컴퓨터 통신 - 7. 무선 통신

1. 무선링크 (Wireless)

- 고정된 링크가 아니기 때문에 이동하면서 통신이 가능하다.

- 물리적 링크를 깔기위한 공사가 불필요하다.

- 유선 링크는 피복에 쌓여있어 신호의 경로가 통제가 되지만 무선통신은 신호가 자꾸 공중으로 퍼져 나간다.

- 따라서 공중을 타는 다른 링크와 간섭 발생이 가능하기 때문에 서로 다른 주파수 대역을 사용하도록 구분을 해 놓는다. ex) 라디오, 전화 등

- 또한 무선 링크는 경로가 다양할 수 있기 때문에 간섭이 발생하기 쉽다. 게다가 점점 고주파 신호를 사용하기 때문에 더욱 간섭에 취약하다.

- multi-path problem : 특히 고주파의 경우 비트간 간격이 좁다. 그런데 신호를 보내는 중에 어떤 비트는 벽에 튕기느라 조금 늦게 도달할 수도 있다. 비트간 간격이 좁기때문에 조금만 늦게 신호가 도달해도 뒤이어 오는 신호와 간섭이 일어나기 쉽다.

 

이동통신 (Cellular Networks)

- 기지국을 곳곳에 세워서 각자 관할 지역을 나눈다. 각 구역을 cell이라고 한다. 각 기지국들이 라우팅과 스위칭을 수행한다.

- 휴대폰으로 전화를 하면서 이동하는 경우, 각 기지국의 cell에 있는 node와 무선 연결이 되는 것이다. 

- 다른 cell로 이동하게 되면 새로운 가까운 노드와 다시 즉시 끊김 없이 무선 연결이 된다. 이 기술을 hand-off 문제 해결이라고 한다.

- hand-off를 해결하기 위해 셀들을 구획할때 서로 조금씩 겹치는 부분을 마련한다.

- 과거에는 셀을 크게 잡아서 기지국 수를 줄이는게 경제적이였다. 하지만 인터넷 사용자 수와 트래픽이 커졌기 때문에 기지국을 늘려 셀이 작아지고 있다.

- 인접한 셀은 서로 같은 주파수를 사용하지 못한다. 하지만 서로 떨어진 셀들은 주파수 자원 공유가 가능한데 셀이 작아질수록 자원의 공유율이 높아지기 때문에 셀이 점점 작아지는 추세이다.

2. 고정 무선통신 (Wireless Fixed links)

무선 고속 전용 링크 

- 유선링크 설치가 어려운 국가간 거리 등의 통신을 위해 사용한다. 

- 높은 건물위에 안테나를 설치해서 고주파로 신호를 보낸다.

- 날씨에 영향을 많이 받는다.

 

무선 가입자망

- 미국처럼 땅이 매우 넗은 곳에 드문드문 가구가 있는 경우를 생각해보자.

- 저기 떨어진 한 두 집을 위해서 유선으로 링크를 깔려면 돈이 매우 많이 들 것이다. 

- 이럴 때 고속은 아니더라도 무선가입자망을 사용해서 무선으로 연결을 한다.

- 우리나라도 섬 같은 곳에서는 이렇게 사용한다.

3. 위성통신 (Satellite system)

- 위성이 커버하는 구역을 셀이라고 한다.

- 정지궤도 : 가장 높은 곳에 고정으로 떠 있음. 커버할 수 있는 구역이 가장 넓다. 너무 멀어 지구에서 큰 출력으로 신호를 쏘기 어려워서 양방향 통신은 어렵다. 주로 수신만 한다.

* 양방향 통신을 위해서는 궤도가 너무 높으면 힘들다. 쏘는 신호의 출력도 커야하고 그에 따라 안테나의 크기도 매우 커져야 한다.

- 중궤도 : GPS에 사용

- 저궤도 : 지상과의 거리가 짧아 상대적으로 작은 안테나 사용가능 -> 상대적으로 약한 출력 -> 양방향 통신 가능, 위성 이동 가능, 셀의 크기가 상대적으로 작아 지구를 커버하려면 위성을 많이 띄워야 한다. 

4. 단거리 무선통신(Short Range)

- wifi(무선LAN), bluetooth, 

- 누군가 소유한 주파수 대역이 아니라 공용으로 누구나 쓸 수 있는 주파수 대역이다. (public license free band)

- 공용으로 모두가 잘 사용할 수 있도록 하려면 기술적 규제가 있어야 한다. 아무나 맘껏 주파수를 사용해버리면 간섭 때문에 정작 아무도 제대로 사용을 할 수 없게 되기 때문이다. 

- 그래서 기술적으로 약한 세기만을 사용할 수 있게 되었고 따라서 단거리에 사용된다.

- wifi(무선LAN, Local Area Network)은 유선 인터넷을 커버하기 위해 비교적 높은 속도와 대역폭이 필요하지만

- bluetooth는 목적상 PAN(Personal Area Network)를 커버하면 되기 때문에 비교적 낮은 속도가 요구 된다(저전력 통신 가능).