기획

Wi-Fi 7은 어떻게 더 진화했나?

차세대 Wi-Fi라 불리는 Wi-Fi 7의 표준안이 지난 1월 정해지면서 Wi-Fi 7의 실질적인 보급이 시작됐다. 과학기술정통부도 Wi-Fi 7을 적용한 칩셋, 공유기(AP), 스마트폰 등이 상용화돼 고품질의 Wi-Fi 서비스를 이용할 수 있도록 Wi-Fi 7 표준안에 맞게 채널당 대역폭을 확대하는 내용의 기술기준(고시)을 2024년 상반기 내에 개정할 계획이라 밝히는 등 법령 지원에 나섰다.

2019년 표준안이 발표된 Wi-Fi 6에 이어 5년 만에 7세대로 진화하는 Wi-Fi는 어떻게 달라지는 걸까? 어떤 장점이 있길래 상용화를 지원하기 위해 정부 조직까지 기술기준을 개정할까?

네 줄 요약

Wi-Fi 7은 6/6E와 비교해 더 빠르고 안정적인 무선 연결을 지원한다.
채널 대역폭이 넓어지고 변조 방식이 개선되면서 속도가 훨씬 빨라졌다.
MLO 방식에 대응하면서 안정성이 크게 늘었고, 전이중 통신이 가능해졌다.
Multi RU 덕분에 전송 효율성이 향상됐다.

속도가 크게 빨라졌다

Wi-Fi 7은 현재 상용화된 6/6E(6E는 2021년 확정)를 대체할 차세대 Wi-Fi 규격이다. 정확히는 ‘IEEE802.11be’라는 명칭이 있지만, ‘802.11’ 뒤에 붙은 알파벳에 따라 전혀 다른 규격이 되기 때문에 혼용하지 않도록 일반적으로는 ‘Wi-Fi 7’이라고 부른다. 그런 Wi-Fi 7을 한 마디로 설명하라고 한다면, ‘고속, 저지연을 실현한 Wi-Fi’라 할 수 있을 것이다.

가장 큰 특징은 역시 속도다. 최대 통신 속도는 기존 Wi-Fi 6/6E가 9.6Gbps였던 것과 비교해 약 5배 빠른 46Gbps를 자랑한다. 물론 이 속도는 규격 조건을 모두 만족했을 때의 수치인 ‘이론상’ 속도라서 실제와는 다르다. 실제 제품 레벨에서는 지금 기준으로 Wi-Fi 6/6E와 비교해 약 2.4배 정도 빠르다고 생각하면 된다(6GHz 대역 사용 시).

그리고 Wi-Fi 7에는 전파를 효율적으로 활용하는 기술, 전송을 효율화하는 기술 등이 적용되어 Wi-Fi에서 문제점으로 지적되는 ‘지연(딜레이)’, 즉 데이터 도착이 늦어짐으로써 애플리케이션 이용에 지장이 생기는 현상을 줄일 수 있다. 덕분에 Wi-Fi 7은 VR/AR 등의 확장 현실 기술, 의료, 자동차, 게이밍 등 다양한 분야에서 지금보다 더 진화한 사용자 경험을 제공할 수 있을 것이라 기대받고 있다.

Wi-Fi 7은 왜 빠를까?

조금 더 깊게 들어가 보자. Wi-Fi 7의 가장 큰 특징은 더 빨라진 속도라고 했는데, 그럼 어떤 원리에 의해 더 빨라진 것일까? 간단히 말하면 한 번에 더 많은 데이터를 보낼 수 있게 됐기 때문이다. 이를 뒷받침하는 기술들은 다음과 같다.

데이터 전송 효율이 1.2배인 ‘4096QAM’을 사용

변조 방식이 개선되면서 통신 효율이 높아졌다. 변조는 데이터를 Wi-Fi 무선 전파로 변환하는 과정을 말하는데, 변조 방식이 개선되면서 동시에 표현할 수 있는 정보량이 1024QAM(10bit, 32×32)에서 4096QAM(12bit, 64×64)으로 늘어났고, 그 결과 전송할 수 있는 정보량이 1.2배 늘어났다. 즉, 통신 속도가 1.2배 빨라진 것이다. 주로 근거리 통신 시에 유효한 기능이다.

변조 방식이 개선되며 동시에 전송할 수 있는 정보량이 1.2 배 늘어났다. 참고로 Wi-Fi 5는 256QAM이었고, Wi-Fi 4는 64QAM이었다. (사진 출처 : msi.com)

채널 대역폭이 160MHz에서 320MHz로 2배 확대

공유기(AP)와 단말기가 6GHz 대역에서 통신할 때 이용하는 주파수 대역폭이 이전에는 8채널분에 해당하는 160MHz 넓이였는데, Wi-Fi 7에서는 16채널분에 해당하는 320MHz 넓이로 확대됐다. 대역폭이 2배 늘어났다는 말은 전송할 수 있는 정보량이 2배 늘어났다는 말이고, 이는 속도가 2배 늘어났다는 뜻이다.

대역폭이 2배 늘었다는 말은 간단히 말해 차선이 2배로 넓어졌다는 뜻이다. 즉, 통행할 수 있는 차도 2배 늘어난 셈. (사진 출처 : buffalo.jp)

여러 주파수 대역을 조합해 사용하는 ‘MLO’ 방식을 지원

기존 Wi-Fi 6/6E는 2.4/5/6GHz 대역 중에서 하나를 골라 연결하는 방식이었는데, Wi-Fi 7은 MLO(Multu-Link Operation) 방식을 지원함에 따라 이들 대역을 동시에 함께 사용할 수 있게 됐다. 예를 들어 6GHz 대역에서 320MHz 넓이를 사용하고, 5GHz 대역에서 160MHz 넓이를 2개 사용하면(쿼드밴드 필요), 사실상 2배의 속도를 실현할 수 있는 셈이다.

특히 이 기술은 전송 속도 향상뿐만 아니라 지연을 줄이는 효과, 안정성을 높이는 효과도 있다. 만약 5GHz 대역을 사용하는 기기가 많아서 혼잡할 때는 6GHz 대역을 이용해 정보를 보냄으로써 5GHz 대역을 이용했을 때 생기는 지연 현상을 피할 수 있다. 또한, 여러 대역을 통해 함께 정보를 보내면 특정 대역에서 끊김 현상이 발생해도 (느리지만) 다른 대역을 통해 정보 전송이 이어지므로 시스템의 안정성을 높이는 효과도 생긴다.

하나의 대역만 사용할 수 있었던 기존 Wi-Fi와 달리 Wi-Fi 7은 여러 대역대를 동시에 이용할 수 있다. (사진 출처 : msi.com)

그리고 MLO 방식의 또 하나의 장점은 전이중 통신(Full Duplex, 全二重通信)을 지원한다는 점이다. 전이중 통신은 간단히 말해 데이터를 양방향으로 동시에 전송할 수 있다는 말로, 송신과 수신이 동시에 이루어진다는 뜻이다. Wi-Fi 6/6E까지는 한쪽으로만 데이터를 전송할 수 있어서 동시에 송수신이 이루어지는 서비스를 이용하다 보면 짧은 시간이나마 끊김이 발생했는데, 전이중 통신이 가능한 Wi-Fi 7에서는 이런 불편을 거의 느낄 수 없게 될 것으로 기대된다. 특히 송수신이 빈번하게 이루어지는 온라인 게임 플레이 시 체감 효과가 높을 듯하다.

Multu RU와 Preamble Puncturing

기존 Wi-Fi 6/6E에서는 사용자가 할당된 리소스 단위(RU)에서만 데이터를 송수신할 수 있어서 여러 이용자가 사용할 때는 전체 리소스를 유연하게 관리하기가 힘들었다. 하지만 Wi-Fi 7에서는 Multi RU(Multi Resource Unit)가 도입되어 무선 통신 시 사용자에게 할당하는 리소스 단위를 더욱 세밀하게 조정할 수 있어서 여러 RU를 한 명에게 할당하는 등 유연하게 관리할 수 있게 됐다. 덕분에 전송 효율성이 더 높아졌다.

사용하는 대역폭을 세밀하게 조정할 수 있게 되면서 채널 스펙트럼을 효율적으로 사용할 수 있게 됐다. (사진 출처 : tp-link.com)

그리고 Multi RU 덕분에 Preamble Puncturing이 가능해졌다. 기존에는 이용 중인 채널에 신호 간섭 등이 발생하면 분단된 채널 전체를 사용할 수 없게 되거나 아주 일부분의 대역만 사용할 수 있었지만, Preamble Puncturing 기술이 적용되면서 신호 간섭이 차지하는 영역만 뺀 나머지 대역을 대부분 사용할 수 있게 됐다. Multi RU와 함께 부족한 채널 스펙트럼을 더 효율적으로 사용할 수 있게 해주는 기술이다.