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IEEE 802.11y-2008

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목차

1. 개요

IEEE 802.11y-2008은 3650-3700 MHz 대역에서 작동하도록 설계된 무선 LAN(WLAN) 표준으로, 802.11-2007 기본 표준에 경쟁 기반 프로토콜(CBP), 확장 채널 전환 공지(ECSA), 종속 스테이션 활성화(DSE)라는 세 가지 새로운 기능을 추가한다. 이 표준은 기존 와이파이 장비보다 높은 전력으로 작동하여 통신 거리를 늘릴 수 있으며, 4.9GHz, 5GHz 대역 및 IMT-Advanced 후보 대역 등 다양한 주파수 대역에서 활용될 가능성이 있다. IEEE 802.11y는 지자체 와이파이 네트워크, 산업 자동화, 캠퍼스 네트워킹 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 2008년 9월에 IEEE-SA 표준 이사회에서 새로운 표준으로 승인되었다.

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IEEE 802.11y-2008
개요
표준 명칭IEEE 802.11y-2008
다른 이름5 GHz 규정 대역에서의 3650-3700 MHz 작동에 대한 IEEE 표준
상태폐지됨
대체 표준IEEE 802.11-2012
기술 사양
주파수 대역3650–3700 MHz (5 GHz 규정 대역)
최대 데이터 전송 속도54 Mbit/s
변조 방식OFDM (직교 주파수 분할 다중 방식)
물리 계층 (PHY)OFDM
역사
발표일2008년
폐지일2012년

2. 배경

2007년 6월, 3650-3700 MHz 대역에서 "경량 라이선스" 제도가 도입되었다.[2] 면허 소지자는 전국적인 비독점 라이선스에 대해 소액의 수수료를 지불하고, 배치하는 각 고출력 기지국에 대해서는 추가적인 명목상의 수수료를 지불한다. 클라이언트 장치(고정 또는 이동 가능)나 해당 운영자는 라이선스가 필요하지 않지만, 전송 전에 라이선스된 기지국으로부터 활성화 신호를 수신해야 한다. 모든 스테이션은 해당 대역의 기존 사업자에게 간섭을 일으킬 경우 식별 가능해야 하며, 가능한 경우 "경합 기반 프로토콜"을 사용하여 여러 면허 소지자의 장치가 동일한 영역에서 전송할 수 있는 기회를 제공해야 한다. 면허 소지자 또는 그들이 활성화한 장치 간의 간섭이 기술적 수단으로 해결될 수 없는 경우, 면허 소지자는 자체적으로 분쟁을 해결해야 한다.

3. 특징

IEEE 802.11y는 3650-3700 MHz 대역에서 작동하며, 기존 와이파이 장비보다 훨씬 높은 전력(최대 20와트 등가 등방성 복사 전력)으로 작동하도록 허용한다.[2] 높은 전력 제한과 802.11-2007의 MAC 타이밍 개선을 통해 5km 이상 거리에서 작동할 수 있다.

IEEE 802.11y는 802.11-2007 기본 표준에 세 가지 새로운 개념을 추가하였다.


  • '''경쟁 기반 프로토콜(CBP)''': FCC의 경쟁 기반 프로토콜 요구 사항을 충족하기 위해 802.11의 반송파 감지 및 에너지 감지 메커니즘을 개선했다.
  • '''확장 채널 전환 공지(ECSA)''': 액세스 포인트가 연결된 스테이션에게 채널 변경을 알리는 메커니즘으로, WLAN이 가장 잡음이 적고 간섭을 일으킬 가능성이 가장 적은 채널을 지속적으로 선택할 수 있도록 한다.
  • '''종속 스테이션 활성화(DSE)''': 사업자가 라이선스 면제 장치(11y에서 종속 STA로 지칭)에게 라이선스된 무선 스펙트럼 사용 권한을 제어하는 메커니즘으로, 채널 관리 및 조율 등 다른 목적으로도 활용될 수 있다.

3. 1. 경쟁 기반 프로토콜 (CBP)

FCC의 경쟁 기반 프로토콜 요구 사항을 충족하기 위해 802.11의 반송파 감지 및 에너지 감지 메커니즘이 개선되었다.

3. 2. 확장 채널 전환 공지 (ECSA)

'''확장 채널 전환 공지'''(ECSA)는 액세스 포인트가 연결된 스테이션에게 채널을 변경하거나 채널 대역폭을 변경하려는 의도를 알리는 메커니즘이다. 이 메커니즘을 통해 WLAN은 가장 잡음이 적고 간섭을 일으킬 가능성이 가장 적은 채널을 지속적으로 선택할 수 있다. ECSA는 품질 및 잡음 특성에 기반한 동적 채널 선택 외에도 다른 기능을 제공한다.

예를 들어, 802.11y 개정판에서 라이선스를 획득한 사업자는 등록 또는 미등록 여부에 관계없이 제어 하에 작동하는 모든 스테이션에 ECSA 명령을 보낼 수 있다. ECSA는 802.11n에서도 사용된다. 와이파이 얼라이언스 테스트를 거친 802.11n D2.0 구현에서는 11n PHY의 ECSA 구현을 통해 20MHz 및 40MHz 채널 전환이 제공된다. 802.11n은 2.4GHz 및 5GHz 라이선스 면제 대역에서 작동하도록 지정되어 있지만, 향후 개정판을 통해 11n의 PHY가 다른 대역에서도 작동할 수 있다.

3. 3. 종속 스테이션 활성화 (DSE)

IEEE 802.11y는 사업자가 라이선스 면제 장치(11y에서 종속 STA로 지칭)에게 라이선스된 무선 스펙트럼을 사용할 수 있는 권한을 부여하거나 철회할 수 있는 종속 스테이션 활성화(DSE) 메커니즘을 제공한다. 이 프로세스는 기본적으로 종속 STA의 작동이 라이선스 소유자의 기지국으로부터 주기적인 메시지를 수신하는지에 따라 결정된다는 규제 요구 사항을 충족한다. DSE는 채널 관리 및 조율 등 다른 목적으로도 활용될 수 있다.

DSE의 장점은 다음과 같다.

  • 활성화 스테이션(라이선스 소유자의 기지국)은 종속 STA가 연결하는 액세스 포인트일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 액세스 포인트와 클라이언트 모두를 활성화할 수 있다.
  • 종속 STA는 규정에 따라 활성화 스테이션으로부터 무선으로 정보를 수신해야 하지만, DSE 프로세스 완료를 위해 무선 전송이 필수는 아니다. 종속 STA는 잠시 근처 액세스 포인트에 연결하여 인터넷 등을 통해 활성화 스테이션과 채널 권한 부여 프로세스를 완료할 수 있다. 이는 종속 STA가 멀리 떨어진 활성화 스테이션에 연결하려 할 때 발생할 수 있는 간섭 가능성을 줄여준다.
  • 최종 사용자의 개인 정보 보호 및 보안이 보장되는 동시에, 라이선스 소유자는 분쟁 해결에 필요한 정보를 얻게 된다.
  • 모든 .11y 장치는 간섭 해결을 위해 고유 식별자를 전송하며, 고출력 고정 스테이션 및 활성화 스테이션은 작동 위치를 고유 식별자로 전송한다. 이 위치는 라이선스 소유자를 식별하는 FCC 데이터베이스에도 등록된다.
  • 종속 STA는 자신을 활성화한 스테이션의 위치와 활성화 스테이션이 제공한 고유 문자열을 브로드캐스트하여 분쟁 발생 시 책임 당사자인 라이선스 소유자에게 연락할 수 있도록 한다.
  • 이 메커니즘은 종속 STA의 위치 브로드캐스트와 관련된 문제도 완화한다. 모든 장치에 GPS 등을 탑재하면 비용과 복잡성이 증가하고 실내에서는 부적절할 수 있다.
  • 또한, 모바일 장치가 지속적으로 위치를 비콘하는 경우 제3자에 의해 사용자의 위치가 추적될 수 있다는 우려도 해소한다.

4. 3650MHz 대역 외 활용

802.11y는 미국의 3650–3700MHz 대역에서 작동하도록 제한되었지만, 가벼운 라이선스 개념이 수용된다면 다른 국가나 주파수 대역에서도 작동할 수 있도록 설계되었다. 따라서 802.11 부록 I와 J의 국가 및 규제 정보 테이블에 항목을 추가하여 규제 기관이 제공하는 5, 10, 20MHz 채널에서 작동할 수 있다.[3]

802.11y의 잠재적 활용 대역은 다음과 같다.


  • 4.9GHz: 미국 공공 안전 할당을 지원하는 규제 등급 및 채널 크기가 802.11-2007에 추가되었다.[3] DSE 및 ECSA는 주파수 조정자가 채널 접근을 동적으로 제어할 수 있게 한다.

  • 5GHz: 규제 기관과 장비 제조업체는 5GHz 대역에서 기존 사용자를 피하기 위한 메커니즘으로 동적 주파수 선택(DFS)의 효과에 대해 논쟁을 벌이고 있다.[4] 802.11y는 DSE를 사용하여 기존 사용자 주변에 제외 구역을 만들고, 802.11y 장치 식별 메커니즘을 통해 간섭을 일으키는 장치가 채널 접근을 거부하도록 하여 이 문제에 대한 해결책을 제시한다.

  • IMT-Advanced 후보 대역 (450–862, 2300–2400, 2700–2900, 3400–4200 및 4400–5000MHz): 국제 전기 통신 연합(ITU)은 차세대 이동 통신 인프라 (4G를 넘어서는 시스템)를 위해 이 대역들을 연구해 왔다.[5] 이 시스템은 이동 중 100Mb/s, 정지 중 1000Mb/s를 전송할 수 있다. 그러나 이 대역들은 기존 사용자에 의해 파편화되어 있어 재배치가 어렵다. 학술 연구에 따르면 밀집된 도시 환경에서도 미사용 스펙트럼이 충분히 존재한다.[5] 802.11y는 멀티 밴드 무선 기술 발전과 함께 기본 사용자 회피 기술, 위치 및 시간 기반 채널 접근 허용을 통해 이 문제의 해결책을 제공한다.


미국은 3650–3700 대역의 IMT-Advanced 적합성에 대해 단일 입장을 채택하지 못했으며, 제안된 두 입장 모두 FCC의 규칙이나 표준화 작업을 인식하지 못하고 있다.[6]

5. 응용 분야

IEEE 802.11y는 다음과 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다.


  • 지자체 와이파이 네트워크 백홀
  • 산업 자동화 및 제어
  • 캠퍼스 및 기업 네트워킹
  • 라스트 마일 무선 광대역 접속
  • 고정 지점 간 링크
  • 고정 지점 대 이동 링크
  • 공공 안전 및 보안 네트워크
  • 무선 커뮤니티 네트워크 또는 무선 사용자 그룹

6. 규제 및 802.11y 타임라인

연도월사건
19956월NTIA (OMB 보고서 기준), 3650MHz ~ 3700MHz 주파수 대역 "혼용" 상태 "전환" 제안[2]
199812월FCC, 3650MHz ~ 3700MHz 대역 "혼용" 전환 발표 (FCC 98-337)[7]
19991월3650MHz ~ 3700MHz 스펙트럼 "혼용 상태" 지정, 비연방 정부 사용 가능
20044월FCC, 3650–3700MHz 대역 등에서 비면허 운용 규칙 제안 (FCC-04-100)[8]
20053월FCC, 3650MHz 대역 사용 관련 보고 및 명령(R&O) 발표 (FCC-05-56)[9]
20053월802.11 WNG, CBP 연구 그룹(CBP-SG) 구성 요청
200511월CBP-SG의 PAR 및 5가지 기준, 802 실행 위원회 승인, 802.11y 태스크 그룹 생성
20071월802.11 WG, 첫 번째 서면 투표 75% 이상 승인
20076월FCC, 3650–3700 MHz 대역 "경량 라이선스" 제도 도입[2], FCC MO&O (FCC-07-99) 발표[10]
20076월802.11y 초안 3.0, 802.11 WG에서 94% 승인[11]
20077월802.11 실무 그룹, .11y 스폰서 투표 회부 조건부 승인, 실행 위원회 승인
20078월FCC NPRM 및 3650 대역 운용 관련 R&O 최종 의견 제출[12]
200711월FCC, 비연방 운영자 3650 대역 면허 운영 위한 비독점 전국 면허 구매 시작
200712월 21일802.11y 표준 IEEE/ISO 스폰서 투표 절차 시작 (초안 7 사용)
20086월 5일초안 11 최종 스폰서 투표 재회람 시작
20089월 26일P802.11y, IEEE-SA 표준 이사회에서 새 표준으로 승인


7. 비교 차트

또는 유형PHY프로토콜출시 날짜주파수대역폭스트림
데이터 속도최대
MIMO 스트림변조대략 범위실내실외(GHz)(MHz)(Mbit/s)1–7 GHzOFDM802.11a1999년 9월55, 10, 206, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54
(20 MHz 대역폭의 경우,
10 및 5 MHz의 경우 2와 4로 나눔)rowspan=4 |OFDM35m120m802.11j2004년 11월4.9, 5.0[18]802.11y2008년 11월3.75000m802.11p2010년 7월5.9[https://ieeexplore.ieee.org/document/8723326 200 m]1000m[19]


참조

[1] 웹사이트 See FCC File FCC-05-56A1.pdf paragraph 7, page 4 http://fjallfoss.fcc[...]
[2] 웹사이트 FCC 07-99 http://gullfoss2.fcc[...] US Federal Communications Commission
[3] 웹사이트 802.11-2007 http://shop.ieee.org[...] IEEE SA 2007-07-30
[4] 웹사이트 Low-power Licence-exempt Radiocommunication Device http://strategis.ic.[...] Industry Canada
[5] 웹사이트 A Workshop on Cognitive https://bwrc.eecs.be[...] BWRC 2004-11-01
[6] 웹사이트 FCC SEEKS COMMENT ON RECOMMENDATIONS APPROVED BY THE ADVISORY COMMITTEE FOR THE 2007 WORLD RADIOCOMMUNICATION CONFERENCE http://hraunfoss.fcc[...] US Federal Communications Commission
[7] 웹사이트 Commission Proposes to Allocate the 3650-3700 MHz Band for Fixed Services; Freezes New or Major Modified Earth Station Applications http://www.fcc.gov/B[...]
[8] 웹사이트 Statement of chairman Michael K. Powell http://hraunfoss.fcc[...]
[9] 웹사이트 FCC-05-56A1.pdf http://fjallfoss.fcc[...]
[10] 웹사이트 FCC-07-99A1 http://hraunfoss.fcc[...]
[11] 웹사이트 SUMMARY REPORT OF THE JULY 2007 MEETING OF IEEE 802.11 https://grouper.ieee[...] IEEE SA
[12] 웹사이트 FCC Field Comments Search http://fjallfoss.fcc[...]
[13] 웹사이트 WISPA http://www.wispa.org
[14] 웹사이트 Before the Federal Communications Commission, Washington DC 20554 http://apps.fcc.gov/[...]
[15] 웹사이트 Official IEEE 802.11 working group project timelines http://grouper.ieee.[...] 2017-01-26
[16] 간행물 Wi-Fi CERTIFIED n: Longer-Range, Faster-Throughput, Multimedia-Grade Wi-Fi Networks http://www.wi-fi.org[...] 2009-09
[17] 논문 On IEEE 802.11: Wireless LAN Technology
[18] 웹사이트 The complete family of wireless LAN standards: 802.11 a, b, g, j, n https://cdn.rohde-sc[...]
[19] 간행물 The Physical Layer of the IEEE 802.11p WAVE Communication Standard: The Specifications and Challenges http://www.iaeng.org[...]
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[22] 웹사이트 802.11n Delivers Better Range http://www.wi-fiplan[...] 2007-05-31
[23] 웹사이트 IEEE 802.11ac: What Does it Mean for Test? http://litepoint.com[...] 2013-10
[24] 간행물 IEEE Standard for Information Technology https://ieeexplore.i[...] 2018-04
[25] 웹사이트 802.11ad - WLAN at 60 GHz: A Technology Introduction https://scdn.rohde-s[...] Rohde & Schwarz GmbH 2013-11-21
[26] 웹사이트 Connect802 - 802.11ac Discussion https://www.connect8[...]
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[28] 웹사이트 802.11aj Press Release https://mentor.ieee.[...]
[29] 간행물 An Overview of China Millimeter-Wave Multiple Gigabit Wireless Local Area Network System https://www.jstage.j[...]
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[33] 웹사이트 TGaf PHY proposal https://mentor.ieee.[...] IEEE P802.11 2013-12-29
[34] 간행물 IEEE 802.11ah: A Long Range 802.11 WLAN at Sub 1 GHz http://riverpublishe[...] 2013-07


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