Wi-Fi 6E : 6Ghz에서 AP가 동작하는 방식

6GHz는 비면허 주파수 대역폭으로는 사상 최대 규모로, 그 크기만으로도 몇 가지 문제를 해결할 수 있습니다.
새로운 규정은 나라마다 다르긴 합니다. FCC 규정을 따르는 미국을 비롯한 한국과 기타 많은 국가에서는 1200MHz의 주파수 대역을 20MHz 대역의 59개 채널로 나눌 수 있습니다. 이는 기존 5GHz 대역의 거의 3배입니다. 영국과 유럽연합(EU)에서는 할당된 대역폭이 이보단 적지만 여전히 사용 가능한 용량이 두 배나 됩니다.

이 추가된 6GHz 대역은 최대 7개의 160MHz 채널을 사용하면서 간섭을 줄이면서 Wi-Fi 6E 성능에 큰 도움이 줍니다. 하지만, 6GHz에서 AP를 검색하는 데 어려움이 있습니다.

AP Discovery는 무엇인가요?

AP Discovery는 단말이 건물에 들어가거나 전원을 켤 때 연결하기에 적합한 액세스 포인트(AP)를 찾는 프로세스입니다.
Discovery 프로세스는 오늘날 대부분의 클라이언트 장치에서 사용합니다.
이러한 프로세스를 수행하는 가장 간단한 방법은..

1. 하나 이상의 프로브 요청을 전송하여 채널을 차례로 스캔합니다.
2. 그리고 해당 영역 내의 액세스 포인트로부터 응답을 수신하고,
3. 클라이언트의 프로필(Profile)과 일치하는 SSID가 있는지 검사합니다.
4. 검사까지 마쳤으면 이제 채널로 이동하는 것입니다.

여기에는 세 가지 단점이 있습니다.

1. 무선 신호가 채널로부터 떨어져 있는 동안, 애플리케이션 성능에 영향을 미칠 수 있는 상당한 시간이 소요됩니다.
2. 브로드캐스팅 중에 많은 프로브 요청 및 응답 프레임이 필요하므로 방송 시간 효율성이 저하됩니다.
3. 클라이언트 배터리 수명에 영향을 미칩니다.

5GHz 대역에서는 채널당 약 20ms의 시간이 이미 이슈가 되고 있습니다.
Wi-Fi 6E 클라이언트가 사용 가능한 모든 액세스포인트를 검색하려면, 대역의 가용한 20MHz 채널을 모두 검색해야 합니다. 위에서 언급한 것처럼 최대 59개의 20MHz 채널을 만들 수 있다보니 심각성이 커지게 됩니다.

6GHz에서의 AP Discovery : Active Scanning

이 문제를 해결하기 위해서 새로운 표준(Standard)은 몇 가지 새로운 기능을 제시합니다.

1. 네 번째 채널마다 “기본 검색(Preferred Scanning)”으로 지정합니다.
2. 액세스포인트는 신호 전송을 위해 이 채널을 사용하게 될 것이며, 클라이언트는 이 채널을 먼저 검색합니다.

6GHz 대역에서는 80MHz 채널로 설계할 것으로 많이들 예상합니다.
이 때, 액세스포인트는 Primary 20MHz 채널로 80MHz 채널에 있는 “기본 검색(Preferred Scanning)을 보다 쉽게 찾을 수 있습니다.

20MHz 채널 4개를 묶은 것이 80MHz이기 때문에 4번째 채널마다 Preferred Scanning으로 지정하면 보다 쉽게 80MHz를 찾을 수 있음

여기서 비콘 신호를 전송하고 프로브 요청에 응답하게 됩니다.

기본 검색(Preferred Scanning) 채널의 배열은 클라이언트 장치가 네트워크와 사전에 연결되지 않고 프로브 요청이 있는 액세스 지점을 검색해야 하는 경우에 도움이 됩니다.

그러나 멀티 밴드(다중 주파수 대역)를 사용하는 액세스 포인트의 경우, 단말이 이미 같은 액세스 포인트의 다른 대역(2.4 또는 5GHz)에 연결되어 있을 수도 있습니다. 이 경우에, 새로운 표준에는 액세스 포인트가 하위 대역에 광고할 수 있는 방법과 6GHz 대역의 작동 채널에 대한 정보를 포함하는 방법이 추가됩니다.

클라이언트가 즉시 6GHz의 올바른 채널로 이동하여 연결을 시작할 수 있기 때문에, 2.4GHz 또는 5GHz 대역을 6GHz로 연결하는 디딤돌로 사용하여 스캔하거나 연결하는 것이 고대역폭 연결을 만드는 가장 빠른 방법일 수 있습니다.

게다가 무선상의 프레임이 감소하여, 클라이언트는 검색 프레임을 전송하거나 수신하기 위한 배터리를 방전시키지 않습니다.

6GHz에서의 AP Discovery : Passive Scanning

액티브 스캐닝 대신에, 프로브 요청 및 응답을 위해 Wi-Fi 6E 표준은 6GHz 대역에 직접 패시브 스캐닝 경로를 제공합니다.

“빠른 초기 링크 설정(Fast Initial Link Setup, FILS)” 발표와 “자발적 프로브 응답(Unsolicited Probe Responses)”이라는 두 가지 메커니즘을 통해 액세스 포인트는 기본적으로 20ms마다 작은 비콘 신호(Mini-Beacon)신호를 브로드캐스트할 수 있습니다.

따라서 클라이언트 장치는 프로브 요청을 전송하지 않고도 액세스 포인트에서 광고를 20ms 간격으로 들을 수 있다는 것을 알 수 있으므로 해당 채널로 무선 주파수를 조정할 수 있습니다.

이는 방송 중 프레임을 줄이고 클라이언트 배터리 수명을 연장합니다.

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이렇게 Wi-Fi 6E라는 새로운 주파수 대역을 사용함에 따라 기존 방식에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위한 방법이 새롭게 표준으로 지정되었습니다.

Wi-Fi 6E에 대한 관심이 급부상하고 있습니다.
새로운 기술로 더 빠르고 더 쾌적한 무선 네트워크를 즐기기 위해서 많은 관심이 쏠리고 있는 것 같습니다.

그렇다면 그만큼 더욱 기술을 이해하고 어떻게 더 효율적으로 설계하는 것을 고민해야 할 것입니다.
이를 위해서 Aruba는 6GHz 대역과 Wi-Fi 6E를 적용하기 위한 기술 가이드를 제공합니다.