802.11ah HaLow¶
규격 · 개정판
IEEE 802.11ah-2016 → 802.11-2024 Clause 23 (S1G PHY), S1G MAC 기능 (RAW, TWT, 짧은 헤더 PV1, 릴레이, 계층형 AID) · Wi-Fi Alliance Wi-Fi HaLow 인증 (2021년 시작) · 대역은 국가별 sub-1 GHz 비면허 대역
한눈에 보기
HaLow(802.11ah)는 1 GHz 아래(예: 900 MHz 근처) 대역을 쓰는 IoT용 Wi-Fi입니다.
- 멀리 감: 낮은 주파수는 경로 손실이 작고 벽을 잘 통과해, 실외에서 1 km 안팎까지도 연결됩니다.
- 많이 붙음: AP 하나에 수천 대의 센서가 붙을 수 있습니다.
- 오래 감: TWT, 짧은 헤더 등으로 배터리 수명을 늘립니다.
- 느림: 채널이 1–16 MHz로 좁아 속도는 수백 kbps–수십 Mbps입니다.
"Wi-Fi 기술(IP, WPA3, 같은 관리 체계)을 쓰는 LoRa·NB-IoT 대안"으로 이해하면 됩니다.
PHY 요약¶
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 대역 | 국가별 sub-1 GHz (예: 미국 902–928 MHz, 유럽 863–868 MHz 등) |
| 채널 폭 | 1, 2, 4, 8, 16 MHz (1·2 MHz 필수) |
| 구조 | 11ac(VHT)를 1/10로 시간 늘린 OFDM — 부반송파 간격 31.25 kHz |
| 심볼 | 40 µs (DFT 32 µs + GI 8 µs), Short GI 36 µs |
| 1 MHz 톤 | FFT 32, 데이터 24 + 파일럿 2 |
| MCS | 0–9 (VHT와 같은 변조·부호율) + MCS 10 (1 MHz BPSK 1/2 2회 반복, 최장 거리) |
| 공간 스트림 | 최대 4 |
| 전송률 | 1 MHz MCS 10: 약 150 kbps ~ 16 MHz 4 SS MCS 9: 수백 Mbps(이론) |
1 MHz MCS 0 = 24 × 1 × 1/2 / 40 µs = 0.3 Mbps, MCS 10은 그 절반인 0.15 Mbps입니다.
MAC 특징¶
| 기능 | 내용 |
|---|---|
| 계층형 AID | AID 최대 8191 → AP당 수천 STA |
| RAW (Restricted Access Window) | STA 그룹마다 채널 접근 가능한 시간 창을 따로 배정 → 수천 STA의 경쟁 분산 |
| TWT | 802.11ah에서 처음 도입 (이후 11ax로 확장) |
| 짧은 MAC 헤더 (PV1) | 주소·필드 축약으로 작은 센서 패킷 오버헤드 감소 |
| NDP 제어 프레임 | ACK·CTS 등을 데이터 없는 NDP로 짧게 |
| 릴레이 | 2홉 릴레이로 커버리지 확장 |
| TIM 분할 | 수천 STA의 TIM 비트맵을 블록·세그먼트로 나눠 전송 |
다른 IoT 무선과 비교¶
| Wi-Fi HaLow | LoRaWAN | NB-IoT / LTE-M | 2.4 GHz Wi-Fi | |
|---|---|---|---|---|
| 대역 | sub-1 GHz 비면허 | sub-1 GHz 비면허 | 셀룰러 면허 | 2.4 GHz 비면허 |
| 속도 | 0.15 – 수십 Mbps | 수 kbps 이하 | 수십 kbps – 1 Mbps | 수–수백 Mbps |
| 거리 | 수백 m – 1 km 수준 | 수 km | 셀룰러 셀 | 수십 m |
| 망 | 자가 구축 (AP) | 자가·사업자 게이트웨이 | 통신사 | 자가 구축 |
| IP | 네이티브 | 아님 (LoRaWAN 서버) | 네이티브 | 네이티브 |
| 영상 전송 | 가능 (저해상도) | 불가 | 제한적 | 가능 |
전문가 노트 — 왜 확산이 느렸나
대역 파편화. sub-1 GHz 비면허 대역은 국가마다 폭과 출력·듀티 사이클 규정이 크게 다릅니다(유럽은 듀티 사이클 제한이 엄격). 국가별 SKU와 인증이 필요해 칩·모듈 생태계 형성이 늦었습니다.
칩 생태계. 표준 발행(2017) 이후 실제 칩이 상용화되고 Wi-Fi Alliance HaLow 인증이 시작된 것은 2020년대 초반입니다. 최근 산업 IoT, 스마트 농업, 보안 카메라용 모듈이 늘고 있습니다.
S1G 운영 클래스. S1G는 채널 시작 주파수와 채널 번호 규칙을 국가별 운영 클래스로 따로 정의합니다(Annex E). 같은 채널 번호라도 국가에 따라 중심 주파수가 다릅니다.