유비쿼터스 시대의 무선 네트워크 기술

 

[출처: 지식iN, 백과사전 ]

     

유비쿼터스 시대의 무선 네트워크 기술 (적외선 통신, 블루투스, 무선주파수, 지그비, 무선랜, HSDPA, 와이브로)   ▶ 적외선 통신 (IrDA / Infrared Data Association) IrDA 1.0 : 적용거리 1m, 좌우각도 30도, 1:1통신 지원, 전송속도 : 2.4Kbps ~115.2Kbps IrDA 1.1 : 적용거리 4m, 전송속도 4Mbps AIR (Advanced IR) : 다수대 다수 지원 , VFIR (16Mbps, 8m로 진보 예정) v1.0 규격인 SIR(SerialInfraRed)은 최대 115.2 Kbps의 속도로, v1.1 규격인 FIR(Fast InfraRed)은 4~16Mbps 속도로 동작합니다. v1.1 FIR은 최대 데이터 전송속도가 4Mbps로 블루투스를 앞서지만 최대 전송거리는 1m로 짧다.   IrDA는 리모콘과 TV에 리모콘 센서의 방향을 맞추듯, 두기기의 IrDA 포트를 마주보기만 하면 연결되기 때문에 사용이 아주 쉽고 간편합니다.   IrDA기술은 전파를 이용한 통신방식처럼 상호간섭이 일어나거나 다른 기기를 오동작시키는 등 예기치 않은 현상이 거의 발생하지 않기 때문에 안정성이 매우 높은 기술로 평가받고 있다.   IrDA기술은 처음 데스크톱과 프린터간의 케이블없는 통신에 사용하다가 최근에는 휴대폰에도 접목되고 있다. 그러나 적외선의 직진성 때문에 일정한 각도를 유지해야 제대로 통신할 수 있고 방해물이 있으면 동작하지 않는 단점이 있다. ▶ 블루투스 (Bluetooth) : PC나 휴대전화의 주변기기를 연결하는 단거리 무선규격 v2.0 : 거리 10m / 속도 3 Mbps (=0.37 MB/s, 보통 2.1 Mbps=0.26 MB/s) / 2.4 GHz v2.1 : 연결하는 과정이 간단해지고 보안이 강화 v3.0 : 거리 100m / 속도 24 Mbps (=3 MB/s) / PMP, UMPC ○ 적외선통신과 블루투스, 두 기술은 기존의 LAN과는 달리 모두 개인용 네트워크에 초점이 맞춰진 기술입니다. 즉, 인터넷과 같은 공중망(Public Network)과 연결되는 것이 아니라 근처에 있는 장치들간을 연결하는 기술입니다. 두 기술의 가장 큰 차이는 용도로 볼 수 있습니다. 적외선통신의 경우 그 특성상 기기들끼리 연결되는 1:1 (Point-to-Point)통신이 주로 이용되며, 블루투스는 1:N (point-to-multipoint) 기기들끼리 연결되거나 주변에 있는 여러기기들와 연결하여 개인용 네트워크를 구성하는 데 사용합니다. ○ ▶ 무선주파수 (RF / Radio Frequency) 마우스(키보드), 비접촉식 카드, 무선조정기 등에 사용 27MHz (전송거리 1m), 2.4GHz (전송거리 10m) ▶ 지그비 (Zigbee) 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4에서 표준화가 진행되며, 듀얼 PHY 형태로 주파수 대역은 2.4GHz, 868/915MHz를 사용하고, 모뎀 방식은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DS-SS)이며, 데이터 전송 속도는 20~250kbps이다. 가정·사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 10~20m 내외의 근거리 통신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술이다. 즉, 지그비는 휴대전화나 무선LAN의 개념으로, 기존의 기술과 다른 특징은 전력소모를 최소화하는 대신 소량의 정보를 소통시키는 개념. 지능형 홈네트워크, 빌딩 등의 근거리 통신 시장과 산업용기기 자동화, 물류, 환경 모니터링, 휴먼 인터페이스, 텔레매틱스, 군사 등에 활용된다. 작은 크기로 전력 소모량이 적고 값이 싸 홈네트워크 등 유비쿼터스 구축 솔루션으로 최근 각광받고 있다. ▶ 무선 랜 (IEEE 802.11) : LAN의 국제표준기관 IEEE802 위원회에서 규정한 무선 네트워크에 대한 연결 방식의 표준. (사무실/가정의 PC를 무선으로 LAN에 접속) 무선접속장치(AP)가 설치된 곳의 일정 거리 안에서 초고속 인터넷을 할 수 있는 근거리통신망(LAN)이다. Wi-Fi (와이파이) : 2.4GHz대의 주파수를 사용하는 제품중 무선랜(IEEE 802.11b)과 호환되는 제품에 주어지는 인증 마크.   IEEE 802.11 전송 방식 표준 802.11 (초기 버전) : 전송속도 2Mbps, 주파수 2.4GHz 802.11은 2Mbps의 최고속도를 지원하는 무선 네트워크 기술로, 적외선 신호나 ISM 대역인 2.4GHz 대역 전파를 사용해 데이터를 주고 받으며 여러 기기가 함께 네트워크에 참여할 수 있도록 CSMA/CA 기술을 사용한다. 하지만 규격이 엄격하게 정해지지 않아서 서로 다른 회사에서 만들어진 802.11 제품 사이에 호환성이 부족했고 속도가 느려서 널리 사용되지 않았다. 802.11b : 전송속도 11(보통5)Mbps, 주파수 2.4GHz, 전송거리 450m 802.11b는 802.11 규격을 기반으로 더욱 발전시킨 기술로, 802.11b 표준은 흔히 Wi-Fi라고도 불리며, 2.4GHz 주파수 대역을 이용하고 있습니다. 속도는 최대 11Mbps를 지원하고 있습니다. 실제로는 CSMA/CA 기술의 구현과정에서 5Mbps 정도의 효율을 나타내는 것으로 알려져 있다. 802.11a : 전송속도 54(보통22)Mbps, 주파수 5GHz, 전송거리 300m, 호환성이 없음 세 번째로 등장한 전송방식인 802.11a는 5GHz 대역의 전파를 사용하는 규격으로, OFDM 기술을 사용해 최고 54Mbps까지의 전송 속도를 지원한다. 5GHz 대역은 2.4GHz 대역에 비해 다른 통신기기(무선 전화기, 블루투스 기기 등)와의 간섭이 적고, 더 넓은 전파 대역을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 전파 출력이 제한되어 있어서(2.4GHz의 40%) 전송 거리가 짧고 전파투과성과 회절성이 떨어져 통신단절현상이 훨씬 심하다는 단점이 있습니다. 최대 단점은 기존의 802.11b방식의 장비와 호환이 되지 않는다는 것입니다. 802.11g 규격이 등장하면서 현재는 널리 쓰이지 않고 있다. 802.11g : 전송속도 54(보통20)Mbps, 주파수 2.4GHz, 전송거리 450m 네 번째로 등장한 802.11g 규격은 a 규격과 54Mbps의 전송속도가 같지만 2.4GHz 대역 전파를 사용한다는 점만 다르다. 널리 사용되고 있는 802.11b 규격과 쉽게 호환되어 현재 널리 쓰이고 있다. 802.11n : 전송속도 300(보통100)Mbps, 주파수 2.4Ghz, 5Ghz 802.11n은 상용화된 전송규격이다. 2.4Ghz 대역과 5Ghz 대역을 사용하며, 넓어진 무선랜 범위와 최고 300Mbps 까지의 속도를 지원하고 있다. 802.11n은 현재 대한민국에서 상용화되었으나, 이 기술의 표준안은 완료되지 않은 상태이다. (2009.9 표준화 완료) 요즘 널리 보급된 광인터넷(100Mbps)을 커버하기에 충분하다. ○ 속도 비교 ○   (보완 2010.12, 2013.09) 유선랜 (케이블, ADSL) : 하향11 Mbps (=1.3 MB/s), 상향740 Kbps (=92 KB/s) 유선랜 (광랜) : 100 Mbps (=12.5 MB/s) → 보통 60 Mbps (=7.5 MB/s) 유선랜 : 500 Mbps (=62.5 MB/s) → 보통 350 Mbps (=43 MB/s) 유선랜 (기가랜) : 1.0 Gbps (=125 MB/s) ○ 무선랜 802.11b : 11 Mbps (=1.3 MB/s) → 보통 5 Mbps (=0.6 MB/s)  Wi-Fi 인증 802.11g (Wi-Fi 3, 2003) : 54 Mbps (=6.7 MB/s) → 보통 20 Mbps (=2.5 MB/s) 802.11n (Wi-Fi 4, 2009) : 300 Mbps (=37.5 MB/s) → 보통 100 Mbps (=12.5 MB/s) 802.11ac (Wi-Fi 5, 2013) : 1.69 Gbps (=210 MB/s) 802.11ax (Wi-Fi 6, 2021) USB 1.1 (1998, Full speed) : 12 Mbps (=1.5 MB/s, 10배속) USB 2.0 (2000, Hi-Speed) : 480 Mbps (=60 MB/s)  (→ 실제 28 MB/s) USB 3.0 (2010, Super-speed) : 4.8 Gbps (=600 MB/s)  (→ 실제 66 MB/s, 약2.4배)            전압은 5V로 동일하나, 버스 전류가 900mA (USB 2.0의 경우 500mA) ▷ CDMA (Code Division Multiple Access) : 1996년 1월 서비스 미국의 퀄컴(Qualcomm)이 개발한 확산대역기술을 채택한 디지털 이동통신 방식으로 부호분할다중접속·코드분할다중접속라고도 한다. 기존 아날로그 방식(AMPS)보다 수용용량이 10배가 넘고 통화품질도 우수하다. (음성통화 위주의 2G 휴대폰) ▷ WCDMA (Wideband CDMA) : 휴대전화 등의 이동통신 무선접속 규격 WCDMA는 UMTS(유럽의 IMT2000)와 같다고 할 수 있다. (영상통화 가능한 3G 휴대폰) HSDPA는 WCDMA와 원리는 같고 속도는 7~10배 정도 빠르다. WCDMA (최대 2Mbps, 실제 300~400Kbps), HSPDA (최대 14.4Mbps, 실제 2~3Mbps) ▷ HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) : 2007년 3월 서비스 고속하향패킷접속을 통해 3세대 이동통신 기술인 WCDMA나 CDMA보다 훨씬 빠른 속도로 데이터를 주고 받을 수 있는 3.5세대 이동통신 방식이다. WCDMA를 확장한 고속패킷통신규격이다. WCDMA보다 5배 이상 빠른 속도로 통신할 수 있다. 다운 속도는 최대 14.4Mbps이다. (1.8Mbps, 3.6Mbps, 7.2Mbps) ▶ HSPA (High Speed Packet Access) HSPA 기술은 하향 속도를 높인 HSDPA와 여기에 상향 속도까지 높인 HSUPA로 나뉜다. HSDPA가 적용된 단말기는 최대 14.4Mbps의 하향 속도를 기대할 수 있으며, 이와 더불어 HSUPA가 적용된 단말기는 상향 속도를 5.8Mbps로 높일 수 있다.   HSPA 기술을 한층 발전시킨 '이볼브드 HSPA(Evolved HSPA)' 기술도 나와있다. 이볼브드 HSPA는 HSPA+라는 이름으로 더 많이 불리는데, 일반적으로 하향 속도 21Mbps(이론 84Mbps), 상향 속도 11.5Mbps(이론 23Mbps)를 지원. ○ 3G = 144K~2.4Mbps     4G(LTE) = (하향이론) 75Mps / LTE-A = 150Mps (=18.7 MB/s, 분당 800 MB) ▶ 와이브로 (WiBro/Wireless Broadband Internet) : 2006년 6월 서울을 중심 서비스 이동하면서도 초고속인터넷을 이용할 수 있는 무선 휴대인터넷. 외국에서는 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX)라고 한다. 한국말로는 무선광대역인터넷, 무선초고속인터넷, 2.3Ghz 휴대인터넷 등으로 풀이된다. 기존의 무선 인터넷인 CDMA와 무선랜의 장점만을 취하여 만들어 낸 것으로, 현재 통신사별 WiBro 서비스 지역은 지속적으로 확대 중. 최근 4세대 이동통신의 핵심인 MIMO 등의 기술을 반영한 "와이브로 웨이브2" 시스템을 이용하면 최대 속도가 다운로드 37.44Mbps, 업로드 10Mbps까지 상승하고, 평균속도 또한 기존보다 2배 가량 빨라진다고 한다. (현재 평균 전송 속도는 대략 하향 3Mbps, 상향 1.2Mbps 정도) 단말기 : USB모뎀, PMP, UMPC, WiBro폰(스마트폰) 등 ■ 무선으로 인터넷을 즐기는 방법 3가지 : HSDPA, 와이브로, 무선랜 저마다 장단점이 있지만 무선랜의 경우 IP공유기를 사용하면 여러 사람이 한번에 인터넷에 접속할 수 있고 가정에서 손쉽게 무선 환경 구축이 가능하다는 점이 편리하다.     Posted by o자세o (pose687)