차세대 무선 광대역 기술의 전향적 평가 : 6G 대 Wi-Fi 7/8
김성천 연구소장
현재 5G와 Wi-Fi 6는 전 세계적으로 동시에 배포되고 있다. 이에 따라 6세대 셀룰러('6G')부터 7번째 IEEE 802.11be 표준('Wi-Fi 7') 및 8번째 IEEE 802.11bn 와이파이 표준('‘Wi-Fi 8')에 이르기까지 차세대 무선 광대역 기술에 대한 주요 연구 개발 활동이 이미 시작되었다. 6G는 2020년대 중반에 표준화되어 2028년경부터 배포될 것으로 예상되는 반면, Wi-Fi 7은 현재 표준화되고 있으며 2023년까지 완료될 예정이며 곧 비면허 스펙트럼 대역을 통한 배포가 예상된다. 6G가 출시될 때쯤이면 무선 업계는 Wi-Fi 8로 옮겨갈 것이다.
이 논문은 차세대 무선 광대역 기술의 전향적 평가를 서술하고 있다.
서론과 결론의 요약은 다음과 같다.
무선 광대역 연결은 시민들이 온라인 콘텐츠, 애플리케이션 및 서비스에 참여할 수 있는 가장 중요한 방법 중 하나를 제공한다. 실제로 사회와 경제는 이러한 연결성에 점점 더 의존하고 있습니다. 이전에는 고정 광대역에 의존하던 정적 장치가 Wi-Fi, 셀룰러 및 위성 기술과 같은 무선 옵션을 활용하는 것으로 이동했기 때문이다. 무선 산업의 글로벌 개발은 종종 서비스 품질(QoS) 제공 및 기계 학습(ML) 통합에 초점을 두고 새로운 표준을 계속 추진한다 모두 향상된 무선 광대역 서비스 제공을 목표로 한다. 현재 5G 및 Wi-Fi 6는 소비자가 다양한 고속 무선 광대역 서비스에 액세스할 수 있도록 전 세계적으로 배포되고 있다. 이로 인해 이러한 새로운 무선 기술, 특히 면허 대역과 비면허 대역에 관한 스펙트럼 관리 문제에 접근하는 방법에 대해 업계와 정부에서 많은 논쟁이 벌어졌다. 실제로 5G에 대한 과대 광고가 엄청나게 많았고 일부 해설자들은 Wi-Fi 사용이 향후 10년 동안 셀룰러에 의해 붐비게 될 것이라고 잘못 주장하기도 했다. 이와는 대조적으로 Wi-Fi는 전 세계 인터넷 트래픽의 약 2/3를 계속 제공하고 있으며 Wi-Fi 연결 장치 수는 지구상의 사람들보다 두 배 이상 많다. 이 두 기술 간의 경쟁은 여기에 있다. 5G 및 Wi-Fi 6에 대한 최근 평가에서는 이러한 기술이 경쟁사보다 더 보완적이며 Wi-Fi가 지배적인 실내 기술로 남을 가능성이 높다( 비용 이점), 셀룰러는 지배적인 광역 기술로 남아 있다(Oughton et al., 2021). 중요한 것은 업계 분석가 및 기타 이해 관계자가 종종 특정 기술을 과대 광고할 수 있지만 대부분의 소비자는 액세스할 수 있는 기술에 대해 모호한 경우가 많으며 무선 광대역 연결이 기능적이고 안정적이라는 점이다. 현재 차세대(Next-G) 무선 네트워크에 중점을 두고 있으므로 업계와 정부의 결정을 모두 지원하기 위한 새로운 평가가 필요하다.
실제로 6세대 셀룰러('6G')부터 7세대 IEEE 802.11be('Wi-Fi 7') 및 8세대 IEEE 802.11bn WiFi 표준 ('Wi-Fi 8)에 이르기까지 다양하게 차세대 무선 광대역 기술에 대한 연구가 진행중이다. 따라서 Next-G 무선 기술의 장단점을 고려하는 것이 무엇보다 중요하다. 이러한 선견지명이 (i) 배포 전에 기존 R&D 및 표준화 노력 모두에 도움이 될 수 있고 (ii) 네트워크 사업자, 통신 규제 기관 및 최종 사용자는 미래의 수요, 잠재적 배포 시나리오 및 그 밖의 결과를 이해할 수 있다. 셀룰러 및 Wi-Fi 기술에 대한 이러한 비교 평가는 이전 세대에 대해 수행되었지만, 7세대 및 8세대 Wi-Fi에 비해 6G에 대한 전향적 관심은 아직 거의 없다.
이에 본 논문은 다음과 같은 연구문제를 제기한다.
1. 제안된 6G 기술과 Wi-Fi 7 및 8과 같은 미래 WiFi IEEE 802.11 세대 사이의 유사점과 차이점은 무엇인가?
2. 이러한 미래 기술은 5G 및 Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)와 같은 이전 셀룰러 및 Wi-Fi 표준과 비교하여 어떻게 다른가?
이 논문에서는 두 그룹의 기술을 비교한다. 무선 광대역 산업 전반의 의사 결정자를 위한 엔지니어링, 경제 및 정책 문제를 강조하기 위해 이러한 두 기술 그룹과 관련된 새로운 문제를 검토한다.
이 논문에서 6G 또는 Wi-Fi 7 및 8 표준을 통해 무선 광대역 연결을 제공하기 위해 새롭게 등장하는 주요 기술에 대한 전향적 평가를 수행했다. 미래의 수요를 먼저 살펴보았는데, 트래픽은 새로운 장치와 비디오 소비의 확산으로 인해 점점 더 많은 양의 데이터를 계속해서 소비할 것으로 예상된다. 따라서 이러한 미래의 수요를 비용 효율적으로 충족할 수 있는 새로운 무선 광대역 기술이 필요하다. 다음으로, 6G의 새로운 연구 영역을 아래와 같이 탐색한다. (i) 개방적이고 유연하며 가상화된 네트워크, (ii) 테라헤르츠를 포함한 더 많은 스펙트럼 활용, (iii) 네트워크 관리를 위한 ML 통합을 포함하는 7가지 새로운 주제를 확인했다. (iv) 비지상 연결, (v) 향상된 포지셔닝 및 감지, (vi) 향상된 에너지 효율성, (vii) 고급 보안 및 개인 정보 보호. 목표는 초대형 MIMO와 훨씬 더 높은 스펙트럼 채널 대역폭을 활용하여 1Tbps 처리량을 제공하는 것이다. 이와는 대조적으로 Wi-Fi 8의 잠재적인 발전을 예상하여 Wi-Fi 7의 주요 기능을 살펴보았다. 여기에는 최대 4096-QAM 및 8x8 MIMO를 활용하는 Wi-Fi 7의 최대 46Gbps 처리량이 포함된다. 반대로 Wi-Fi 8은 잠재적으로 16x16 MIMO를 통합하고 더 많은 스펙트럼(60GHz 포함)을 통합하여 >10Gbps를 목표로 할 수 있다. 또한 미래의 Wi-Fi 표준은 보장된 처리량과 대기 시간 수준을 제공하기 위해 안정성을 높이는 방법을 모색하고 있다. 이러한 각 기술 그룹에 대한 주요 기술 개발 및 제안을 평가한 후 중요한 엔지니어링, 경제 및 정책 차원을 탐색하는 비교 평가가 제시되었다. 이 부분에서 저작들은 셀룰러가 고도로 지역화된 연결(Wi-Fi의 전통적인 영역)을 제공하는 동시에 비지상파 및 위성 기술을 활용하여 광역 모바일 광대역 전달을 개선하려고 시도하고 있음을 발견했다. 이 전향적 연구 평가의 주요 제한 사항은 논의된 기술 그룹의 일부 측면이 여전히 매우 투기적이며 최종 6G 또는 Wi-Fi 8 표준에 포함되지 않을 수 있다는 것이다. 따라서 두 표준 세트가 확정되면 추가 연구에 동기를 부여하여 결정적인 비교 평가를 수행할 수 있다.
[출처]
Oughton, Edward and Geraci, Giovanni and Polese, Michele and Shah, Vijay, Prospective Evaluation of Next Generation Wireless Broadband Technologies: 6G versus Wi-Fi 7/8 (August 1, 2023). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4528119 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4528119
차세대 무선 광대역 기술의 전향적 평가 : 6G 대 Wi-Fi 7/8
김성천 연구소장
현재 5G와 Wi-Fi 6는 전 세계적으로 동시에 배포되고 있다. 이에 따라 6세대 셀룰러('6G')부터 7번째 IEEE 802.11be 표준('Wi-Fi 7') 및 8번째 IEEE 802.11bn 와이파이 표준('‘Wi-Fi 8')에 이르기까지 차세대 무선 광대역 기술에 대한 주요 연구 개발 활동이 이미 시작되었다. 6G는 2020년대 중반에 표준화되어 2028년경부터 배포될 것으로 예상되는 반면, Wi-Fi 7은 현재 표준화되고 있으며 2023년까지 완료될 예정이며 곧 비면허 스펙트럼 대역을 통한 배포가 예상된다. 6G가 출시될 때쯤이면 무선 업계는 Wi-Fi 8로 옮겨갈 것이다.
이 논문은 차세대 무선 광대역 기술의 전향적 평가를 서술하고 있다.
서론과 결론의 요약은 다음과 같다.
무선 광대역 연결은 시민들이 온라인 콘텐츠, 애플리케이션 및 서비스에 참여할 수 있는 가장 중요한 방법 중 하나를 제공한다. 실제로 사회와 경제는 이러한 연결성에 점점 더 의존하고 있습니다. 이전에는 고정 광대역에 의존하던 정적 장치가 Wi-Fi, 셀룰러 및 위성 기술과 같은 무선 옵션을 활용하는 것으로 이동했기 때문이다. 무선 산업의 글로벌 개발은 종종 서비스 품질(QoS) 제공 및 기계 학습(ML) 통합에 초점을 두고 새로운 표준을 계속 추진한다 모두 향상된 무선 광대역 서비스 제공을 목표로 한다. 현재 5G 및 Wi-Fi 6는 소비자가 다양한 고속 무선 광대역 서비스에 액세스할 수 있도록 전 세계적으로 배포되고 있다. 이로 인해 이러한 새로운 무선 기술, 특히 면허 대역과 비면허 대역에 관한 스펙트럼 관리 문제에 접근하는 방법에 대해 업계와 정부에서 많은 논쟁이 벌어졌다. 실제로 5G에 대한 과대 광고가 엄청나게 많았고 일부 해설자들은 Wi-Fi 사용이 향후 10년 동안 셀룰러에 의해 붐비게 될 것이라고 잘못 주장하기도 했다. 이와는 대조적으로 Wi-Fi는 전 세계 인터넷 트래픽의 약 2/3를 계속 제공하고 있으며 Wi-Fi 연결 장치 수는 지구상의 사람들보다 두 배 이상 많다. 이 두 기술 간의 경쟁은 여기에 있다. 5G 및 Wi-Fi 6에 대한 최근 평가에서는 이러한 기술이 경쟁사보다 더 보완적이며 Wi-Fi가 지배적인 실내 기술로 남을 가능성이 높다( 비용 이점), 셀룰러는 지배적인 광역 기술로 남아 있다(Oughton et al., 2021). 중요한 것은 업계 분석가 및 기타 이해 관계자가 종종 특정 기술을 과대 광고할 수 있지만 대부분의 소비자는 액세스할 수 있는 기술에 대해 모호한 경우가 많으며 무선 광대역 연결이 기능적이고 안정적이라는 점이다. 현재 차세대(Next-G) 무선 네트워크에 중점을 두고 있으므로 업계와 정부의 결정을 모두 지원하기 위한 새로운 평가가 필요하다.
실제로 6세대 셀룰러('6G')부터 7세대 IEEE 802.11be('Wi-Fi 7') 및 8세대 IEEE 802.11bn WiFi 표준 ('Wi-Fi 8)에 이르기까지 다양하게 차세대 무선 광대역 기술에 대한 연구가 진행중이다. 따라서 Next-G 무선 기술의 장단점을 고려하는 것이 무엇보다 중요하다. 이러한 선견지명이 (i) 배포 전에 기존 R&D 및 표준화 노력 모두에 도움이 될 수 있고 (ii) 네트워크 사업자, 통신 규제 기관 및 최종 사용자는 미래의 수요, 잠재적 배포 시나리오 및 그 밖의 결과를 이해할 수 있다. 셀룰러 및 Wi-Fi 기술에 대한 이러한 비교 평가는 이전 세대에 대해 수행되었지만, 7세대 및 8세대 Wi-Fi에 비해 6G에 대한 전향적 관심은 아직 거의 없다.
이에 본 논문은 다음과 같은 연구문제를 제기한다.
1. 제안된 6G 기술과 Wi-Fi 7 및 8과 같은 미래 WiFi IEEE 802.11 세대 사이의 유사점과 차이점은 무엇인가?
2. 이러한 미래 기술은 5G 및 Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)와 같은 이전 셀룰러 및 Wi-Fi 표준과 비교하여 어떻게 다른가?
이 논문에서는 두 그룹의 기술을 비교한다. 무선 광대역 산업 전반의 의사 결정자를 위한 엔지니어링, 경제 및 정책 문제를 강조하기 위해 이러한 두 기술 그룹과 관련된 새로운 문제를 검토한다.
이 논문에서 6G 또는 Wi-Fi 7 및 8 표준을 통해 무선 광대역 연결을 제공하기 위해 새롭게 등장하는 주요 기술에 대한 전향적 평가를 수행했다. 미래의 수요를 먼저 살펴보았는데, 트래픽은 새로운 장치와 비디오 소비의 확산으로 인해 점점 더 많은 양의 데이터를 계속해서 소비할 것으로 예상된다. 따라서 이러한 미래의 수요를 비용 효율적으로 충족할 수 있는 새로운 무선 광대역 기술이 필요하다. 다음으로, 6G의 새로운 연구 영역을 아래와 같이 탐색한다. (i) 개방적이고 유연하며 가상화된 네트워크, (ii) 테라헤르츠를 포함한 더 많은 스펙트럼 활용, (iii) 네트워크 관리를 위한 ML 통합을 포함하는 7가지 새로운 주제를 확인했다. (iv) 비지상 연결, (v) 향상된 포지셔닝 및 감지, (vi) 향상된 에너지 효율성, (vii) 고급 보안 및 개인 정보 보호. 목표는 초대형 MIMO와 훨씬 더 높은 스펙트럼 채널 대역폭을 활용하여 1Tbps 처리량을 제공하는 것이다. 이와는 대조적으로 Wi-Fi 8의 잠재적인 발전을 예상하여 Wi-Fi 7의 주요 기능을 살펴보았다. 여기에는 최대 4096-QAM 및 8x8 MIMO를 활용하는 Wi-Fi 7의 최대 46Gbps 처리량이 포함된다. 반대로 Wi-Fi 8은 잠재적으로 16x16 MIMO를 통합하고 더 많은 스펙트럼(60GHz 포함)을 통합하여 >10Gbps를 목표로 할 수 있다. 또한 미래의 Wi-Fi 표준은 보장된 처리량과 대기 시간 수준을 제공하기 위해 안정성을 높이는 방법을 모색하고 있다. 이러한 각 기술 그룹에 대한 주요 기술 개발 및 제안을 평가한 후 중요한 엔지니어링, 경제 및 정책 차원을 탐색하는 비교 평가가 제시되었다. 이 부분에서 저작들은 셀룰러가 고도로 지역화된 연결(Wi-Fi의 전통적인 영역)을 제공하는 동시에 비지상파 및 위성 기술을 활용하여 광역 모바일 광대역 전달을 개선하려고 시도하고 있음을 발견했다. 이 전향적 연구 평가의 주요 제한 사항은 논의된 기술 그룹의 일부 측면이 여전히 매우 투기적이며 최종 6G 또는 Wi-Fi 8 표준에 포함되지 않을 수 있다는 것이다. 따라서 두 표준 세트가 확정되면 추가 연구에 동기를 부여하여 결정적인 비교 평가를 수행할 수 있다.
[출처]
Oughton, Edward and Geraci, Giovanni and Polese, Michele and Shah, Vijay, Prospective Evaluation of Next Generation Wireless Broadband Technologies: 6G versus Wi-Fi 7/8 (August 1, 2023). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4528119 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4528119