와이파이

Wi-Fi
와이파이
A round black-and-white yin-yang logo stating 'Wi-Fi Alliance'
소개했다1997년 9월 21일, 26년(1997-09-21)
호환 하드웨어개인용 컴퓨터, 게임 콘솔, 스마트 기기, 텔레비전, 프린터, 보안 카메라

Wi-Fi(/ˈ wa ɪfa ɪ/)는 IEEE 802.11 표준 제품군에 기반한 무선 네트워크 프로토콜 제품군으로, 기기의 근거리 네트워킹 및 인터넷 액세스에 일반적으로 사용되며, 근처의 디지털 기기가 전파에 의해 데이터를 교환할 수 있도록 합니다. 이들은 가장 널리 사용되는 컴퓨터 네트워크로, 가정소규모 사무실 네트워크에서 장치를 연결하고 커피숍, 호텔, 도서관 및 공항과 같은 공공 장소에서 무선 라우터무선 액세스 포인트인터넷 액세스를 제공하여 방문객을 제공하는 데 사용됩니다.

Wi-FiWi-Fi Alliance의 상표로 상호운용성 인증 테스트를 성공적으로 완료한 제품으로 "Wi-Fi Certified"라는 용어의 사용을 제한합니다.[3][4][5] 호환되지 않는 하드웨어는 단순히 WLAN이라고 하며 "Wi-Fi Certified" 장치와 함께 작동하거나 작동하지 않을 수 있습니다. 2017년 기준으로 Wi-Fi Alliance는 전 세계 800개 이상의 기업으로 구성되어 있습니다.[6] 2019년 기준으로 매년 전 세계적으로 30억 5천만 개 이상의 Wi-Fi 지원 장치가 출하되고 있습니다.[7]

Wi-Fi는 IEEE 802 프로토콜 제품군의 여러 부분을 사용하며 유선 형제 이더넷과 원활하게 작동하도록 설계되었습니다. 호환 가능한 장치는 유선 장치 및 인터넷뿐만 아니라 서로 간의 무선 액세스 포인트를 통해 네트워크를 형성할 수 있습니다. 다양한 버전의 Wi-Fi는 다양한 IEEE 802.11 프로토콜 표준에 의해 지정되며, 서로 다른 무선 기술은 달성할 수 있는 무선 대역, 최대 범위 및 속도를 결정합니다. Wi-Fi는 가장 일반적으로 2.4기가헤르츠(120mm) UHF 및 5기가헤르츠(60mm) SHF 무선 대역을 사용합니다. 이러한 대역은 여러 채널로 세분화됩니다. 채널은 네트워크 간에 공유될 수 있지만 범위 내에서는 한 번에 하나의 채널에서 하나의 송신기만 전송할 수 있습니다.

2022년 4월 가정용 와이파이망 신규 설치

Wi-Fi의 무선 대역은 가시선 사용에 가장 적합합니다. 벽, 기둥, 가전제품 등과 같은 많은 일반적인 장애물은 범위를 크게 줄일 수 있지만 혼잡한 환경에서 서로 다른 네트워크 간의 간섭을 최소화하는 데도 도움이 됩니다. 액세스 포인트의 범위는 실내에서 약 20m(66ft)이며, 일부 액세스 포인트는 실외에서 최대 150m(490ft) 범위입니다. 핫스팟 커버리지는 전파를 차단하는 벽이 있는 단칸방 정도로 작을 수도 있고, 로밍이 허용된 많은 중복 액세스 포인트를 사용하여 최대 평방 킬로미터까지 넓을 수도 있습니다. 시간이 지나면서 와이파이의 속도와 스펙트럼 효율이 높아졌습니다. 2019년 현재, 일부 버전의 Wi-Fi는 근거리에서 적합한 하드웨어에서 실행되며 9.6 Gbit/s(초당 기가비트)의 속도를 달성할 수 있습니다.[8]

역사

1985년 미국 연방 통신 위원회의 판결은 ISM 대역의 일부를 통신에 대한 무면허 사용으로 공개했습니다.[9] 이러한 주파수 대역은 전자레인지와 같은 장비에서 사용하는 것과 동일한 2.4GHz 대역을 포함하므로 간섭을 받습니다.[10]

1991년 네덜란드 Nieuwegein에서 NCR CorporationAT&TWaveLAN이라는 이름으로 [11]출납 시스템에 사용하기 위한 802.11의 전조를 발명했습니다. NCR의 Vic HayesBell Labs의 엔지니어 Bruce Tuch와 함께 IEEE 802.11의 의장을 10년간 맡아온 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에 접근하여 표준을 만들고 IEEE 내에서 초기 802.11b 및 802.11a 사양을 설계하는 데 참여했습니다.[12] 두 사람 모두 이후 Wi-Fi NOW 명예의 전당에 헌액되었습니다.[13]

1989년 호주에서 한 과학자 팀이 무선랜 기술에 대한 연구를 시작했습니다.[14] 무선 근거리 통신망(WLAN)의 프로토타입 테스트베드는 존 오설리반(John O'Sullivan)이 이끄는 호주 CSIRO(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)의 방사선 물리학 부서의 연구원 팀에 의해 1992년에 개발되었습니다.[15] WiFi에 대한 특허는 1992년 CSIRO에 의해 출원되었습니다.

802.11 프로토콜의 첫 번째 버전은 1997년에 출시되었으며 최대 2 Mbit/s의 링크 속도를 제공했습니다. 이는 1999년에 802.11b로 업데이트되어 11Mbit/s 링크 속도를 허용합니다.

1999년 Wi-Fi Alliance는 무역협회로 결성되어 대부분의 IEEE 802.11 제품이 판매되는 Wi-Fi 상표를 보유하고 있습니다.[17]

iBook G4에 설치된 Apple Airport Extreme

주요한 상업적 돌파구는 1999년 애플사가 그들의 아이북 시리즈 노트북에 와이파이를 채택하면서 이루어졌습니다.[11] 이 제품은 Wi-Fi 네트워크 연결을 제공하는 최초의 대중 소비자 제품이었으며, 당시 애플은 이 제품을 AirPort라고 브랜드화했습니다.[18] 이는 표준을 만드는 데 도움을 준 동일한 그룹과 협력한 것입니다. Vic Hayes, Bruce Tuch, Cees Links, Rich McGinn 등이 루슨트 출신입니다.[19][20]

2000년에 CSIRO에 연결된 호주 과학자들의 모임인 Radiata는 Wi-Fi 네트워크에 연결된 칩에 802.11a 표준을 처음으로 사용했습니다.[16]

Wi-Fi는 다양한 조직이 보유한 많은 수의 특허를 사용합니다.[21] 호주,[22] 미국[23], 네덜란드가[24] 동시에 와이파이 발명을 주장합니다. 전 세계적으로 합의가 이루어지지 않았고 논란의 여지가 있는 주제입니다.[25][26] 2009년 호주 CSIRO는 14개 기술 기업과의 특허 합의를 거쳐 2억 달러가 수여되었으며, 2012년에는 23개 기업과의 법적 절차를 거쳐 2억 2천만 달러가 추가로 수여되었습니다.[27][28][29]

2016년 호주 국립박물관에서 열린 '100개의 사물세계의 역사' 전시회에서 CSIRO의 WLAN 시제품 테스트베드가 호주의 공로로 선정되었습니다.[15]

어원과 용어

Wi-Fi라는 이름은 적어도 1999년 8월에 상업적으로 사용되었으며 브랜드 컨설팅 회사인 Interbrand에 의해 만들어졌습니다.[30] Wi-Fi Alliance는 Interbrand를 고용하여 "IEEE 802.11b Direct Sequence보다 조금 더 눈에 띄는" 이름을 만들었습니다.[31][32] Wi-Fi Alliance의 창립 멤버인 Phil Belanger에 따르면 Wi-Fi라는 용어는 Interbrand가 제안한 10가지 이름 목록에서 선택되었습니다.[31] 인터브랜드는 와이파이 로고도 만들었습니다. 음양 와이파이 로고는 상호 운용성을 위한 제품 인증을 나타냅니다.[33] 이름은 종종 WiFi, WiFi 또는 WiFi로 작성되지만 WiFi Alliance에서 승인하지 않습니다.

Wi-Fi Alliance는 브랜드 이름이 만들어진 후 잠시 동안 "The Standard for Wireless Fidelity"라는 광고 슬로건을 사용했고,[31][33][35] Wi-Fi Alliance는 일부 출판물에서 "Wireless Fidelity Alliance Inc."라고 불리기도 했지만,[34] Wi-Fi라는 이름은 'Wireless Fidelity Alliance'의 줄임말은 아닙니다.[36] IEEE는 별개이지만 관련이 있는 단체이며 웹사이트는 "WiFi는 Wireless Fidelity의 줄임말"이라고 밝혔습니다.[37][38]

모토로라 캐노피(Motorola Canopy)를 포함한 고정 지점을 위한 다른 기술들은 일반적으로 고정 무선이라고 불립니다. 대체 무선 기술에는 지그비, Z-Wave, 블루투스휴대폰 표준이 포함됩니다.

Wi-Fi LAN에 연결하려면 컴퓨터에 무선 네트워크 인터페이스 컨트롤러가 장착되어 있어야 합니다. 컴퓨터와 인터페이스 컨트롤러를 합친 것을 스테이션이라고 합니다. 스테이션은 하나 이상의 MAC 주소로 식별됩니다.

Wi-Fi 노드는 종종 모든 통신이 기지국을 통과하는 인프라 모드로 작동합니다. 애드혹 모드는 액세스 포인트와 통신하지 않고 서로 직접 통신하는 장치를 말합니다.

서비스 세트는 특정 Wi-Fi 네트워크와 관련된 모든 장치의 집합입니다. 서비스 세트의 장치는 동일한 파형 또는 채널에 있을 필요가 없습니다. 서비스 세트는 로컬, 독립, 확장, 메시 또는 이들의 조합일 수 있습니다. 각 서비스 세트에는 네트워크를 식별하는 32바이트 서비스 세트 식별자(SSID)인 관련 식별자가 있습니다. SSID는 네트워크의 일부인 장치 내에서 구성됩니다. BSS(Basic Service Set)는 무선으로 연결된 동일한 무선 채널, SSID 및 기타 설정을 일반적으로 동일한 액세스 포인트에 공유하는 스테이션 그룹입니다.[39]: 3.6 각 BSS는 BSSID라는 MAC 주소로 식별됩니다.

인증

와이파이 인증 로고

IEEE는 장비의 표준 준수 여부를 테스트하지 않습니다. Wi-Fi Alliance는 상호운용성 및 역방향 호환성에 대한 표준을 수립하고 시행하고 무선 로컬-영역-네트워크 기술을 촉진하기 위해 1999년에 결성되었습니다. Wi-Fi Alliance는 IEEE 802.11 표준에 기반한 기술에 Wi-Fi 브랜드를 사용하도록 강제합니다. 제품이 인증 절차를 통과한 Wi-Fi Alliance에 가입한 제조업체는 해당 제품에 Wi-Fi 로고를 표시할 권리를 얻습니다. 특히 인증 프로세스는 IEEE 802.11 무선 표준, WPAWPA2 보안 표준 및 EAP 인증 표준을 준수해야 합니다. 인증에는 선택적으로 IEEE 802.11 초안 표준의 테스트, 통합 장치에서의 휴대 전화 기술과의 상호 작용, 보안 설정, 멀티미디어 및 절전과 관련된 기능이 포함될 수 있습니다.[40]

모든 Wi-Fi 장치가 인증을 위해 제출되는 것은 아닙니다. Wi-Fi 인증이 없다고 해서 반드시 장치가 다른 Wi-Fi 장치와 호환되지 않는 것은 아닙니다.[41] Wi-Fi Alliance는 미국의 UHF TV 대역에서 제안된 네트워킹을 설명하기 위해 미국 연방 통신 위원회(FCC)가 만든 [42]Super Wi-Fi와 같은 파생 용어를 제재하거나 제재하지 않을 수 있습니다.[43]

버전 및 세대

시대 IEEE
표준.
입양된 최대
링크 레이트
(Mbit/s)
라디오
빈도수.
(GHz)
와이파이 8 802.11억 2028 100,000 [44] 2.4, 5, 6,
42, 71 [45]
와이파이 7 802.11be 2024 1376–46,120 2.4, 5, 6
와이파이 6E 802.11ax 2020 574–9608 [46] 6 [b]
와이파이 6 2019 2.4, 5
와이파이 5 802.11ac 2014 433–6933 5 [c]
와이파이 4 802.11n 2008 72–600 2.4, 5
(와이파이 3)* 802.11g 2003 6–54 2.4
(와이파이 2)* 802.11a 1999 5
(와이파이 1)* 802.11b 1999 1–11 2.4
(와이파이 0)* 802.11 1997 1–2 2.4
*Wi-Fi 0, 1, 2, 3은 소급 추론에 의해 명명됩니다.
그것들은 공식 명명법에 존재하지 않습니다.

장비는 종종 여러 버전의 Wi-Fi를 지원합니다. 통신하려면 장치가 일반적인 Wi-Fi 버전을 사용해야 합니다. 버전은 작동하는 전파 대역, 점유하는 전파 대역, 지원할 수 있는 최대 데이터 속도 및 기타 세부 정보에 따라 다릅니다. 일부 버전에서는 다중 안테나를 사용할 수 있으므로 더 빠른 속도는 물론 간섭을 줄일 수 있습니다.

역사적으로 장비는 IEEE 표준 이름을 사용하여 지원되는 Wi-Fi 버전을 나열했습니다. 2018년 Wi-Fi Alliance는 Wi-Fi 4(802.11n), Wi-Fi 5(802.11ac) 및 Wi-Fi 6(802.11ax)을 지원하는 장비를 나타내기 위해 간소화된 Wi-Fi 세대 번호를 도입했습니다. 이 세대는 이전 버전과 높은 수준의 하위 호환성을 가지고 있습니다. 얼라이언스는 연결 시 사용자 인터페이스에 신호 세기와 함께 생성 레벨 4, 5, 6을 표시할 수 있다고 밝혔습니다.[50][51]

Wi-Fi의 가장 중요한 버전의 목록은 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n(Wi-Fi 4), 802.11h, 802.11i, 802.11-2007, 802.11-2012, 802.11ac(Wi-Fi 5),[51] 802.11ad, 802.11af, 802.11-2016, 802.11ah, 802.11ai, 802.11aj, 802.11aq, 802.11ax(Wi-Fi 6),[51] 802.11ay입니다.

사용하다

인터넷

두 개의 기본 서비스 세트로 구성된 WiFi 위키백과라는 서비스 세트의 예입니다. 사용자가 두 번째 네트워크에 명시적으로 연결할 필요 없이 클라이언트가 두 BSS 사이를 자동으로 로밍합니다.

Wi-Fi 기술은 인터넷에 연결된 하나 이상의 라우터의 Wi-Fi 범위 내에 있는 장치에 로컬 네트워크 및 인터넷 액세스를 제공하는 데 사용될 수 있습니다. 하나 이상의 상호 연결된 액세스 포인트의 적용 범위는 몇 개의 방에서 최대 평방 킬로미터까지 확장될 수 있습니다. 더 넓은 지역의 커버리지는 커버리지가 겹치는 액세스 포인트 그룹이 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 공공 실외 와이파이 기술은 런던의 무선 메시 네트워크에서 성공적으로 사용되었습니다. 국제적인 예로는 Fon이 있습니다.

Wi-Fi는 개인 가정, 기업뿐만 아니라 공공 공간에서도 서비스를 제공합니다. Wi-Fi 핫스팟은 무료로 설치하거나 상업적으로 설치할 수 있으며, 종종 액세스를 위해 캡티브 포털 웹 페이지를 사용합니다. 공항, 호텔 및 레스토랑과 같은 조직, 애호가, 당국 및 기업은 종종 무료 또는 유료 핫스팟을 제공하여 고객을 유치하고, 선택된 지역에서 비즈니스를 촉진하기 위한 서비스를 제공합니다. 라우터는 종종 디지털 가입자 회선 모뎀 또는 케이블 모뎀과 Wi-Fi 액세스 포인트를 통합하며, 구조물에 인터넷 액세스를 제공하기 위해 가정 및 기타 건물에 자주 설치됩니다.

마찬가지로, 배터리로 구동되는 라우터는 모바일 광대역 모뎀과 Wi-Fi 액세스 포인트를 포함할 수 있습니다. 셀룰러 데이터 통신사에 가입하면 인근 Wi-Fi 스테이션에서 인터넷에 액세스할 수 있습니다. 많은 스마트폰에는 이러한 종류의 모바일 핫스팟 기능이 내장되어 있지만 통신사는 종종 이 기능을 비활성화하거나 활성화하기 위해 별도의 요금을 부과합니다. MiFi 및 WiBro 브랜드 장치와 같은 독립형 장치가 기능을 제공합니다. 셀룰러 모뎀 카드가 있는 일부 노트북은 모바일 인터넷 Wi-Fi 액세스 지점으로도 작동할 수 있습니다.

선진국의 많은 전통적인 대학 캠퍼스는 적어도 부분적인 Wi-Fi 커버리지를 제공합니다. 카네기 멜론 대학은 와이파이 브랜드가 존재하기 전인 1993년 피츠버그 캠퍼스에 최초의 무선 인터넷 네트워크인 '와이어리스 앤드류'를 구축했습니다.[52][53][54] 많은 대학들이 Eduroam 국제 인증 인프라를 통해 학생들과 직원들에게 Wi-Fi 액세스를 제공하기 위해 협력하고 있습니다.

시티와이드

실외 Wi-Fi 액세스 포인트

2000년대 초, 세계의 많은 도시들은 도시 전체의 와이파이 네트워크를 건설할 계획을 발표했습니다. 많은 성공적인 예들이 있습니다; 2004년, 마이소레(Mysuru)는 인도 최초의 와이파이가 가능한 도시가 되었습니다. 와이파이넷이라는 회사는 마이소르에 도시 전체와 인근 마을을 아우르는 핫스팟을 설치했습니다.[55]

2005년 플로리다주 세인트 클라우드캘리포니아주 서니베일은 미국 최초로 도시 전역에서 무료 와이파이(MetroFi)를 제공하는 도시가 되었습니다.[56] Minneapolis제공업체에 대해 연간 120만 달러의 이익을 창출했습니다.[57]

2010년 5월, 당시 런던 시장이었던 보리스 존슨(Boris Johnson)은 2012년까지 런던 전역에 와이파이를 설치하겠다고 약속했습니다.[58] 웨스트민스터이즐링턴[59][60] 포함한 몇몇 자치구는 이미 광범위한 실외 와이파이 서비스를 제공했습니다.

뉴욕시는 2014년에 오래된 전화 부스디지털 키오스크로 바꾸려는 시 전체의 캠페인을 발표했습니다. LinkNYC라는 이름의 이 프로젝트는 공공 Wi-Fi 핫스팟, 고화질 화면 및 유선 전화 역할을 하는 키오스크 네트워크를 구축했습니다. 스크린의 설치는 2015년 말에 시작되었습니다. 시 정부는 시간이 지남에 따라 7천 개 이상의 키오스크를 구현할 계획이며, 결국 LinkNYC를 세계에서 가장 크고 가장 빠른 공공 와이파이 네트워크로 만들 것입니다.[61][62][63][64][65] 영국런던 캠든 자치구에서 프로젝트의 첫 시행과 함께 영국의 주요 도시 전역에서 유사한 프로젝트를 계획했습니다.[66]

한국의 수도 서울의 공무원들은 야외 공공 장소, 주요 거리, 그리고 인구 밀집 주거 지역을 포함하여, 서울 주변의 10,000개 이상의 장소에서 무료 인터넷 접속을 제공하려고 움직이고 있습니다. 서울은 KT, LG텔레콤, SK텔레콤에 임대를 허가할 예정입니다. 이 회사들은 2015년에 완공될 예정이었던 이 프로젝트에 4,400만 달러를 투자할 예정입니다.[67][needs update]

지오로케이션

Wi-Fi 위치 확인 시스템은 Wi-Fi 핫스팟의 알려진 위치를 사용하여 장치의 위치를 식별합니다.[68][69][70] 신호 간섭이나 느린 위성 획득 등의 문제로 GPS가 적합하지 않을 때 사용됩니다.[71] 여기에는 보조 GPS, 도시 핫스팟 데이터베이스 및 실내 포지셔닝 시스템이 포함됩니다.[72] Wi-Fi 위치 설정은 신호 강도(RSSI) 측정 및 지문 인식에 의존합니다.[73][74][75][76] SSID 및 MAC 주소와 같은 매개 변수는 액세스 포인트를 식별하는 데 중요합니다. 정확도는 데이터베이스의 인근 액세스 포인트에 따라 달라집니다. 신호 변동은 오류를 유발할 수 있으며, 이는 노이즈 필터링 기술로 줄일 수 있습니다. 낮은 정밀도를 위해 Wi-Fi 데이터를 지리 및 시간 정보와 통합하는 것이 제안되었습니다.[77][78][79]

IEEE 802.11mc에 도입된 Wi-Fi RTT 기능을 통해 RSSI 방식에 비해 개선된 왕복 시간 측정을 기반으로 포지셔닝할 수 있습니다.[80] IEEE 802.11az 표준은 지리적 위치 정확도를 더욱 향상시킬 것을 약속합니다.[81][82]

동작 감지

Wi-Fi 센싱동작 감지제스처 인식과 같은 응용 분야에 사용됩니다.[83]

작동원리

Wi-Fi 스테이션은 무선을 통해 개별적으로 전송되고 전달되는 데이터 패킷, 블록을 서로 전송하여 통신합니다. 모든 라디오와 마찬가지로 이것은 반송파변조 복조에 의해 수행됩니다. Wi-Fi의 다른 버전은 서로 다른 기술을 사용하고 802.11b는 단일 반송파에서 직접 시퀀스 확산 스펙트럼을 사용하는 반면 802.11a, Wi-Fi 4, 5 및 6은 직교 주파수 분할 다중화를 사용합니다.[84][85]

다른 IEEE 802 LAN과 마찬가지로 스테이션은 전 세계적으로 고유한 48비트 MAC 주소로 프로그래밍됩니다.[d] MAC 주소는 각 데이터 패킷의 대상과 소스를 모두 지정하는 데 사용됩니다. 수신기는 송신기를 수신할 때 수신기 주소를 사용하여 송신기가 스테이션과 관련이 있는지 또는 무시해야 하는지를 결정합니다. 네트워크 인터페이스는 일반적으로 다른 Wi-Fi 스테이션으로 수신되는 패킷을 수신하지 않습니다.[e]

채널은 반이중으로[86][87] 사용되며 여러 네트워크에서 시간을 공유할 수 있습니다. 동일한 채널에서 통신이 이루어지는 경우, 하나의 컴퓨터에서 전송된 모든 정보는 해당 정보가 하나의 목적지만을 대상으로 하는 경우에도 모두가 로컬로 수신합니다.[f] 네트워크 인터페이스 카드는 적용 가능한 패킷이 수신될 때만 CPU를 중단합니다. 즉, 카드는 CPU로 수신되지 않은 정보를 무시합니다.[e] 동일한 채널을 사용한다는 것은 데이터 대역폭이 공유된다는 것을 의미하기도 하는데, 예를 들어 두 개의 스테이션이 능동적으로 전송할 때 각 디바이스에 대한 사용 가능한 데이터 대역폭이 절반으로 줄어듭니다.

충돌 회피를 통한 반송파 감지 다중 액세스(CSMA/CA)로 알려진 방식은 스테이션이 채널을 공유하는 방식을 지배합니다. CSMA/CA 스테이션은 채널이 "유휴"로 감지된 후에만 전송을 시작하여 충돌을 피하려고 시도하지만,[88][89] 그 후 패킷 데이터 전체를 전송합니다. 하지만 기하학적인 이유로 충돌을 완벽하게 방지할 수는 없습니다. 충돌은 방송국이 채널에서 여러 신호를 동시에 수신할 때 발생합니다. 이로 인해 전송된 데이터가 손상되고 스테이션이 재전송해야 할 수 있습니다. 손실된 데이터와 재전송으로 처리량이 감소하는 경우도 있습니다.

웨이브밴드

802.11 표준은 Wi-Fi 통신에서 사용할 수 있는 몇 가지 별개의 무선 주파수 범위를 제공합니다. 900MHz, 2.4GHz, 3.6GHz, 4.9GHz, 5GHz, 5.9GHz 및 60GHz 대역입니다.[90][91][92] 각 범위는 다수의 채널로 나뉩니다. 표준에서 채널은 대역 내(2.16GHz 간격인 60GHz 대역 제외)에서 5MHz 간격으로 번호가 지정되며, 번호는 채널의 중심 주파수를 나타냅니다. 채널은 5MHz 간격으로 번호가 매겨지지만, 송신기는 일반적으로 최소 20MHz를 차지하며, 표준에서는 채널을 결합하여 더 높은 처리량을 위해 더 넓은 채널을 형성할 수 있도록 허용합니다.

각국은 이러한 주파수 범위 내에서 허용되는 채널, 허용되는 사용자 및 최대 전력 수준에 대해 자국의 규제를 적용합니다. 802.11b/g/n은 FCC Part 15 규칙 및 규정에 따라 미국에서 운영되는 2.4GHz 대역을 사용할 수 있습니다. 이 주파수 대역의 장비는 때때로 전자레인지,[10] 무선 전화, USB 3.0 허브블루투스 장치의 간섭을 겪을 수 있습니다.[93]

스펙트럼 할당 및 운영 제한은 전 세계적으로 일관되지 않습니다. 호주와 유럽은 2.4GHz 대역에 대해 미국에서 허용하는 11개 채널 이외에 2개 채널(12, 13)을 추가로 허용하고 일본은 3개 채널(12-14)을 추가로 허용합니다. 미국 및 기타 국가에서 802.11a 및 802.11g 장치는 FCC 규칙 및 규정 파트 15에서 허용하는 대로 라이센스 없이 작동할 수 있습니다.

802.11a/h/j/n/ac/ax는 5GHz U-NII 대역을 사용할 수 있으며, 이 대역은 전 세계 대부분의 지역에서 채널 폭이 5MHz에 불과한 2.4GHz 주파수 대역보다 적어도 23개의 비중첩 20MHz 채널을 제공합니다. 일반적으로 낮은 주파수는 범위가 더 길지만 용량이 적습니다. 5GHz 대역은 2.4GHz 대역보다 일반적인 건축 재료에 의해 더 많이 흡수되며 일반적으로 더 짧은 범위를 제공합니다.

802.11 사양이 더 높은 처리량을 지원하도록 진화함에 따라 프로토콜의 대역폭 사용이 훨씬 더 효율적이 되었습니다. 또한 대역폭을 사용할 수 있는 곳에서 더 많은 처리량을 얻기 위해 채널을 통합(또는 '결합')할 수 있습니다. 802.11n은 802.11a 또는 802.11g(20MHz)에 비해 두 배의 무선 스펙트럼/대역폭(40MHz-8채널)을 허용합니다. 802.11n은 802.11a 또는 802.11g에 비해 두 배의 무선 스펙트럼/대역폭(40MHz-8채널)을 허용합니다.밀집된 커뮤니티에서의 간섭을 방지하기 위해 11n을 20MHz 대역폭으로 자체 제한하도록 설정할 수도 있습니다.[94] 5GHz 대역에서는 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz 대역폭 신호가 일부 제한적으로 허용되어 훨씬 빠른 연결이 가능합니다.

2.4GHz Wi-Fi 스펙트럼 예
5GHz Wi-Fi 스펙트럼 예
Netgear Wi-Fi 라우터에는 2.4 및 5GHz 스펙트럼에 걸쳐 802.11 표준을 전송하기 위한 이중 대역이 포함되어 있으며 MIMO를 지원합니다.
화웨이의 듀얼 밴드 셀룰러 4G+ Wi-Fi 모뎀

통신 스택

일반 802.11 프레임

Wi-Fi는 IEEE 802 프로토콜 제품군의 일부입니다. 데이터는 데이터 링크 계층에서 이더넷 프레임과 매우 유사하지만 추가 주소 필드가 있는 802.11 프레임으로 구성됩니다. MAC 주소는 LAN을 통한 라우팅을 위한 네트워크 주소로 사용됩니다.[95]

Wi-Fi의 MAC 및 물리 계층(Physical Layer, PHY) 사양은 적외선, 및 2.4, 3.6, 5, 6 또는 60GHz 주파수 대역에서 데이터를 전송하기 위해 하나 이상의 반송파를 변조하고 수신하기 위한 IEEE 802.11에 의해 정의됩니다. IEEE LAN/MAN 표준 위원회(IEEE 802)에 의해 생성되고 유지됩니다. 이 표준의 기본 버전은 1997년에 출시되었으며 이후 많은 수정 사항이 있습니다. 표준 및 개정안은 Wi-Fi 브랜드를 사용하는 무선 네트워크 제품의 기초를 제공합니다. 각 개정 사항은 최신 버전의 표준에 포함되면 공식적으로 취소되지만, 기업 세계에서는 제품의 기능을 간결하게 나타내기 때문에 개정 사항을 마케팅하는 경향이 있습니다.[96] 그 결과 시장에서는 각 개정안이 고유의 표준이 되는 경향이 있습니다.

802.11 외에도 IEEE 802 프로토콜 제품군에는 Wi-Fi에 대한 특정 조항이 있습니다. 이더넷의 케이블 기반 미디어는 일반적으로 공유되지 않기 때문에 이러한 요구 사항이 필요한 반면, 무선의 경우 해당 무선 채널을 사용하는 범위 내의 모든 스테이션에서 모든 전송이 수신됩니다. 이더넷은 기본적으로 무시할 수 있는 오류율을 가지지만 무선 통신 매체는 상당한 간섭을 받습니다. 따라서 정확한 전송이 보장되지 않으므로 배송은 최선의 배송 메커니즘입니다. 이 때문에 Wi-Fi의 경우 IEEE 802.2에 의해 지정된 논리적 링크 제어(LLC)는 Wi-Fi의 MAC(Media Access Control) 프로토콜을 사용하여 프로토콜 스택의 상위 레벨에 의존하지 않고 재시도를 관리합니다.[97]

인터넷 작업을 위해 Wi-Fi는 일반적으로 인터넷 프로토콜인터넷 계층 아래에 링크 계층(OSI 모델의 물리적 및 데이터 링크 계층과 동일)으로 계층화됩니다. 이는 노드가 관련 인터넷 주소를 가지고 있으며 적절한 연결을 통해 전체 인터넷 액세스를 허용한다는 것을 의미합니다.

모드

사회 기반 시설

인프라 모드에서 Wi-Fi 네트워크를 묘사합니다. 장치는 문서를 인쇄하기 위해 로컬 네트워크에 연결된 다른 장치로 무선으로 정보를 보냅니다.

가장 많이 사용되는 모드인 인프라 모드에서는 모든 통신이 기지국을 거칩니다. 네트워크 내 통신의 경우 전파를 추가로 사용할 수 있지만 기지국과 통신할 수 있는 모든 두 개의 스테이션이 기지국을 통해 통신할 수 있다는 장점이 있어 프로토콜이 엄청나게 간단해집니다.

임시 및 Wi-Fi 다이렉트

Wi-Fi는 액세스 포인트 중개자 없이 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 직접 통신할 수도 있습니다. 이것을 임시 Wi-Fi 전송이라고 합니다. 다양한 유형의 애드혹 네트워크가 존재합니다. 가장 간단한 경우 네트워크 노드는 서로 직접 대화해야 합니다. 더 복잡한 프로토콜에서는 노드가 패킷을 전달할 수 있으며, 노드는 이동하더라도 다른 노드에 도달하는 방법을 추적합니다.

애드혹 모드는 Chai Keong Toh가 1996년에 발표한 무선 애드혹 라우팅 특허에서[98] 처음 기술되었으며, 1마일 이상의 지역에 걸쳐 있는 크기의 노드 시나리오에서 IBM ThinkPads의 Lucent WaveLAN 802.11a 무선으로 구현되었습니다. 이 성공은 모바일 컴퓨팅 잡지(1999)[99]에 기록되었고, 이후 IEEE Transactions on Wireless Communications, 2002[100]ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review, 2001에 공식적으로 출판되었습니다.[101]

이 무선 애드혹 네트워크 모드는 닌텐도 DS, 플레이스테이션 포터블, 디지털 카메라 및 기타 가전 제품과 같은 멀티플레이어 핸드헬드 게임 콘솔에서 인기가 있음이 입증되었습니다. 일부 장치는 임시로 인터넷 연결을 공유하여 핫스팟 또는 "가상 라우터"가 될 수도 있습니다.[102]

마찬가지로 Wi-Fi Alliance는 새로운 검색 및 보안 방법론을 통해 파일 전송 및 미디어 공유를 위한 Wi-Fi Direct 사양을 홍보합니다.[103] Wi-Fi Direct는 2010년 10월에 출시되었습니다.[104]

Wi-Fi를 통한 직접 통신의 또 다른 모드는 TDLS(Tunneled Direct-Link Setup)로, 동일한 Wi-Fi 네트워크에 있는 두 장치가 액세스 포인트를 통해 대신 직접 통신할 수 있습니다.[105]

다중 액세스 포인트

액세스 포인트는 네트워크의 존재를 알리기 위해 비콘 프레임을 보냅니다.

동일한 SSID 및 보안 설정으로 구성된 여러 액세스 포인트를 배포하여 확장 서비스 세트를 구성할 수 있습니다. Wi-Fi 클라이언트 장치는 일반적으로 해당 서비스 세트 내에서 가장 강력한 신호를 제공할 수 있는 액세스 포인트에 연결합니다.[106]

네트워크의 Wi-Fi 액세스 포인트 수를 늘리면 더 많은 채널을 사용하거나 더 작은 을 정의하여 중복성, 더 나은 범위, 빠른 로밍 지원 및 전체 네트워크 용량 증가가 가능합니다. 가장 작은 구현(예: 가정 또는 소규모 사무실 네트워크)을 제외하고 Wi-Fi 구현은 "씬" 액세스 포인트로 이동했으며, 더 많은 네트워크 인텔리전스가 중앙 집중식 네트워크 어플라이언스에 저장되어 개별 액세스 포인트가 "멍청한" 송수신기 역할로 강등되었습니다. 실외 응용 프로그램은 메쉬 토폴로지를 사용할 수 있습니다.[107]

성능

Wi-Fi 작동 범위는 변조 기술뿐만 아니라 주파수 대역, 무선 전력 출력, 수신기 감도, 안테나 이득 및 안테나 유형과 같은 요소에 따라 달라집니다. 또한 신호의 전파 특성이 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

더 먼 거리에서, 그리고 더 큰 신호 흡수로, 일반적으로 속도가 감소합니다.

송신기 전력

휴대폰 및 유사 기술과 비교할 때 Wi-Fi 송신기는 저전력 장치입니다. 일반적으로 Wi-Fi 장치가 전송할 수 있는 최대 전력량은 미국 FCC Part 15와 같은 현지 규정에 의해 제한됩니다. 유럽 연합등가 등방성 방사 전력(EIRP)은 20dBm(100mW)로 제한됩니다.

무선 LAN 애플리케이션의 요구 사항을 달성하기 위해 Wi-Fi는 무선 PAN(Personal Area Network) 애플리케이션을 지원하도록 설계된 일부 다른 표준에 비해 전력 소비가 높습니다. 예를 들어, Bluetooth는 1~100미터(1~100야드)[108] 사이의 훨씬 짧은 전파 범위를 제공하므로 일반적으로 전력 소비가 낮습니다. 지그비와 같은 다른 저전력 기술은 상당히 긴 범위를 가지고 있지만 데이터 전송률은 훨씬 낮습니다. Wi-Fi의 높은 전력 소비로 인해 일부 모바일 장치의 배터리 수명이 우려됩니다.

안테나

스톡 전방향 안테나를 사용하는 802.11b 또는 802.11g을 준수하는 액세스 포인트의 범위는 100m(0.062mi)일 수 있습니다. 외부 반포물선 안테나(15dB 이득)가 장착된 동일한 라디오와 유사한 수신기가 맨 끝에 있을 경우 20마일 이상의 범위를 가질 수 있습니다.

더 높은 이득 등급(dBi)은 이론적이고 완벽한 등방성 방사체로부터 (일반적으로 수평을 향해) 더 많은 편차를 나타내며, 따라서 안테나는 더 많은 등방성 안테나의 유사한 출력 전력과 비교하여 사용 가능한 신호를 특정 방향으로 더 투사하거나 수용할 수 있습니다.[109] 예를 들어, 100mW 드라이버와 함께 사용되는 8dBi 안테나는 6dBi 안테나가 500mW에서 구동되는 것과 비슷한 수평 범위를 갖습니다. 이는 수직 방향의 방사선이 손실된 경우를 가정한 것으로, 특히 대형 건물이나 도파관 내에서는 그렇지 않을 수 있습니다. 위의 예에서 지향성 도파관은 저전력 6dBi 안테나가 도파관이 아닌 8dBi 안테나보다 단일 방향으로 훨씬 더 멀리 투사되도록 할 수 있습니다. 둘 다 100mW로 구동되는 경우에도 마찬가지입니다.

분리 가능한 안테나가 있는 무선 라우터에서는 특정 방향에서 더 높은 이득을 제공하는 업그레이드된 안테나를 장착하여 범위를 개선할 수 있습니다. 라우터 및 원격 장치에서 고이득 지향성 안테나를 사용하여 실외 범위를 수 킬로미터(마일)까지 개선할 수 있습니다.

포물선 요리는 특정 방향으로만 전파를 송수신하며 전방향 안테나보다 훨씬 더 큰 범위를 제공할 수 있습니다.
텔레비전 수신에 널리 사용되는 야기-우다 안테나는 Wi-Fi 파장에서 비교적 소형입니다.
무선 네트워크 인터페이스 컨트롤러 기가바이트 GC-WB867D-I의 안테나 이와 같은 단순한 스틱형 안테나는 단방향 수신과 20미터(야드) 정도의 비교적 낮은 범위를 갖습니다.
열쇠고리 크기의 Wi-Fi 감지기

MIMO(다중 입력 및 다중 출력)

Wi-Fi 4 이상의 표준을 사용하면 장치가 송신기와 수신기에 여러 개의 안테나를 가질 수 있습니다. 다중 안테나를 사용하면 장비가 동일한 주파수 대역에서 다중 경로 전파를 이용하여 훨씬 더 빠른 속도와 더 긴 범위를 제공할 수 있습니다.

Wi-Fi 4는 이전 표준보다 범위를 두 배 이상 늘릴 수 있습니다.[110]

Wi-Fi 5 표준은 5GHz 대역을 독점적으로 사용하며, 초당 1기가비트 이상의 다중 스테이션 WLAN 처리량과 500Mbit/s 이상의 단일 스테이션 처리량이 가능합니다. Wi-Fi Alliance는 2016년 1분기를 기준으로 802.11ac 표준을 준수하는 장치를 "Wi-Fi CERTIFED ac"로 인증합니다. 이 표준은 기가비트 처리량을 달성하기 위해 다중 사용자 MIMO 및 4X4 Spatial Multiplexing 스트림과 넓은 채널 대역폭(160MHz)과 같은 여러 신호 처리 기술을 사용합니다. IHS Technology의 조사에 따르면 2016년 1분기 전체 액세스 포인트 판매 수익의 70%가 802.11ac 장치에서 발생했습니다.[111]

전파

Wi-Fi 신호를 사용하면 일반적으로 가시선이 가장 잘 작동하지만 신호는 인공적이고 자연적인 구조물을 통해 전송, 흡수, 반사, 굴절, 회절상하로 희미해질 수 있습니다. Wi-Fi 신호는 금속 구조물(콘크리트의 철근, 글레이징의 low-e 코팅 포함)과 물(예를 들어 식생)의 영향을 매우 강하게 받습니다. 금속 구조물과 물로 인해 Wi-Fi 신호가 감쇠될 수 있습니다.

일반적인 Wi-Fi 주파수, 특히 나무와 건물 주변에서의 무선 전파의 복잡한 특성으로 인해 알고리즘은 송신기와 관련하여 주어진 영역에 대한 Wi-Fi 신호 강도를 대략적으로 예측할 수 있을 뿐입니다.[112] 이러한 효과는 장거리 Wi-Fi에는 동일하게 적용되지 않습니다. 왜냐하면 더 긴 링크는 일반적으로 주변 나뭇잎 위를 전송하는 타워에서 작동하기 때문입니다.

예를 들어, 한 핫스팟에서 다른 핫스팟으로 이동하는 자동차와 같은 광범위한 범위에서 Wi-Fi를 모바일로 사용하는 것은 제한됩니다. 다른 무선 기술은 움직이는 차량과 통신하기에 더 적합합니다.

거리 기록

비표준 장치를 사용한 거리 기록에는 2007년 6월 베네수엘라의 에르만노 피에트로세몰리(Ermanno Pietrosemoli)와 에스라레드(EsLaRed)가 보유한 382km(237mi)가 포함되어 있으며, 엘 아길라 산 정상과 플라티용 산 정상 사이에 약 3MB의 데이터를 전송했습니다.[113][114] 스웨덴 국립우주국은 머리 위에 있는 성층권 풍선에 도달하기 위해 6와트 증폭기를 사용하여 420km(260mi)의 데이터를 전송했습니다.[115]

방해다

북미 및 유럽에 대한 네트워크 계획 주파수 할당. 이러한 유형의 주파수 할당을 사용하면 공동 채널 및 인접 채널 간섭을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
2.4GHz 파장 대역뿐만 아니라 다른 대역에서도 송신기는 여러 채널에 걸쳐 있습니다. 중첩된 채널은 전체 수신 전력의 작은 부분이 아닌 한 간섭을 겪을 수 있습니다.

같은 지역에 다른 기기를 두고 와이파이 연결을 차단하거나 인터넷 속도를 낮출 수 있습니다. Wi-Fi 프로토콜은 웨이브 대역을 합리적으로 공유하도록 설계되었으며, 이는 종종 거의 또는 전혀 중단 없이 작동합니다. Wi-Fi 및 비Wi-Fi 장치와의 충돌을 최소화하기 위해 Wi-Fi는 충돌 회피(CSMA/CA)를 사용하는 캐리어 센스 다중 액세스를 사용하며, 송신기는 채널에서 다른 장치가 활성화되어 있음을 감지하거나 인접한 채널 또는 비Wi-Fi 소스에서 노이즈가 감지된 경우 패킷을 전송하기 전에 듣고 전송을 지연합니다. 그럼에도 불구하고 Wi-Fi 네트워크는 여전히 숨겨진 노드노출된 노드 문제에 취약합니다.[116]

표준 속도 Wi-Fi 신호는 2.4GHz 대역에서 5개 채널을 차지합니다. 채널이 겹쳐서 간섭이 발생할 수 있습니다. 2, 7 등 5개 이상 차이가 나는 두 채널 번호는 중복되지 않습니다(인접 채널 간섭 없음). 따라서 채널 1, 6 및 11이 유일하게 중복되지 않는 채널이라는 자주 반복되는 격언은 정확하지 않습니다. 채널 1, 6, 11은 북미에서 유일하게 3개의 비중첩 채널 그룹입니다. 그러나 겹침이 중요한지 여부는 물리적 간격에 따라 다릅니다. 4개가 떨어져 있는 채널은 송신기가 최소 몇 미터 떨어져 있는 경우 채널을 재사용하는 것보다 훨씬 적은 양을 간섭합니다(공동 채널 간섭의 원인이 됨).[117] 채널 13을 사용할 수 있는 유럽 및 일본에서는 802.11g802.11n에 채널 1, 5, 9 및 13을 사용하는 것이 가능하며 권장됩니다.

그러나 많은 2.4GHz 802.11b 및 802.11g 액세스 포인트는 초기 시작 시 동일한 채널로 기본 설정되므로 특정 채널에서 혼잡이 발생합니다. Wi-Fi 오염 또는 해당 지역의 과도한 액세스 포인트 수는 액세스를 방지하고 다른 장치의 다른 액세스 포인트 사용을 방해할 수 있을 뿐만 아니라 액세스 포인트 간 신호 대 잡음비(SNR)를 감소시킵니다. 이러한 문제는 Wi-Fi 액세스 포인트가 많은 대규모 아파트 단지나 사무실 건물과 같은 고밀도 지역에서 문제가 될 수 있습니다.[118]

다른 장치들은 2.4 GHz 대역을 사용합니다:[93] 전자레인지, ISM 대역 장치, 보안 카메라, 지그비 장치, 블루투스 장치, 비디오 송신기, 무선 전화기, 아기 모니터,[119] 그리고 일부 국가에서는, 상당한 추가 간섭을 일으킬 수 있는 아마추어 라디오. 또한[120] 지방 자치 단체나 다른 대규모 기업(대학 등)이 광역 커버리지를 제공하려고 할 때도 문제가 됩니다. 일부 5GHz 대역에서는 레이더 시스템의 간섭이 발생할 수 있습니다. 해당 대역을 지원하는 기지국의 경우 레이더를 수신하는 동적 주파수 선택을 사용하며, 해당 대역이 발견되면 해당 대역의 네트워크를 허용하지 않습니다.

이 대역들은 라이선스 없이 그리고 거의 제한 없이 저전력 송신기들에 의해 사용될 수 있습니다. 그러나 의도하지 않은 간섭은 일반적이지만 의도적인 간섭을 유발하는 것으로 밝혀진 사용자(특히 상업적 목적으로 이러한 대역을 로컬에서 독점하려고 시도하는 경우)는 거액의 벌금을 부과받았습니다.[121]

처리량

IEEE 802.11의 다양한 레이어-2 변형은 서로 다른 특성을 갖습니다. 802.11의 모든 맛에서 달성 가능한 최대 처리량은 이상적인 조건 또는 계층-2 데이터 전송률을 기반으로 제공됩니다. 그러나 이는 데이터가 두 엔드포인트 간에 전송되는 일반적인 배포에는 적용되지 않으며, 그 중 적어도 하나는 일반적으로 유선 인프라에 연결되고, 다른 하나는 무선 링크를 통해 인프라에 연결됩니다.

이는 일반적으로 데이터 프레임이 802.11(WLAN) 매체를 통과하고 802.3(이더넷) 또는 그 반대로 변환되고 있음을 의미합니다.

이 두 미디어의 프레임(헤더) 길이 차이로 인해 응용 프로그램의 패킷 크기가 데이터 전송 속도를 결정합니다. 이는 작은 패킷(예: VoIP)을 사용하는 애플리케이션이 높은 오버헤드 트래픽(낮은 굿풋)으로 데이터 흐름을 생성한다는 것을 의미합니다.

전체 애플리케이션 데이터 속도에 기여하는 다른 요소는 애플리케이션이 패킷을 전송하는 속도(즉, 데이터 속도)와 무선 신호를 수신하는 에너지입니다. 후자는 거리와 통신 장치의 구성된 출력 전력에 의해 결정됩니다.[122][123]

UDP 처리량 측정값을 보여주는 연결된 처리량 그래프에도 동일한 참조가 적용됩니다. 각각은 25개 측정의 평균 처리량을 나타냅니다(오차 막대는 있지만 변동이 작아 거의 보이지 않음), 특정 패킷 크기(작거나 큰), 특정 데이터 전송률(10kbit/s – 100Mbit/s)을 나타냅니다. 일반적인 응용 프로그램의 트래픽 프로파일에 대한 마커도 포함되어 있습니다. 이 텍스트 및 측정은 패킷 오류를 다루지 않지만 이에 대한 정보는 위의 참고 문헌에서 확인할 수 있습니다. 아래 표는 다양한 WLAN(802.11) 맛으로 동일한 시나리오(다시 동일한 참조)에서 최대 달성 가능한(애플리케이션별) UDP 처리량을 보여줍니다. 측정 호스트가 서로 25미터(야드) 떨어져 있습니다. 손실은 다시 무시됩니다.

802.11g의 Wi-Fi 애플리케이션 전용(UDP) 성능 엔벨로프 2.4GHz 대역의 그래픽 표현
Wi-Fi 애플리케이션 전용(UDP) 성능 엔벨로프 2.4GHz 대역(802.11n, 40MHz)의 그래픽 표현

하드웨어

U가 내장된 라우터 보드 112.체코무선 인터넷 서비스 제공업체(WISP)에서 널리 사용하는 FL-RSMA 피그테일 및 R52 미니 PCI Wi-Fi 카드
OSBriDGE 3GN – 802.11n 액세스 포인트 및 UMTS/GSM 게이트웨이를 하나의 장치에 포함

Wi-Fi를 사용하면 근거리 통신망(LAN)을 무선으로 배포할 수 있습니다. 또한 옥외 구역이나 역사적인 건물과 같이 케이블을 구동할 수 없는 공간은 무선랜을 호스팅할 수 있습니다. 그러나 금속 함량이 높은 돌과 같은 특정 재료의 벽을 건설하면 Wi-Fi 신호를 차단할 수 있습니다.

Wi-Fi 장치는 근거리 무선 장치입니다. Wi-Fi 장치는 RF CMOS Integrated Circuit(RF 회로) 칩에서 제작됩니다.[124]

2000년대 초반부터 제조업체들은 대부분의 노트북에 무선 네트워크 어댑터를 구축하고 있습니다. Wi-Fi용 칩셋 가격은 계속 하락하고 있어 더욱 많은 기기에 포함된 경제적인 네트워킹 옵션입니다.[125]

서로 다른 경쟁 브랜드의 액세스 포인트와 클라이언트 네트워크 인터페이스가 기본적인 서비스 수준에서 상호 운용될 수 있습니다. 와이파이 얼라이언스에서 '와이파이 인증'으로 지정한 제품은 역호환이 가능합니다. 휴대폰과 달리 모든 표준 Wi-Fi 장치는 전 세계 어디에서나 작동합니다.

액세스 포인트

Apple MacBook에서 802.11g을 지원하는 AirPort Wi-Fi 어댑터

무선 액세스 포인트(WAP)는 무선 장치 그룹을 인접한 유선 LAN에 연결합니다. 액세스 포인트는 네트워크 허브와 유사하며, 연결된 무선 장치와 연결된 단일 유선 장치(일반적으로 이더넷 허브 또는 스위치) 사이의 데이터를 중계하여 무선 장치가 다른 유선 장치와 통신할 수 있도록 합니다.

무선 어댑터

무선 네트워크 인터페이스 컨트롤러 기가바이트 GC-WB867D-I

무선 어댑터를 사용하면 장치가 무선 네트워크에 연결할 수 있습니다. 이러한 어댑터는 PCI, miniPCI, USB, ExpressCard, Cardbus, PC Card 등 다양한 외부 또는 내부 상호 연결을 사용하여 장치에 연결합니다. 2010년 현재 대부분의 최신 노트북 컴퓨터에는 내장형 어댑터가 장착되어 있습니다.

라우터

무선 라우터는 통합 WAN 인터페이스를 통해 IP 라우팅, NATDNS 포워딩을 제공하는 Wireless Access Point, 이더넷 스위치 및 내부 라우터 펌웨어 애플리케이션을 통합합니다. 무선 라우터를 사용하면 유선 및 무선 이더넷 LAN 장치가 케이블 모뎀, DSL 모뎀 또는 광 모뎀과 같은 단일 WAN 장치에 연결할 수 있습니다. 무선 라우터를 사용하면 주로 액세스 포인트와 라우터의 세 가지 장치를 하나의 중앙 유틸리티를 통해 모두 구성할 수 있습니다. 이 유틸리티는 일반적으로 유무선 LAN 클라이언트와 종종 선택적으로 WAN 클라이언트에 액세스할 수 있는 통합서버입니다. 이 유틸리티는 MacOS 및 iOS에서 AirPort 유틸리티로 관리되는 Apple의 AirPort의 경우와 마찬가지로 컴퓨터에서 실행되는 응용 프로그램일 수도 있습니다.[126]

다리

무선 네트워크 브리지는 Wi-Fi를 통해 데이터 링크 계층에서 단일 네트워크를 형성하기 위해 두 네트워크를 연결하는 역할을 할 수 있습니다. 주요 표준은 무선 배전 시스템(WDS)입니다.

무선 브리징은 유선 네트워크를 무선 네트워크에 연결할 수 있습니다. 브리지는 액세스 포인트와 다릅니다. 액세스 포인트는 일반적으로 무선 장치를 하나의 유선 네트워크에 연결합니다. 두 개의 무선 브리지 장치는 두 개의 유선 네트워크를 무선 링크를 통해 연결하는 데 사용될 수 있으며, 이는 두 개의 분리된 가정 사이 또는 소비자 엔터테인먼트 장치와 같이 무선 네트워킹 기능이 없지만 유선 네트워킹 기능이 있는 장치에 유용합니다. 또는, 무선 브리지는 유선 연결을 지원하는 장치가 장치가 지원하는 무선 네트워크 연결 기능(외부 동글 또는 내장)에서 지원하는 것보다 빠른 무선 네트워킹 표준에서 작동할 수 있도록 하는 데 사용될 수 있습니다(예: Wireless-G만 지원하는 장치에 대해 Wireless-N 속도(브릿지 및 무선 액세스 포인트를 포함한 연결된 장치 모두의 유선 이더넷 포트에서 최대 지원 속도)를 활성화합니다. 듀얼 밴드 무선 브리지를 사용하여 2.4GHz 무선만 지원하고 유선 이더넷 포트가 있는 장치에서 5GHz 무선 네트워크 작동을 가능하게 할 수도 있습니다.

리피터

무선 범위 확장기 또는 무선 중계기는 기존 무선 네트워크의 범위를 확장할 수 있습니다. 전략적으로 배치된 범위 확장기는 신호 영역을 늘리거나 L자형 복도와 같은 장벽 주변에 신호 영역이 도달하도록 할 수 있습니다. 리피터를 통해 연결된 무선 디바이스는 각 홉에 대해 증가된 지연 시간으로 인해 어려움을 겪으며, 사용 가능한 최대 데이터 처리량이 감소할 수 있습니다. 또한 무선 범위 확장기를 사용하는 네트워크를 사용하는 추가 사용자의 효과는 단일 사용자가 확장기를 사용하는 네트워크 주변으로 이동하는 경우보다 더 빠르게 사용 가능한 대역폭을 소비하는 것입니다. 이러한 이유로 무선 범위 확장기는 Wi-Fi가 장착된 태블릿을 사용하는 단일 사용자가 연결된 전체 네트워크의 확장된 부분과 확장되지 않은 부분을 함께 이동하는 경우와 같이 낮은 트래픽 처리량 요구 사항을 지원하는 네트워크에서 가장 잘 작동합니다. 또한, 체인의 중계기에 연결된 무선 장치는 연결 원점과 연결 끝 사이의 체인에서 "가장 약한 링크"에 의해 데이터 처리량이 제한됩니다. 무선 확장기를 사용하는 네트워크는 확장 네트워크의 일부를 경계로 하고 확장 네트워크와 동일한 채널을 점유하는 이웃 액세스 포인트의 간섭으로 인해 성능이 저하될 가능성이 더 높습니다.

임베디드 시스템

내장 시리얼-투-와이파이 모듈

보안 표준인 Wi-Fi Protected Setup을 사용하면 그래픽 사용자 인터페이스가 제한된 임베디드 장치가 인터넷에 쉽게 연결할 수 있습니다. Wi-Fi Protected Setup에는 2가지 구성이 있습니다. 푸시 버튼(Push Button) 구성 및 PIN 구성. 이러한 임베디드 장치는 사물 인터넷이라고도 불리며 저전력 배터리로 작동하는 임베디드 시스템입니다. 여러 Wi-Fi 제조업체는 GainSpan과 같은 임베디드 Wi-Fi용 칩 및 모듈을 설계합니다.[127]

최근 몇 년 동안(특히 2007년 기준) 실시간 운영 체제를 통합하고 직렬 포트를 통해 통신할 수 있는 모든 장치를 무선으로 사용할 수 있는 간단한 수단을 제공하는 내장형 Wi-Fi 모듈을 사용할 수 있게 되었습니다.[128] 이를 통해 간단한 모니터링 장치를 설계할 수 있습니다. 가정에서 환자를 모니터링하는 휴대용 심전도 장치가 그 예입니다. 이 Wi-Fi 지원 장치는 인터넷을 통해 통신할 수 있습니다.[129]

이러한 Wi-Fi 모듈은 OEM에 의해 설계되어 구현자가 제품에 Wi-Fi 연결을 제공하기 위해 최소한의 Wi-Fi 지식만 있으면 됩니다.

2014년 6월, 텍사스 인스트루먼트는 최초의 ARM Cortex-M4 마이크로컨트롤러인 SimpleLink CC3200을 온보드 전용 Wi-Fi MCU와 함께 선보였습니다. Wi-Fi 연결이 가능한 임베디드 시스템을 단일 칩 장치로 구축할 수 있도록 하여 비용과 최소 크기를 줄여 무선 네트워크 컨트롤러를 저렴한 일반 물체로 구축하는 것이 더욱 실용적입니다.[130]

네트워크 보안

무선 네트워크 보안의 주요 문제는 이더넷과 같은 전통적인 유선 네트워크에 비해 네트워크에 대한 액세스가 단순화된다는 것입니다. 유선 네트워킹의 경우 건물에 액세스하거나(내부 네트워크에 물리적으로 연결), 외부 방화벽을 뚫어야 합니다. Wi-Fi에 액세스하려면 Wi-Fi 네트워크 범위 내에 있어야 합니다. 대부분의 비즈니스 네트워크는 외부 액세스를 허용하지 않음으로써 중요한 데이터와 시스템을 보호합니다. 무선 연결을 활성화하면 네트워크가 부적절하거나 암호화를 사용하지 않을 경우 보안이 저하됩니다.[131][132][133]

Wi-Fi 네트워크 라우터에 액세스한 공격자는 쿼리된 DNS 서버가 응답할 기회를 갖기 전에 응답을 위조하여 네트워크의 다른 사용자에 대한 DNS 스푸핑 공격을 시작할 수 있습니다.[134]

확보방법

권한 없는 사용자를 막기 위한 일반적인 방법은 SSID 브로드캐스트를 비활성화하여 액세스 포인트의 이름을 숨기는 것입니다. 일반 사용자에게는 효과적이지만 클라이언트 SSID 쿼리에 응답하여 SSID가 클리어로 브로드캐스트되기 때문에 보안 방법으로는 효과적이지 않습니다. 또 다른 방법은 알려진 MAC 주소를 가진 컴퓨터만 네트워크에 가입할 수 있도록 허용하는 것이지만,[135] 결정된 도청자는 승인된 주소를 스푸핑하여 네트워크에 가입할 수 있습니다.

WEP(Wired Equivalent Privacy) 암호화는 캐주얼 스누핑으로부터 보호하기 위해 설계되었지만 더 이상 안전하지 않은 것으로 간주됩니다. AirSnortAircrack-ng와 같은 도구는 WEP 암호화 키를 빠르게 복구할 수 있습니다.[136] WEP의 약점 때문에 Wi-Fi Alliance는 TKIP를 사용하는 Wi-Fi Protected Access (WPA)를 승인했습니다. WPA는 일반적으로 펌웨어 업그레이드를 통해 오래된 장비와 함께 작동하도록 특별히 설계되었습니다. WEP보다 더 안전하지만 WPA는 취약성을 알고 있습니다.

고급 암호화 표준을 사용하는 보다 안전한 WPA2는 2004년에 도입되었으며 대부분의 새로운 Wi-Fi 장치에서 지원됩니다. WPA2는 WPA와 완벽하게 호환됩니다.[137] 2017년에는 WPA2 프로토콜의 결함이 발견되어 KRACK으로 알려진 키 재생 공격을 허용했습니다.[138][139]

WIFI:S를 사용하여 Wi-Fi 연결을 자동화하는 QR 코드:위키백과T:WPA;P:Password1!;;

2007년 Wi-Fi에 추가된 Wi-Fi Protected Setup(WPS) 기능의 결함으로 WPA 및 WPA2 보안을 무시할 수 있습니다. 2011년 현재 유일한 해결책은 Wi-Fi Protected Setup을 끄는 것이었는데,[140] 항상 가능한 것은 아닙니다.

가상 사설망은 Wi-Fi 네트워크, 특히 공공 Wi-Fi 네트워크를 통해 전달되는 데이터의 기밀성을 향상시키는 데 사용될 수 있습니다.[141]

WIFI 방식을 사용하는 URI는 SSID, 암호화 유형, 비밀번호/패스프레이즈를 지정할 수 있으며 SSID가 숨겨져 있는지 여부를 지정할 수 있으므로 사용자는 수동으로 데이터를 입력할 필요 없이 QR 코드의 링크를 따라 네트워크에 참여할 수 있습니다.[142] 안드로이드와 iOS 11+[143]에서 미카드와 같은 형식을 지원합니다.

  • 공통 형식: WIFI:S:<SSID>;T:<WEP WPA blank>;P:<PASSWORD>;H:<true false blank>;
  • 샘플 WIFI:S:MySSID;T:WPA;P:MyPassW0rd;;

데이터 보안 위험

Wi-Fi 액세스 포인트는 일반적으로 암호화가 없는(열림) 모드로 설정됩니다. 초보 사용자는 즉시 작동하는 제로 구성 장치의 혜택을 받지만 이 기본값은 무선 보안을 활성화하지 않으므로 LAN에 대한 개방형 무선 액세스를 제공합니다. 보안을 켜려면 사용자가 일반적으로 소프트웨어 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 통해 장치를 구성해야 합니다. 암호화되지 않은 Wi-Fi 네트워크에서 장치를 연결하여 데이터(개인 정보 포함)를 모니터링하고 기록할 수 있습니다. 이러한 네트워크는 VPN 또는 HTTPS(Hypertext Transfer Protocol over Transport Layer Security)와 같은 다른 보호 수단을 사용해야만 보안을 유지할 수 있습니다.

오래된 무선 암호화 표준인 WEP(Wired Equivalent Privacy)는 올바르게 구성해도 쉽게 깨지는 것으로 나타났습니다. 2003년에 기기에서 사용할 수 있게 된 WPA(Wi-Fi Protected Access) 암호화는 이 문제를 해결하는 것을 목표로 했습니다. 2004년에 비준된 WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)는 강력한 암호를 사용하는 경우 안전한 것으로 간주됩니다. 2003년 버전의 WPA는 2004년 WPA2로 대체된 이후로 안전하다고 여겨지지 않았습니다.

2018년 WPA3가 WPA2의 대체품으로 발표되어 보안이 강화되었으며,[144] 6월 26일 출시되었습니다.[145]

업어치기

피기백(pigbacking)은 자신의 컴퓨터를 다른 사람의 무선 연결 범위 내로 가져와 가입자의 명시적인 허가나 지식 없이 그 서비스를 사용하여 무선 인터넷 연결에 액세스하는 것을 말합니다.

802.11의 초기 대중적인 채택 동안, 특히 사람들이 어느 특정 시간에 다운스트림 대역폭의 일부만을 사용하기 때문에, 범위 내의 누구나 사용할 수 있도록 개방형 액세스 포인트를 제공하는 것이 무선 커뮤니티 네트워크를 구축하도록 장려되었습니다[by whom?].[146]

레크리에이션 로깅 및 다른 사람의 액세스 포인트 매핑은 운전으로 알려졌습니다. 실제로 많은 액세스 포인트가 보안을 켜지 않고 의도적으로 설치되어 무료 서비스로 사용할 수 있습니다. 이러한 방식으로 인터넷 연결에 대한 액세스를 제공하는 것은 서비스 약관을 위반하거나 ISP와 계약할 수 있습니다. 이러한 활동이 대부분의 관할권에서 제재로 이어지지는 않지만, 입법과 판례는 전 세계적으로 상당한 차이가 있습니다. 사용 가능한 서비스를 설명하는 낙서를 남기는 제안을 워워킹이라고 했습니다.[147]

업어치기는 종종 의도치 않게 발생합니다. 기술적으로 익숙하지 않은 사용자는 기본 "보안 해제" 설정을 액세스 포인트로 변경하지 않을 수 있으며 운영 체제는 사용 가능한 무선 네트워크에 자동으로 연결되도록 구성할 수 있습니다. 액세스 포인트 근처에서 랩톱을 시작한 사용자는 눈에 보이는 표시 없이 컴퓨터가 네트워크에 가입한 것을 발견할 수 있습니다. 또한 한 네트워크에 가입하려는 사용자는 후자가 더 강한 신호를 가지고 있으면 다른 네트워크에 가입할 수 있습니다. 다른 네트워크 리소스의 자동 검색(DHCP제로콘프 참조)과 결합하면 무선 사용자가 대상을 찾을 때 중요한 데이터를 잘못된 중간자에게 보낼 수 있습니다(중간자 공격 참조). 예를 들어, 웹 사이트가 TLS가 없는 일반 HTTP와 같은 안전하지 않은 프로토콜을 사용하는 경우, 사용자는 안전하지 않은 네트워크를 사용하여 웹 사이트에 로그인할 수 있으므로 듣는 모든 사람이 로그인 자격 증명을 사용할 수 있습니다.

보안되지 않은 액세스 포인트에서 권한이 없는 사용자는 무선 액세스 포인트의 레이블에서 보안 정보(공장 사전 설정 암호 또는 Wi-Fi Protected Setup PIN)를 얻고 이 정보(또는 Wi-Fi Protected Setup 푸시 버튼 방식으로 연결)를 사용하여 권한이 없거나 불법적인 활동을 저지를 수 있습니다.

사회적 측면

무선 인터넷 접속은 사회에 훨씬 더 많이 자리 잡았습니다. 따라서 그것은 사회가 여러 면에서 기능하는 방식을 변화시켰습니다.

개발도상국에 미치는 영향

전 세계의 절반 이상이 개발도상국의 농촌 [79]지역인 인터넷에 접속할 수 없습니다. 더 많은 선진국에서 구현된 기술은 종종 비용이 많이 들고 에너지 효율이 낮습니다. 이로 인해 개발도상국은 더 많은 저기술 네트워크를 사용하게 되었고, 태양광 발전만으로 유지할 수 있는 재생 가능한 전력원을 자주 구현하여 정전과 같은 장애에 강한 네트워크를 만들었습니다. 예를 들어, 2007년 페루의 카보 판토자와 이퀴토스 사이에 450km(280마일)의 네트워크가 세워졌는데, 이 네트워크는 모든 장비가 태양 전지판으로만 구동됩니다.[79] 이러한 장거리 Wi-Fi 네트워크는 고립된 마을의 인구에게 인터넷 액세스를 제공하고 고립된 지역 사회에 의료 서비스를 제공하는 두 가지 주요 용도를 가지고 있습니다. 앞서 언급한 예의 경우 원격 진단을 위한 15개 의료 전초기지에 이퀴토스의 중앙 병원을 연결합니다.[79]

일습관

카페나 공원과 같은 공공 공간에서 Wi-Fi에 액세스하면 사람들, 특히 프리랜서가 원격으로 작업할 수 있습니다. 작업할 장소를 선택할 때 가장 강력한 요소는 Wi-Fi 접근성이지만(75%의 사람들은 그렇지 않은 장소보다 Wi-Fi를 제공하는 장소를 선택합니다),[73] 다른 요소들은 특정 핫스팟을 선택하는 데 영향을 미칩니다. 책과 같은 다른 자원의 접근성, 직장의 위치, 같은 장소에서 다른 사람들을 만나는 사회적 측면에서 다양합니다. 또한 공공 장소에서 일하는 사람들의 증가는 지역 기업의 더 많은 고객을 초래하여 지역에 경기 부양책을 제공합니다.

또한 같은 연구에서 무선 연결은 작업 중에 더 많은 이동의 자유를 제공한다고 언급했습니다. 집이나 사무실에서 일할 때 모두 다른 방이나 공간 사이를 이동할 수 있습니다. 일부 사무실(특히 뉴욕의 시스코 사무실)에서는 직원들이 책상을 할당받지 않았지만 노트북을 Wi-Fi 핫스팟에 연결하는 모든 사무실에서 근무할 수 있습니다.[73]

주택

인터넷은 생활의 필수 요소가 되었습니다. 미국 가정의 81.9%가 인터넷에 접속할 수 있습니다.[148] 또한 광대역통신을 보유한 미국 가정의 89%가 무선 기술을 통해 연결됩니다.[149] 미국 가정의 72.9%가 와이파이를 보유하고 있습니다.

Wi-Fi 네트워크는 집과 호텔의 내부 배치 방식에도 영향을 미쳤습니다. 예를 들어, 건축가들은 고객이 더 이상 홈 오피스로 방 하나만을 원하지 않고 벽난로 근처에서 일하기를 원하거나 다른 방에서 일할 수 있는 가능성을 가지고 있다고 설명했습니다. 이것은 그들이 설계한 방의 사용에 대한 건축가의 기존 아이디어와 모순됩니다. 또한 일부 호텔에서는 투숙객이 더 강력한 Wi-Fi 신호를 받기 때문에 특정 객실에 머무르는 것을 선호한다고 언급했습니다.[73]

건강상의 문제

세계보건기구(WHO)는 "기지국과 무선 네트워크에서 RF 필드에 노출됨으로써 건강에 미치는 영향은 예상되지 않는다"고 말하면서도 다른 RF 소스의 영향에 대한 연구를 촉진한다고 언급합니다.[150][151] ("인과적 연관성은 신뢰할 수 있는 것으로 간주되지만, 우연, 편향 또는 교란을 합리적인 신뢰로 배제할 수 없는 경우"에 사용되는 범주)[152] 이 분류는 Wi-Fi 네트워크가 아닌 무선 전화기 사용과 관련된 위험을 기반으로 했습니다.

2007년 영국 건강보호국은 1년 동안 와이파이에 노출되면 "20분간의 휴대전화 통화에서 같은 양의 방사선이 나온다"고 보고했습니다.[153]

전자파 과민증을 주장한 725명이 참여한 연구를 검토한 결과 "...이 현상에 대한 연구가 더 필요하지만 '전자파 과민증'은 EMF의 존재와 관련이 없음을 시사합니다."[154]

대안

다른 여러 무선 기술은 다양한 사용 사례를 위해 Wi-Fi를 대체할 수 있습니다.

일부 대안은 "새로운 와이어 없음"으로 기존 케이블을 다시 사용하는 것입니다.

  • 전화 및 전원선과 같은 기존 가정용 배선을 사용하는 G.hn

Wi-Fi에 대한 실행 가능한 대안을 제공하는 컴퓨터 네트워킹을 위한 여러 유선 기술:

참고 항목

설명주

  1. ^ Wi-Fi Alliance의 창립 멤버에 따르면 "Wi-Fi"는 확장된 의미가 없으며 단순히 기술에 대한 더 기억에 남는 이름으로 선택되었다고 합니다. 이 선택 직후에 생산된 일부 Wi-Fi Alliance 자료에는 무선 충실도라는 문구가 사용되었지만, 이는 곧 삭제되었습니다.[2]
  2. ^ Wi-Fi 6E는 6GHz에서 작동하는 Wi-Fi 장치를 식별하는 업계 이름입니다. Wi-Fi 6E는 6GHz 대역으로 확장된 Wi-Fi 6의 기능과 기능을 제공합니다.
  3. ^ 802.11ac는 5GHz 대역에서만 동작을 지정합니다. 2.4GHz 대역에서의 동작은 802.11n에 의해 지정됩니다.
  4. ^ 어댑터를 교체할 때 주소 변경을 방지하거나 로컬에서 관리되는 주소를 사용하기 위해 공장에서 할당한 주소를 재정의할 수 있는 경우도 있습니다.
  5. ^ a b 난잡한 모드로 전환되지 않는 한.
  6. ^ 이 "one speaks, all listen" 속성은 공유 매체 Wi-Fi의 보안 취약점입니다. Wi-Fi 네트워크의 노드가 선택할 경우 유선의 모든 트래픽을 도청할 수 있기 때문입니다.

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