13-3 IEEE 802.11 WLAN 표준화

13장. 무선 LAN과 IEEE 802.11 프로토콜

목포해양대 해양컴퓨터공학과 1

무선 LAN 표준화 절차

무선 LAN 기술의 새로운 표준에 대한 요구

SG(Study Group)를 구성

SG는 TG(Task Group)의 구성을 위한 일련의 작업에

착수하여 시장성과 기술적인 내용, 범위와 목적을

문서화

이렇게 만든 문서는 WG(Working Group)에서 투표를

통해 승인 TG 활동 개시

TG는 각 그룹의 목적에 맞는 표준 초안(draft)을

작성하고, 이때 제안한 여러 기술들이 경쟁을 하게 됨

경쟁을 통해 완성된 TG 초안은 WG 에서 LB 전자 투표를

거쳐서 WG 표준초안으로 승인을 받고,

LB를 통과한 WG 표준초안은 IEEE SA의 지원자들이

실시하는 SB (Sponsor Ballot) 전자 투표와 표준화

위원회(standard board)의 승인을 통해 정식 표준규격

으로 문서화되고, 일반에 공개됨

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IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (1)

IEEE 802.11a

5GHz UNII RF 주파수 대역에서 동작하는 물리 계층과

MAC 계층의 표준규격

1999년 9월에 발표

OFDM이라는 방식을 이용하여 최소 6Mbps에서 최대

54Mbps까지 데이터 전송 가능

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b(Wi-Fi)는 기존 2.4GHz 대역을 사용하는

무선 LAN의 낮은 전송률(1Mbps 와 2Mbps의 전송률)을

보완한 규격

1999년 9월에 발표

목포해양대 해양컴퓨터공학과 3

IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (2)

IEEE 802.11b (계속)

새로운 CCK(Complementary Code Keying)라는 변조 방식을

이용하여 물리 계층(PHY)에서 5.5Mbps와 11Mbps의 데이터 전송이

가능

802.11b 표준은 WECA (Wireless Ethernet Compatibility

Alliances)에서 관리

FHSS, DSSS, 적외선 물리 계층과 MAC 계층을 표준화 영역으로

하고 있음

2.4GHz ISM 밴드를 이용하며, DSSS 방식을 사용하여 최대

11Mbps의 전송속도 가능

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IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (3)

IEEE 802.11g

2.4GHz 대역(IEEE 802.11b에서 사용하는 대역)에서 OFDM 방식을

사용하는 IEEE 802.11g 규격이 2003년 6월에 발표

기존의 IEEE 802.11b와 공존할 수 있으면서 IEEE 802.11a의 높은

전송률 가능

실내에서 커버 범위는 38m

IEEE 802.11n

IEEE 802.11g 규격이 완성될 무렵, 물리 계층의 높은 전송률에 비해

상대적으로 낮게 나타나는 사용자의 체감속도에 대해 논의가

진행

다양한 응용 프로그램의 사용이 증가로 인해 무선 LAN 환경에서

사용자 체감속도의 개선이 요구에 따라 사용자의 실체감

전송률이 100Mbps 이상이 될 수 있도록 하는 새로운 규격으로

IEEE 802.11n 표준이 2009년 10월에 완료됨

목포해양대 해양컴퓨터공학과 5

IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (4)

IEEE 802.11e

음성 통신이나 화상 통신, 그리고 스트리밍과 같은 실시간 서비스의

안정적인 제공(QoS)을 위한 표준

이는 기존의 채널접근 방식인 DCF와 PCF를 향상시킨 EDCA(Enhanced

Distributed Channel Access)와 HCCA(HCF Controlled Channel Access) 등을

규정

IEEE의 802.11h

유럽 내 5GHz 비면허 구간에서의 동작을 위한 규칙

에너지 측정과 보고, 주파수 동적 선택(DFS: Dynamic Frequency Selection),

전송전력제어(TPC: Transmit Power Control) 등을 정의

5GHz를 사용하는 위성통신이나 레이더 통신과의 간섭을 줄이는 것을

주목적으로 함

DFS는 위성통신, 레이더 통신에 사용중인 주파수를 피하거나 간섭을

줄이는 기능

TPC는 평균 전송전력을 그 지역의 최댓값보다 작게 하여 간섭을 줄임

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IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (5)

IEEE 802.11i (MAC Security Enhancement)

MAC에서의 보안을 위한 표준

Wi-Fi 연합의 인증을 기준으로 WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)로 부르기도

함

기존 WEP(Wired Equivalent Privacy) 방식의 문제점을 보완하기 위해 AES

채용

IEEE의 802.11j (4.9 ~ 5GHz Operation in Japan)

IEEE 802.11-2007 표준으로 통합

IEEE의 802.11k (Radio Resource Measurement)

무선 LAN의 무선 자원에 대한 정보를 측정하고 보고하는 방법 정의

내부 정보로만 사용되던 무선 자원에 대한 정보를 AP에 전달하는 방법

정의

향후 단말 로밍 혹은 인접 AP 간의 협력에 사용 예정

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IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (6)

IEEE 802.11p (Wireless Access for the Vehicular Environment)

차량 간, 혹은 차량-노변의 다른 기기와의 통신을 위한 규격

최대 200km/h로 이동하는 차량에 대한 데이터통신 정의

5.9GHz 대역(5.85 ~ 5.925) 사용

IEEE의 802.11r

동일한 네트워크 내에서 단말이 움직이는 환경에서 셀 간의 이동 정의

단말들이 셀을 이동하는 상황에서도 VoIP 등의 서비스를 안정적으로 제공하기 위한

보다 빠른 BBS(Basic Service Set)의 천이를 정의

IEEE의 802.11s (ESS Mesh Networking)

무선 LAN 환경에서 무선 분산시스템(WDS: Wireless Distributed System)을 이용하여 AP 간

무선 LAN으로 통신을 하는 메쉬 네트워크의 구성을 목표

IEEE의 802.11u (Interworking with External Networks)

무선 LAN과 외부 네트워크의 연동을 정의

IETF, 3GPP, 3GPP2와 같은 외부 네트워크와 무선 LAN 상호 간의 연동에 사용할 수 있는

범용 인터페이스 제공

목포해양대 해양컴퓨터공학과 8

IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (7)

IEEE 802.11v (Wireless Network Management)

IEEE 802.11k는 정보의 수집만을 다루었고, 802.11v에서

수집된 정보를 활용한 무선 네트워크 관리를 다룸

IEEE 802.11w (Protected Management Frame)

IEEE 802.11i에서는 데이터프레임의 보안을 정의했으나 관리

프레임에 대한 보안 정의는 없음

악의가 있는 공격으로부터 안전하지 못한 취약점을

극복하기 위한 표준

IEEE 802.11y (3650~3700MHz operation in USA)

무선 LAN 단말 외에도 다른 기기들이 사용하는 영역이므로

기존 무선 LAN 기술 외에 전송전력제어, 동적 주파수 선택,

다른 전송장치 감지 등의 기술이 추가로 필요

목포해양대 해양컴퓨터공학과 9

IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (8)

IEEE 802.11ac

802.11n을 기반으로 하여 2013년 12월에 발표된 IEEE 802.11의

개정 버전

802.11n에 비해 5GHz 대역에서 광대역 채널(80 또는 160MHz)을

포함

높은 차수의 변조 방식(256-QAM)과 다수 사용자 MIMO(MU-MIMO)

기술 추가

2013년 10월에 이르러 최고급 사양으로 80MHz와 256-QAM 변조

방식을 지원하고, 1300Mbps의 무선 데이터 전송속도 지원

가능해짐

IEEE 802.11ad

60GHz 밀리미터파 스펙트럼에서 동작하는 새로운 물리 계층

정의

최대 전송속도 7Gbps

목포해양대 해양컴퓨터공학과 10

IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (9)

IEEE 802.11af

54MHz에서 90MHz 사이의 VHF와 UHF 밴드에 있는 백색 공간

스펙트럼(white space spectrum)에서 동작

슈퍼 와이파이(Super Wi-Fi) 혹은 화이트 파이 (White-Fi)라고

불리우며, 미사용 TV 채널을 이용하여 전송하는

무선인지(Cognitive Radio Technology) 사용

물리계층에서는 OFDM 사용

802.ac에 기초

최대 전송률 6 ~ 7MHz에서는 426.7Mbps, 8MHz에서는 568.9Mbps

IEEE 802.11ad

60GHz 밀리미터파 스펙트럼에서 동작하는 새로운 물리 계층

정의

최대 전송속도 7Gbps

목포해양대 해양컴퓨터공학과 11

IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (10)

IEEE 802.11ah

1GHz 비면허 대역에서의 동작하는 무선랜 시스템 정의

낮은 주파수 스펙트럼에 따른 유리한 전파 특성으로 향상된

전송 영역 제공

대역폭은 협소하나, 대규모 센서네트워크의 확장된 범위를

갖는 핫스팟(hotspot) 및 실외 무선 인터넷 등을 포함하는

다양한 응용 가능

IEEE 802.11ax

802.11ac의 후속 버전

무선 LA 효율성 향상이 목적

802.11ac의 처리량 4배 목표

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IEEE 802 11 무선 LAN 기술표준 (11)

목포해양대 해양컴퓨터공학과 13

IEEE 802 11 TG 연대표

목포해양대 해양컴퓨터공학과 14

과제

13.9, 13.10, 13.11

13.13, 13.14, 13.15

목포해양대 해양컴퓨터공학과 15