Chapter 13

Wi-Fi 7과 그다음

Wi-Fi 7(802.11be, “Extremely High Throughput”)은 상자에 “최대 46 Gbps”라고 적혀 나왔다. 4장에서 본 것처럼 최종 표준의 최대는 8스트림 약 23 Gb/s이고, 휴대폰 2스트림이면 320 MHz에서도 5.8 Gb/s다. 그러나 Wi-Fi 7의 진짜 변화는 숫자보다 여러 대역을 한 연결로 묶는 멀티 링크와 넓은 채널을 끝까지 지키는 펑처링에 있다. 이 장의 끝에서는 다음 세대 Wi-Fi 8이 왜 속도 대신 “신뢰성”을 이름에 걸었는지 본다.

320 MHz·4096-QAM이 속도에 주는 효과와 그 조건(6 GHz, 아주 가까운 거리)을 안다.
MLO(멀티 링크)의 동작 방식(STR, EMLSR)과 지연을 줄이는 원리를 계산한다.
프리앰블 펑처링으로 막힌 20 MHz만 비우고 넓은 채널을 쓰는 방법을 실제 허용 패턴으로 확인한다.
Wi-Fi 8(802.11bn, 초안)의 방향을 Wi-Fi 7과 구별해 말할 수 있다.

숫자로 본 Wi-Fi 7

항목	Wi-Fi 6/6E	Wi-Fi 7	효과
최대 채널 폭	160 MHz	320 MHz (6 GHz만)	속도 2배. 한국 6 GHz 1,200 MHz 폭에 320 MHz 채널 6개 위치(겹침 포함, 2장)
최고 변조	1024-QAM	4096-QAM (MCS 12·13)	부반송파당 12비트, 20% 빠름. 아주 높은 SNR(약 40 dB 이상)이 필요해 같은 방 근거리 전용
최대 스트림	8	8 (초안의 16은 최종 표준에서 빠짐)	8스트림·320 MHz·MCS 13 ≈ 23 Gb/s
멀티 링크	—	MLO	여러 대역 동시 사용, 지연·끊김 감소
펑처링	(선택 기능)	프리앰블 펑처링 일반화	막힌 20 MHz만 비우고 넓은 채널 유지
RU 할당	단말당 RU 하나	단말당 RU 여러 개(MRU)	OFDMA 유연성
블록 ACK	256	1,024	더 큰 묶음(8장)

EHT 속도: Linux cfg80211_calculate_bitrate_eht()와 4장 검증 · 320 MHz 채널 위치: 2장 계산(cfg80211_valid_center_freq()) · 블록 ACK 1,024: IEEE80211_MAX_AMPDU_BUF_EHT = 0x400

MLO: 여러 대역을 하나의 연결로

지금까지 단말은 한 번에 한 BSS, 한 채널에만 연결됐다. 공유기가 2.4·5·6 GHz를 모두 켜도 휴대폰은 그중 하나를 골라 붙었고, 대역을 옮기려면 로밍처럼 다시 연결해야 했다. Wi-Fi 7은 공유기와 단말을 각각 MLD(Multi-Link Device)로 보고, 여러 대역의 링크를 하나의 연결로 묶는다. 연결·보안 키·블록 ACK 합의는 MLD 단위로 한 번만 하고, 프레임은 어느 링크로든 보낼 수 있다. 시퀀스 번호가 MLD 단위라서 한 프레임을 5 GHz로 보냈다가 실패하면 6 GHz로 다시 보낼 수도 있다.

STR(Simultaneous Transmit and Receive): 링크마다 무선부가 따로 있어 동시에 보내고 받는다. 대역 간 간섭을 견딜 만큼 떨어진 대역(예: 2.4 + 5/6 GHz)이 필요하다. 대역폭을 합친다.
EMLSR(Enhanced Multi-Link Single Radio): 무선부 하나로 여러 링크를 듣다가, 먼저 기회가 온 링크로 모든 안테나를 옮겨 보낸다. 휴대폰처럼 무선부를 여럿 두기 어려운 기기의 주력 방식이다. 속도를 합치진 않지만 “먼저 빈 링크”를 쓰므로 지연이 준다.

MLO의 가장 큰 쓸모는 최고 속도보다 꼬리 지연(가끔 생기는 긴 대기)을 줄이는 것이다. 한 채널이 옆집 다운로드로 바쁠 때, 다른 대역이 비어 있으면 그쪽으로 보낸다. 두 채널이 동시에 바쁠 확률은 각각이 바쁠 확률보다 훨씬 작다.

여러 층의 회의실을 함께 예약

한 층 회의실만 예약하면 그 방이 붐빌 때 기다릴 수밖에 없다. 여러 층(2.4·5·6 GHz)의 회의실을 함께 예약해 두면 먼저 빈 방에서 바로 말할 수 있다. Wi-Fi 7의 MLO가 이것이다. 평균 속도보다 “가끔 오래 기다리는 일”이 크게 준다.

SIMULATOR

링크 여럿이면 기다림이 얼마나 줄까

5 GHz 링크가 바쁜 비율 6 GHz 링크가 바쁜 비율 바쁜 상태가 한 번 이어지는 평균 시간

99% 지연: 5 GHz만—

6 GHz만—

MLO (먼저 빈 쪽)—

그래프: 프레임이 채널 대기로 t 이상 기다릴 확률(로그). 해볼 것: ① 기본값에서 100번 중 가장 긴 1번의 대기(99% 지연)가 5 GHz만 쓰면 약 16 ms, 6 GHz만 쓰면 약 14 ms, MLO면 약 6 ms다. ② 두 링크가 모두 90% 바쁘면 MLO도 크게 돕지 못한다. 모델: 링크마다 독립적으로 “바쁨” 비율 u, 바쁜 상태의 남은 시간은 평균 B의 지수 분포. 프레임이 도착하면 비어 있는 링크로 바로, 모두 바쁘면 먼저 비는 링크로(EMLSR의 링크 전환 시간 수십 µs는 무시). 실제 링크는 같은 공간의 간섭을 공유해 완전히 독립이 아니다.

프리앰블 펑처링: 구멍 난 넓은 채널

160 MHz 채널 안의 20 MHz 하나를 이웃이나 레이더가 쓰고 있다면, Wi-Fi 6 이전 규칙에서는 그 20 MHz를 피할 수 있는 가장 넓은 연속 채널(80 MHz나 그 이하)로 줄여야 했다. Wi-Fi 7은 그 20 MHz만 구멍을 뚫고(펑처링) 나머지를 모두 쓴다. 프리앰블에 어느 20 MHz가 빠졌는지 적어 보내고, 그 부분의 부반송파는 비운다.

아무 모양의 구멍이나 되는 것은 아니다. 표준이 허용한 패턴만 쓸 수 있고, 주 채널(primary 20 MHz)은 뚫을 수 없다. 320 MHz에서는 40 MHz 단위로 뚫는다.

예측해 보기

320 MHz 채널에서 주 채널과 먼 20 MHz 한 칸에 레이더가 있다. 펑처링 없이, 그리고 펑처링으로 쓸 수 있는 폭은?

펑처링 없이는 막힌 칸이 없는 정렬된 채널로 줄여야 한다. 320 MHz 펑처링은 40 MHz 단위다.

펑처링 없이는 막힌 칸을 피해 주 채널 쪽 160 MHz로 줄어든다. 펑처링하면 막힌 칸을 포함한 40 MHz만 빼고 280 MHz를 쓴다(Linux valid_puncturing_bitmap()의 320 MHz 패턴). 아래에서 칸을 눌러 막아 보자.

INTERACTIVE

막힌 20 MHz 고르고 쓸 수 있는 폭 보기

채널 폭

누를 때마다

펑처링 없이—

펑처링으로—

사용한 패턴—

칸 하나 = 20 MHz(왼쪽이 낮은 주파수). 파란 테두리 = 주 채널, 빨강 = 막힘, 빗금 = 뚫은 칸, 초록 = 사용. 해볼 것: ① 320 MHz에서 주 채널과 먼 칸 하나를 막으면, 펑처링 없이는 160 MHz로 줄지만 펑처링하면 280 MHz를 쓴다(그 칸이 속한 40 MHz를 통째로 뚫으므로 실제로는 280). ② 주 채널을 막으면 어느 쪽도 쓸 수 없다. ③ 막힌 칸이 여러 곳에 흩어져 있으면 허용 패턴이 없어 좁은 채널로 내려간다. 허용 패턴은 Linux net/wireless/chan.c의 puncturing_values_80/160/320mhz 표 그대로이고, “펑처링 없이”는 주 채널을 포함하는 가장 넓은 깨끗한 정렬 채널이다.

허용 펑처링 비트맵과 주 채널 규칙: Linux net/wireless/chan.c의 valid_puncturing_bitmap()(“check if primary channel is punctured”)

그다음: Wi-Fi 8 (802.11bn, 초안)

초안 단계의 내용

802.11bn은 이 책을 쓰는 시점에 표준 초안 단계이고, 최종 표준은 2028년 전후로 예상된다. 아래는 개정 작업의 목표와 공개 발표 자료에서 논의된 방향을 정리한 것으로, 세부 기능과 숫자는 최종 표준에서 바뀔 수 있다. 공개 구현 코드로 확인할 수 있는 단계가 아니어서 이 절에는 계산 시뮬레이터를 두지 않았다.

802.11bn의 이름은 UHR(Ultra High Reliability)이다. 처음으로 최고 속도가 아닌 신뢰성을 이름에 걸었다. 최대 채널 폭(320 MHz)과 최고 변조(4096-QAM)는 Wi-Fi 7과 같게 두고, 대신 다음을 겨냥한다.

여러 AP의 협조(multi-AP coordination): 지금까지 이웃 AP끼리는 서로를 “경쟁자”로만 봤다. 메시나 사무실처럼 한 관리자 아래의 AP들이 공간 재사용·빔포밍·시간 나누기를 서로 맞춰, 12장의 BSS 컬러링보다 적극적으로 간섭을 피하는 방향이다.
끊김 없는 로밍: 9장에서 본 재연결과 키 교환의 공백을 더 줄여, 여러 AP를 하나의 큰 MLD처럼 다루는 방향이 논의된다.
낮고 예측 가능한 지연: 평균 속도보다 꼬리 지연(99.9% 지연)과 지터를 줄이는 장치들. 게임·XR·산업 제어를 겨냥한다.
가장자리 성능: 신호가 약한 곳에서 MCS 계단 사이를 더 촘촘하게 하는 등, “최고 속도”가 아니라 “어디서나 쓸 만한 속도”를 높이는 방향.

방향 자체가 이 책 전체의 흐름을 요약한다. Wi-Fi 4~5는 한 단말을 빠르게(채널·변조·스트림), Wi-Fi 6는 붐비는 곳을 효율적으로(OFDMA·컬러링), Wi-Fi 7은 여러 대역과 넓은 채널을 끝까지(MLO·펑처링), 그리고 Wi-Fi 8은 그 모든 것을 믿을 수 있게.

핵심 정리

Wi-Fi 7(802.11be, EHT): 320 MHz(6 GHz), 4096-QAM, 최대 8스트림 ≈ 23 Gb/s(“46 Gbps”는 초안의 16스트림 기준).
MLO는 여러 대역의 링크를 하나의 연결(MLD)로 묶는다. STR은 동시에, EMLSR은 먼저 빈 링크로. 가장 큰 이득은 꼬리 지연 감소.
프리앰블 펑처링은 막힌 20 MHz(320 MHz에서는 40 MHz 단위)만 비우고 넓은 채널을 지킨다. 허용 패턴만 가능하고 주 채널은 뚫을 수 없다.
Wi-Fi 8(802.11bn, UHR, 초안)은 속도가 아니라 신뢰성: 여러 AP 협조, 끊김 없는 로밍, 낮은 꼬리 지연, 가장자리 성능.

확인 퀴즈

Wi-Fi 7의 320 MHz 채널을 쓸 수 있는 대역은?

320 MHz 연속 폭은 6 GHz에만 있다(2장).

무선부가 하나뿐인 휴대폰이 MLO에서 주로 쓰는 방식과 그 이득은?

EMLSR은 여러 링크를 듣다가 기회가 온 링크로 옮겨 보낸다.

프리앰블 펑처링에서 뚫을 수 없는 것은?

주 채널로 경쟁하고 비컨을 보내므로 비울 수 없다.

Wi-Fi 8(802.11bn)의 이름 UHR이 뜻하는 것은?

속도가 아니라 신뢰성을 겨냥한다.