IEEE 802.11a-1999

Wi-Fi 및 IEEE 802.11 세대v • d • e • h
세대 IEEE
표준		 채택 링크 속도
(Mbit/s)		 RF (GHz)
2.4 5 6
— 802.11 1997 1–2 Yes
802.11b 1999 1–11 Yes
802.11a 6–54 Yes
802.11g 2003 Yes
Wi-Fi 4 802.11n 2009 6.5–600 Yes Yes
Wi-Fi 5 802.11ac 2013 6.5–6,933 Yes
Wi-Fi 6 802.11ax 2021 0.4–9,608 Yes Yes
Wi-Fi 6E Yes Yes Yes
Wi-Fi 7 802.11be 2024 0.4–23,059 Yes Yes Yes
Wi-Fi 8 802.11bn 발표 예정 Yes Yes Yes

IEEE 802.11a-1999 또는 802.11a는 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM) 통신 시스템에 대한 요구 사항을 정의한 IEEE 802.11 무선 랜 사양에 대한 개정안이다. 이 규격은 원래 미국 연방 규정집(Code of Federal Regulations) 제목 47, 섹션 15.407에 규정된 비면허 국가 정보 기반(U-NII) 대역(5~6 GHz 주파수 범위)에서의 무선 통신을 지원하기 위해 설계되었다.

원래 1999년 사양의 17절로 기술되었으나, 현재는 2012년 사양의 18절에 정의되어 있으며 1.5~54 Mbit/s의 속도로 데이터를 송수신할 수 있는 프로토콜을 제공한다. 이는 전 세계적으로 널리 구현되었으며, 특히 기업 사무 환경에서 많이 사용되었다. 원래의 개정안은 더 이상 유효하지 않지만, "802.11a"라는 용어는 여전히 무선 액세스 포인트(카드 및 라우터) 제조업체들이 5.8 GHz, 54 Mbit/s 대역에서의 상호 운용성을 설명하기 위해 사용하고 있다.

802.11은 무선 네트워킹 전송 방식을 관장하는 IEEE 표준 세트이다. 현재 가정, 사무실 및 일부 상업 시설에서 무선 연결을 제공하기 위해 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac 및 802.11ax 버전과 함께 802.11a가 일반적으로 사용된다.

설명

2000년대 중반의 디링크 무선 Cardbus 어댑터. 동시대의 다른 많은 제품과 달리, 이 모델은 더 일반적인 802.11b 및 802.11g 외에도 802.11a(5 GHz)를 지원했다.

IEEE 802.11a는 패킷 기반 OFDM을 채택한 최초의 무선 표준으로, 네덜란드 니우베헤인에 위치한 루슨트 테크놀로지스의 리처드 반 니가 제안한 방식에 기반을 두고 있다. OFDM은 NTT의 제안과 통합된 후 1998년 7월 802.11a 표준 초안으로 채택되었으며, 1999년에 비준되었다. 802.11a 표준은 원본 표준과 동일한 핵심 프로토콜을 사용하고 5 GHz 대역에서 작동하며, 최대 데이터 전송 속도 54 Mbit/s를 지원하는 52개의 서브캐리어 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM)을 사용한다. 이는 실질적으로 20 Mbit/s 중반대의 처리량을 제공한다. 데이터 속도는 필요한 경우 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 Mbit/s로 감소한다. 802.11a는 원래 12~13개의 겹치지 않는 채널을 가지고 있었으며, 그중 12개는 실내에서 사용할 수 있고, 12개 중 4~5개는 실외 지점 간 구성에서 사용할 수 있었다. 최근 많은 국가에서 802.11h에서 파생된 공유 방식을 사용하여 5.47~5.725 GHz 대역을 2차 사용자로 운영하는 것을 허용하고 있다. 이는 전체 5 GHz 대역에 12~13개의 채널을 추가하여 상당한 전체 무선 네트워크 용량을 제공하며, 일부 국가에서는 24개 이상의 채널을 사용할 가능성을 열어주었다. 802.11a는 802.11b와 서로 다른 대역에서 작동하므로 상호 운용되지 않는다. 대부분의 기업용 액세스 포인트는 듀얼 밴드 기능을 갖추고 있다.

5 GHz 대역을 사용함으로써 802.11a는 2.4 GHz 대역이 매우 혼잡하다는 점에 비추어 볼 때 상당한 이점을 가진다. 이러한 혼잡으로 인한 간섭은 연결 끊김 및 서비스 저하를 유발할 수 있다. 그러나 이 높은 반송 주파수는 약간의 단점도 수반한다. 802.11a의 유효 도달 범위는 802.11b/g보다 약간 좁다. 802.11a 신호는 802.11b보다 벽이나 기타 고체 물체에 더 쉽게 흡수되기 때문에 통과 거리가 짧다. 이는 신호 강도의 경로 손실이 신호 주파수의 제곱에 비례하기 때문이다. 반면, OFDM은 실내 사무실과 같은 다중 경로 환경에서 근본적인 전파 이점을 가지며, 더 높은 주파수는 더 작은 안테나와 높은 RF 시스템 이득을 구현할 수 있게 하여 높은 대역 운영의 단점을 상쇄한다. 사용 가능한 채널의 증가(FCC 국가의 경우 4~8배)와 다른 간섭 시스템(전자레인지, 코드리스 전화, 베이비 모니터)의 부재는 802.11a가 802.11b/g보다 상당한 총 대역폭 및 신뢰성 이점을 갖게 한다.

규제 문제

2003년 세계 전파 통신 회의(WRC)를 통해 전 세계 표준 조정이 개선되었으나, 국가마다 규제 지원이 다르다. 802.11a는 미국과 일본의 규정에서 빠르게 승인되었으나, 유럽 연합과 같은 다른 지역에서는 승인을 위해 더 긴 시간이 필요했다. 유럽 규제 기관들은 유럽의 HIPERLAN 표준 사용을 고려했으나, 2002년 중반 유럽 내에서 802.11a 사용을 승인했다.

제품의 출시 시기 및 호환성

2000년대의 디링크 DI-774 라우터. 이 모델은 더 널리 지원되는 802.11b 및 802.11g 표준 외에도 802.11a를 지원한다.

802.11a 제품은 5 GHz 부품 제조의 어려움으로 인해 802.11b 제품보다 뒤처져 늦게 출시되었다. 1세대 제품은 성능이 저조하고 여러 문제에 시달렸다. 2세대 제품이 출시되었을 때, 이미 저렴한 802.11b가 널리 보급되어 있었기 때문에 802.11a는 소비자 시장에서 폭넓게 채택되지 못했다. 그러나 802.11a는 초기 비용의 불리함에도 불구하고, 802.11b/g 전용 네트워크보다 향상된 용량과 신뢰성을 요구하는 기업 환경에서 상당한 침투율을 보였다.

802.11b와 역호환되면서도 OFDM(802.11a와 유사)을 사용하여 용량을 늘린 저렴한 802.11g 제품이 시장에 등장하면서 5 GHz 802.11a의 대역폭 이점은 상쇄되었다. 802.11a 장비 제조업체들은 시장 성공 실패에 대응하여 구현 기술을 대폭 개선했고(현재 세대 802.11a 기술은 802.11b와 거의 동일한 도달 범위 특성을 가짐), 하나 이상의 대역을 사용할 수 있는 기술을 표준으로 만들었다.

a와 b/g를 자동으로 처리할 수 있는 듀얼 밴드 또는 듀얼 모드 액세스 포인트와 네트워크 인터페이스 카드(NIC)는 이제 모든 시장에서 일반적이며, 가격 면에서도 b/g 전용 장치와 매우 비슷해졌다.

기술적 설명

52개의 OFDM 서브캐리어 중 48개는 데이터용이며 4개는 0.3125 MHz(20 MHz/64)의 캐리어 간격을 가진 파일럿 서브캐리어이다. 이들 서브캐리어 각각은 BPSK, QPSK, 16-QAM 또는 64-QAM으로 변조될 수 있다. 총 대역폭은 20 MHz이고 점유 대역폭은 16.6 MHz이다. 심볼 지속 시간은 4 마이크로초이며, 여기에는 0.8 마이크로초의 보호 구간이 포함된다. 직교 성분의 실제 생성 및 디코딩은 기저대역에서 DSP를 사용하여 수행된 다음 송신기에서 5 GHz로 상향 변환된다. 각 서브캐리어는 복소수로 표현될 수 있다. 시간 영역 신호는 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 취하여 생성된다. 이에 상응하여 수신기는 하향 변환하고 20 MHz로 샘플링한 후 FFT를 수행하여 원래의 계수를 검색한다. 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM) 사용의 이점은 수신 시 다중 경로 효과 감소와 스펙트럼 효율 증가를 포함한다.

데이터 속도 변조
방식		 코딩
율		 데이터 전송 속도
(Mbit/s)
1101 BPSK1/2 6
1111 BPSK3/4 9
0101 QPSK1/2 12
0111 QPSK3/4 18
1001 16-QAM1/2 24
1011 16-QAM3/4 36
0001 64-QAM2/3 48
0011 64-QAM3/4 54
  1. ↑ 802.11ac는 5 GHz 대역에서의 동작만 명시함. 2.4 GHz 대역에서의 동작은 802.11n에 의해 정의됨.
  2. ↑ 데이터 속도는 20 MHz 채널 간격 기준임.

비교

IEEE 802.11 네트워크 표준
주파수
범위
또는 유형		 PHY 프로토콜 출시
날짜		 주파수 대역 채널 폭 스트림당
전송률		 최대
MIMO 스트림		 변조 방식 약 범위
실내 실외
(GHz) (MHz) (Mbit/s)
1–7 GHz DSSS, FHSS 802.11-1997 1997년 6월 2.4 22 1, 2 빈칸 DSSS, FHSS 20 m (66 ft) 100 m (330 ft)
HR/DSSS 802.11b 1999년 9월 2.4 22 1, 2, 5.5, 11 빈칸 CCK, DSSS 35 m (115 ft) 140 m (460 ft)
OFDM 802.11a 1999년 9월 5 5, 10, 20 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54
(20 MHz 대역폭 기준,
10/5 MHz는 2/4로 나눔)		 빈칸 OFDM 35 m (115 ft) 120 m (390 ft)
802.11j 2004년 11월 4.9, 5.0
 ? ?
802.11y 2008년 11월 3.7 ? 5,000 m (16,000 ft)
802.11p 2010년 7월 5.9 200 m 1,000 m (3,300 ft)
802.11bd 2022년 12월 5.9, 60 500 m 1,000 m (3,300 ft)
ERP-OFDM 802.11g 2003년 6월 2.4 38 m (125 ft) 140 m (460 ft)
HT-OFDM 802.11n
(와이파이 4)		 2009년 10월 2.4, 5 20 최대 288.8 4 MIMO-OFDM
(64-QAM)		 70 m (230 ft) 250 m (820 ft)
40 최대 600
VHT-OFDM 802.11ac
(와이파이 5)		 2013년 12월 5 20 최대 693 8 DL
MU-MIMO OFDM
(256-QAM)		 35 m (115 ft) ?
40 최대 1,600
80 최대 3,467
160 최대 6,933
HE-OFDMA 802.11ax
(와이파이 6,
와이파이 6E)		 2021년 5월 2.4, 5, 6 20 최대 1,147 8 UL/DL
MU-MIMO OFDMA
(1024-QAM)		 30 m (98 ft) 120 m (390 ft)
40 최대 2,294
80 최대 5,500
80+80 최대 11,000
EHT-OFDMA 802.11be
(와이파이 7)		 2024년 9월 2.4, 5, 6 80 최대 5,764 8 UL/DL
MU-MIMO OFDMA
(4096-QAM)		 30 m (98 ft) 120 m (390 ft)
160
(80+80)		 최대 11,500
240
(160+80)		 최대 14,282
320
(160+160)		 최대 23,059
UHR 802.11bn
(와이파이 8)		 2028년 5월
(예상)		 2.4, 5, 6 320 최대
23,059
8 멀티링크
MU-MIMO OFDM
(4096-QAM)		 ? ?
WUR 802.11ba 2021년 10월 2.4, 5 4, 20 0.0625, 0.25
(62.5 kbit/s, 250 kbit/s)		 빈칸 OOK (멀티캐리어 OOK) ? ?
mmWave
(와이기그)		 DMG 802.11ad 2012년 12월 60 2,160
(2.16 GHz)		 최대 8,085
(8 Gbit/s)		 빈칸 OFDM, 싱글 캐리어, 저전력 싱글 캐리어 3.3 m (11 ft) ?
802.11aj 2018년 4월 60 1,080 최대 3,754
(3.75 Gbit/s)		 빈칸 싱글 캐리어, 저전력 싱글 캐리어 ? ?
CMMG 802.11aj 2018년 4월 45 540,
1,080		 최대 15,015
(15 Gbit/s)		 4 OFDM, 싱글 캐리어 ? ?
EDMG 802.11ay 2021년 7월 60 최대 8,640
(8.64 GHz)		 최대 303,336
(303 Gbit/s)		 8 OFDM, 싱글 캐리어 10 m (33 ft) 100 m (328 ft)
1 GHz 미만 (IoT) TVHT 802.11af 2014년 2월 0.054–
0.79		 6, 7, 8 최대 568.9 4 MIMO-OFDM ? ?
S1G 802.11ah 2017년 5월 0.7, 0.8,
0.9		 1–16 최대 8.67
(@2 MHz)		 4 ? ?
광
(라이파이)		 LC
(VLC/OWC)		 802.11bb 2023년 11월 800–1000 nm 20 최대 9.6 Gbit/s 빈칸 O-OFDM ? ?
IR
(IrDA)		 802.11-1997 1997년 6월 850–900 nm ? 1, 2 빈칸 PPM ? ?
802.11 표준 통합판
  802.11-2007 (802.11ma) 2007년 3월 2.4, 5 최대 54 DSSS, OFDM
802.11-2012 (802.11mb) 2012년 3월 2.4, 5 최대 150 DSSS, OFDM
802.11-2016 (802.11mc) 2016년 12월 2.4, 5, 60 최대 866.7 또는 6,757 DSSS, OFDM
802.11-2020 (802.11md) 2020년 12월 2.4, 5, 60 최대 866.7 또는 6,757 DSSS, OFDM
802.11-2024 (802.11me) 2024년 9월 2.4, 5, 6, 60 최대 9,608 또는 303,336 DSSS, OFDM
  1. 1 2 3 4 5 6 7 이것은 더 이상 사용되지 않으며, 향후 표준 개정 시 지원이 제거될 수 있다
  2. ↑ 일본 규정용.
  3. 1 2 IEEE 802.11y-2008은 802.11a의 동작 범위를 허가된 3.7 GHz 대역으로 확장했다. 증가된 전력 제한으로 최대 5,000 m까지 도달이 가능하다. 2009년 기준, 미국 FCC에서만 면허가 부여되고 있다.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 짧은 보호 구간 기준이며, 표준 보호 구간은 약 10% 더 느리다. 속도는 거리, 장애물, 간섭에 따라 크게 달라진다.
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 단일 사용자 사례 전용으로, 기본 보호 구간인 0.8 마이크로초를 기준으로 한다. 802.11ax부터 OFDMA를 통한 다중 사용자 접속이 가능해짐에 따라 이 값은 감소할 수 있다. 또한, 이러한 이론적 수치는 링크 거리, 가시선(LoS) 여부, 간섭 및 환경의 다중 경로 요소에 따라 달라진다.
  6. 1 2 기본 보호 구간은 0.8 마이크로초이다. 그러나 802.11ax는 실내 환경에 비해 최대 전파 지연이 더 큰 실외 통신을 지원하기 위해 사용 가능한 최대 보호 구간을 3.2 마이크로초까지 확장했다.
  7. ↑ 웨이크업 라디오(WUR) 동작.
  8. 1 2 중국 규정용.

같이 보기

각주

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  2. ↑ “Generational Wi-Fi® User Guide”. 《Wi-Fi Alliance》. Wi-Fi Alliance. April 2023. 2026년 5월 2일에 확인함.
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