1. 개요

IEEE 802.11ay는 IEEE 802.11ad를 개선한 무선 LAN(WLAN) 표준으로, 60GHz 주파수 대역을 사용하여 20~40Gbit/s의 전송 속도와 300~500미터의 통신 거리를 지원한다. 채널 본딩 및 MU-MIMO 기술을 통해 최대 8.64GHz의 대역폭과 최대 176Gbit/s의 전송 속도를 제공하며, 256-QAM 변조 방식을 지원한다. 2017년에 출시될 예정이었으나 2021년에 최종 승인되었다.

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IEEE 802.11ay
개요
표준 명칭	IEEE 802.11ay
다른 명칭	WiGig 2.0 극고주파 (EHF) 와이파이
개발 그룹	IEEE 802.11 작업 그룹 ay (TGay)
이전 표준	IEEE 802.11ad
용도	매우 높은 처리량의 무선 통신
주파수 대역	60 GHz (57 GHz ~ 71 GHz)
최대 데이터 속도	176 Gbit/s (채널 본딩 사용 시 이론상 최대)
변조 방식	OFDM SC-FDE
주요 특징	채널 본딩 (최대 4개 채널) 다중 입력 다중 출력 (MIMO) 빔포밍
응용 분야	무선 도킹 8K 비디오 스트리밍 증강 현실 (AR) / 가상 현실 (VR) 고속 데이터 전송
상태	IEEE 표준으로 완료됨 (2021년)
기술 세부 사항
채널 대역폭	2.16 GHz
변조 차수	최대 256-QAM
공간 스트림	최대 4개
코드 레이트	1/2, 5/8, 3/4
다중화 방식	시분할 다중 접속 (TDMA) 주파수 분할 다중 접속 (FDMA)
오류 수정	저밀도 패리티 검사 (LDPC) 코드
보안	WPA2 WPA3
추가 정보
참고 자료	IEEE 802.11ay 프로젝트 상태 IEEE 802.11ay: 100Gb/s 와이파이를 위한 차세대 60GHz 통신

2. 기술 상세 설명

IEEE 802.11ay는 IEEE 802.11ad 표준을 개선한 것으로, 더 넓은 대역폭과 향상된 전송 속도를 제공한다.^[15] 802.11ad의 개선된 기능 외에 추가적인 기술들에 대한 상세 설명은 다음과 같다.

802.11ay는 IEEE 802.11ad와 마찬가지로 60GHz 주파수 대역을 사용하지만, 채널 본딩 및 MU-MIMO와 같은 기술을 활용하여 성능을 크게 향상시켰다.^[12]

802.11ay는 사무실이나 가정 내에서 이더넷 케이블을 대체하거나, 서비스 제공업체를 위한 외부 백홀 연결을 제공하는 데 사용될 수 있다.^[8]

802.11ay는 2021년에 공식적으로 승인된 802.11ax와 혼동해서는 안 된다. 802.11ay 표준은 훨씬 더 높은 주파수에서 작동하도록 설계되었다. 802.11ax의 낮은 주파수는 벽을 어느 정도 통과할 수 있게 해주는 반면, 802.11ay는 일반적으로 벽에 의해 차단된다.^[9]

2. 1. 주파수 및 전송 속도

IEEE 802.11ay는 60GHz 주파수 대역을 사용하며,^[13] 20~40Gbit/s의 전송 속도와 300~500미터의 전송 거리를 제공한다.^[12] 802.11ad가 최대 2.16GHz 대역폭을 사용하는 반면, 802.11ay는 채널 본딩 기술을 통해 최대 4개의 채널을 묶어 8.64GHz의 대역폭을 사용한다. MU-MIMO 기술을 통해 최대 4개의 스트림을 지원하며, 스트림 당 44Gbit/s의 속도를 제공하여 최대 176Gbit/s까지 전송 속도를 높일 수 있다.^[12] 최대 256-QAM의 고차 변조 방식을 지원하여 전송 효율을 높인다.^[16]

802.11ay의 채널별 센터 주파수, 최소/최대 주파수, 대역폭은 다음과 같다.

채널	센터 (GHz)	최소 (GHz)	최대 (GHz)	대역폭 (GHz)
1	58.32	57.24	59.40	2.16
2	60.48	59.40	61.56	2.16
3	62.64	61.56	63.72	2.16
4	64.80	63.72	65.88	2.16
5	66.96	65.88	68.04	2.16
6	69.12	68.04	70.20	2.16
9	59.40	57.24	61.56	4.32
10	61.56	59.40	63.72	4.32
11	63.72	61.56	65.88	4.32
12	65.88	63.72	68.04	4.32
13	68.04	65.88	70.20	4.32
17	60.48	57.24	63.72	6.48
18	62.64	59.40	65.88	6.48
19	64.80	61.56	68.04	6.48
20	66.96	63.72	70.02	6.48
25	61.56	57.24	65.88	8.64
26	63.72	59.40	68.04	8.64
27	65.88	61.56	70.20	8.64

2. 2. 채널

802.11ad가 최대 2.16 GHz 대역폭을 사용하는 반면, 802.11ay는 해당 채널 4개를 본딩하여 8.64 GHz라는 최대 대역폭을 낸다. MIMO가 추가되어 최대 4개 스트림까지 추가된다.^[12] 스트림 당 링크 속도는 44Gbit/s이며 4개 스트림으로 사용 시 최대 176Gbit/s까지 지원된다. 최대 256-QAM으로 예상되는 더 높은 차수 변조(order modulation)가 추가된다.^[16]

채널	센터 (GHz)	최소 (GHz)	최대 (GHz)	대역폭 (GHz)
1	58.32	57.24	59.40	2.16
2	60.48	59.40	61.56
3	62.64	61.56	63.72
4	64.80	63.72	65.88
5	66.96	65.88	68.04
6	69.12	68.04	70.20
9	59.40	57.24	61.56	4.32
10	61.56	59.40	63.72
11	63.72	61.56	65.88
12	65.88	63.72	68.04
13	68.04	65.88	70.20
17	60.48	57.24	63.72	6.48
18	62.64	59.40	65.88
19	64.80	61.56	68.04
20	66.96	63.72	70.02
25	61.56	57.24	65.88	8.64
26	63.72	59.40	68.04
27	65.88	61.56	70.20

2. 3. 기타 기술

채널 본딩과 MU-MIMO 기술을 위한 매커니즘을 갖출 가능성이 있다.^[12] 802.11ay는 802.11ad가 최대 2.16 GHz 대역폭을 사용하는 반면, 해당 채널 4개를 본딩하여 8.64 GHz라는 최대 대역폭을 낸다. MIMO가 추가되어 최대 4개 스트림까지 추가된다.^[12] 스트림 당 링크 속도는 44Gbit/s이며 4개 스트림으로 사용 시 최대 176Gbit/s까지 지원된다. 최대 256-QAM으로 예상되는 더 높은 차수 변조(order modulation)가 추가된다.^[16]

802.11ay는 2021년에 공식적으로 승인된 유사한 이름의 802.11ax와 혼동해서는 안 된다. 802.11ay 표준은 훨씬 더 높은 주파수에서 작동하도록 설계되었다. 802.11ax의 낮은 주파수는 벽을 어느 정도 통과할 수 있게 해주는 반면, 802.11ay는 일반적으로 벽에 의해 차단된다.^[9]

3. 표준 개발 과정

IEEE 802.11ay의 초안 0.1은 2017년 1월에 공개되었으며, 초안 0.2는 2017년 3월에 공개되었다.^[1]^[10] 초안 1.0은 2017년 11월에, 초안 1.2는 2018년 4월에 공개되었다.^[1]^[10] 초안 버전 7.0은 2020년 12월에 출시되었고, 2021년 2월에 최종 802 실무 그룹 승인을 받았다.^[1]

4. 응용 분야

IEEE 802.11ay는 사무실이나 가정 내에서 이더넷 케이블을 대체하거나, 서비스 제공업체를 위한 외부 백홀 연결을 제공하는 데 사용될 수 있다.^[8] 한국에서는 5G 이동통신망의 보완재 및 유선망 대체 기술, 그리고 초고화질 영상 전송, 가상현실(VR)/증강현실(AR), 클라우드 게임 등 다양한 서비스에 활용될 것으로 전망된다.

참조

_[1] 웹사이트 Status of Project IEEE 802.11ay http://www.ieee802.o[...] Institute of Electrical and Electronics Engineers 2020-09-21
_[2] 논문 IEEE 802.11ay: Next-Generation 60 GHz Communication for 100 Gb/s Wi-Fi 2017-10-27
_[3] 뉴스 Wi-Fi was MEANT to be this way: Antennas and standards, 802.11 style https://www.theregis[...] 2016-01-10
_[4] 웹사이트 Status of IEEE 802.11 Next Generation 60GHz (NG60) Study Group https://ieee802.org/[...]
_[5] 웹사이트 Digitimes Research: Next generation IEEE 802.11ay standards to come in 2017 http://www.digitimes[...] 2016-01-10
_[6] 웹사이트 Millimeter wave spectrum has key role in 802.11ay wireless https://searchnetwor[...] 2018-03-02
_[7] 웹사이트 IEEE 802.11ay / NG60 – Next Generation 60 GHz https://www.elektron[...] 2017-02-20
_[8] 웹사이트 802.11ay Wi-Fi: "It's going to be a very scalable spec" https://www.networkw[...] 2017-03-28
_[9] 웹사이트 802.11ay wireless technology: Next-gen 60GHz WiFi http://www.cablefree[...]
_[10] 웹사이트 IEEE 802.11, The Working Group Setting the Standards for Wireless LANs http://www.ieee802.o[...] 2018-05-27
_[11] 웹인용 Status of Project IEEE 802.11ay http://www.ieee802.o[...] Institute of Electrical and Electronics Engineers 2016-04-09
_[12] 저널 IEEE 802.11ay: Next-Generation 60 GHz Communication for 100 Gb/s Wi-Fi 2017-10-27
_[13] 웹인용 Digitimes Research: Next generation IEEE 802.11ay standards to come in 2017 http://www.digitimes[...] 2016-01-10
_[14] 웹인용 Millimeter wave spectrum has key role in 802.11ay wireless https://searchnetwor[...]
_[15] 웹인용 Wi-Fi was MEANT to be this way: Antennas and standards, 802.11 style https://www.theregis[...] 2015-05-26
_[16] 웹인용 IEEE 802.11ay / NG60 – Next Generation 60 GHz https://www.elektron[...] 2017-02-20
_[17] 웹인용 Status of Project IEEE 802.11ay http://www.ieee802.o[...] 2018-05-27
_[18] 웹인용 IEEE 802.11, The Working Group Setting the Standards for Wireless LANs http://www.ieee802.o[...] 2018-05-27

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