Chapter 5. · 2014. 1. 27. · Chapter 5. 무선 통신 ① 최근 컴퓨터 분야에서는 노트북, 팜탑 (Palm Top)등 이동 가능한 (Mobile) 컴퓨터 들이 출시되고

Chapter 5. 무선 통신

김 인 재 동국대학교 경영대학

정보기술의 이해

Chapter 5 무선통신


Contents

Learning Object & Contents

1. 무선 통신에 대해 설명할 수 있다.

2. 무선 통신망에 대해 설명할 수 있다.



① 최근 컴퓨터 분야에서는 노트북, 팜탑 (Palm Top)등 이동 가능한 (Mobile) 컴퓨터

들이 출시되고 있음

② 전화기 분야에서는 셀룰러(Celluar) 전화, PCS (Personal Communication System),

GSM 통신(3G), LET 통신 등 다양한 통신기기가 개발되어 무선 네트워크 발전 촉진

③ 무선 통신은 공중을 통해 전자기파를 송수신하는 것으로 단말기들을 "위치"라는

제약조건에서 해방시킴

④ 오래 전부터 우리는 TV망이나 라디오망 등은 단방향의 저속의 통신이고 제한된

거리에서만 통신 가능

1. 무선 통신

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① 최근의 무선통신기술의 발전은 수많은 사람들이 동시에 양방향으로 고속의 통신가능

② 장소에 제약 없이 전화를 할 수 있으며 음성 뿐만 아니라 인터넷에서 제공하는 다양한

멀티미디어 서비스도 즐길 수 있는 시대 도래

1. 무선 통신

[그림] 무선 통신

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① 무선 통신의 특징(1/2)

- 무선 통신은 유선통신에 비해서는 상대적으로 저속이며 데이터 전송 시 에러가 발생할 확률

높음

- 무선통신에서는 공중이라는 매개체를 모든 통신 기기가 공유 하기 때문에 간섭 효과가 큼

- 유선통신의 경우 선로를 꼬아주거나 쉴드(Shield) 피복 등을 이용하여 이러한 간섭효과를 크

게 줄일 수 있음

- 전자기파가 지나가는 길에 존재하는 여러 가지 장애물로 인해서 전자기파가 목적지에 전달되

는데 문제 발생 가능

1. 무선 통신

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[그림] 다통로 페이딩 현상

① 무선 통신의 특징(2/2)

- 여러 방향으로 퍼져나가는 전자기파들은 장애물에 반사되는 정도에 따라 수신단에 도착하는

시간이 서로 다르게 되어 한 송신단에서 송신한 전자기파들끼리도 간섭 발생 가능

- 이러한 현상을 무선 통신에서는 다통로 페이딩(Multpath Fading) 현상이라 함

1. 무선 통신

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① 페이징 시스템

- 사람을 찾거나 어떤 공지 사항을 많은 사람에게 알려주는 시스템으로 종래에는 건물 내에서

빈번히 사용

- 페이징 시스템은 작은 스크린을 갖는 단말기인 일명 비퍼(Beeper) 또는 페이져(Pager)을

일컫는 것으로 무선으로 사람들이 어느 곳에 있던지 간에 정보 전송 가능

- 비퍼는 간단한 정보를 수신하기에 알맞은 시스템으로 송신자의 전화번호를 알려주었던 기능

에서 발전하여 주식정보 등 전화번호 이외의 간단한 정보를 알려줌

- 이러한 페이징 시스템은 단 방향 통신 기기이기 때문에 수신자의 정확한 정보수신 여부를

확인할 수 없다는 문제점이 존재함

2. 무선 통신망

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[그림] 페이징 시스템

② 페이징 시스템이 동작하는 원리

- 송신자가 어느 특정 페이저에게 정보를 전달하기 위해서는 송신자는 가입한 페이저 회사에

전화를 걸게 되고 송신할 정보를 입력

- 페이저 회사는 송신탑을 통해 무선으로 수신자의 주소와 정보를 브로드캐스팅

- 모든 페이져는 정보를 수신하게 되는 데 주소를 보고 자신에게 송신되는가를 판단

- 선택된 비퍼는 다음에 계속 전송되는 정보를 수신하여 자신의 스크린에 보여줌

2. 무선 통신망

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③ 무선전화

- 무선전화는 흔히 일상 생활에서 사용되는 전화기로 집안에서 또는 가까운 집밖에서도 위치의

제한 없이 통화를 할 수 있게 하는 편리한 기기

- 무선전화는 베이스 스테이션(Base Station)과 전화기로 이루어져 있고, 이 둘 사이에서 무선

통신이 이루어짐

- 이 둘 사이에 사용하는 주파수와 파워(Power)에 따라 이 둘 사이의 거리가 결정되는데 보통의

경우에는 100 에서 300 미터 정도 이다

- 이들 무선전화는 사용자가 늘어남에 따라 동시에 좁은 지역에서 통화를 하는 경우가 빈번

2. 무선 통신망

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④ 아날로그 셀룰러 전화

- 핸드폰의 효시라고 할 수 있는 경찰들이 사용하는 무전기 또는 CB-radio 택시운전사끼리

사용 되는 무전기들은 1940년대에 개발

- 초기 시스템의 문제는 하나의 채널이 문제였는데 1960년대에 설치한IMTS(Improved Mobile

Telephone System)은 23개의 채널 제공

- IMTS역시 채널의 부족으로 소수의 사람들만이 동시에 통화할 수 있다는 문제점이 있음,

이러한 문제를 해결한 시스템이 Bell-Lab에서 개발한 AMPS(Advanced Mobile Phone System)

- 도입된 것이 셀이라는 개념인데, 이 셀을 이용하여 IMTS에 비해서 더 많은 사람들이 통신할

수 있게 만들고 핸드폰을 셀룰러 폰으로 지칭

2. 무선 통신망

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⑤ 3세대 이동통신 (3G, GMS)

- 3세대 이동 통신은 이동 통신 기술의 3세대를 칭하는 말이며 영어로는 3G라고 불림

- 3세대 서비스는 음성 데이터와 비 음성 데이터를 모두 전송할 수 있게 함

- 3G통신의 다운로드 속도는 1.9~2.0Mbps 정도이고 업로드 속도는 0.8~0.9Mbps 정도임

2. 무선 통신망

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⑥ LTE(Long Term Evolution, 4세대 이동통신)

- LTE는 휴대전화 네트워크의 용량과 속도를 증가시키기 위해 고안된 4세대 무선통신기술임

- LTE 표준은 100Mbps의 하향링크 최고 속도와 50Mbps의 상향링크 최고 속도, 10ms 이하의

RAN(Radio access network) round-trip time을 제공함

- 반송파 대역폭을 1.4MHz에서 20MHz까지 조정이 가능하며 TDD와 FDD를 이용한 전이중

통신을 지원함

- LTE의 주요 이점은 높은 처리량, 낮은 지연 시간, 플러그 앤 플레이, 같은 플랫폼에서 FDD와

TDD를 사용할 수 있다는 점임

- LTE의 다음 단계는 LTE Advanced(LTE-A)임

2. 무선 통신망

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[그림] 시티폰의 통신 원리

⑤ 셀의 개념(1/2)

- 무선 전화에서는 동시에 몇 명이 통화할 수 있는가가 중요한 요소

- 각 무선 사업자들은 더 많은 통화를 할 수 있게 무선 네트워크를 디자인하려는 연구를

활발히 진행하고 통화자 수를 증가시키기 위해서 셀 개념 도입

- 셀의 원리는 지역을 잘게 나누고 송신하는 신호의 파워를 작게 해서 서로의 통화의 간섭을

줄이려는 것

2. 무선 통신망

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⑤ 셀의 개념(2/2)

- 서로 인접한 큰 셀들은 같은 주파수 대역을 사용하나 간섭을 줄이기 위해 서로 다른큰 셀에

위치한 인접한 작은 셀끼리는 다른 주파수 대역 사용

- 셀을 잘게 나눌수록 더 많은 사람이 통화를 할 수 있으나 셀끼리의 통신을 연결하기 위해서는

각 셀마다 기지국이라는 일종의 안테나를 설치하는 비용 증가

- 송수신자가 다른 셀로 이동할 때마다 이를 추적하여 신호를 넘겨주는 핸드오프 (Hand Off)

문제 발생

2. 무선 통신망

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⑥ 디지털 셀룰러 전화

- 디지털의 장점으로 인해 셀룰러 전화도 디지털로 전환

- 디지털 가속화의 이유는 디지털은 아날로그에 비해 복사할 때 에러가 적게 나고 여러 가지

종류의 정보를 통합하여 다루기가 쉽다는 장점이 있음

- 디지털 셀룰러 전화는 아날로그 음성 데이터를 전송하기 전에 디지털 정보로 변환하고 이 디

지털 정보를 변조하여 아날로그 신호로 전송

- 우리가 디지털 통신이라고 할 때 보내는 정보가 디지털 정보라는 것을 의미

- 디지털 전화기의 표준 구격으로는 미국의 IS-95와 유럽의 GSM(Global System for Mobile

communication)규격이 있고 IS-95는 CDMA 기술을 근간으로 하고 있고 GSM은 TDM과 FDM

방식사용

2. 무선 통신망

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⑦ PCS

- 최근에는 셀룰러 전화기와 함께 PCS전화기가 빠른 속도로 보급되기 시작

- PCS 전화기는 1990년 초반에 개발되어 미국을 비롯하여 유럽 등 여러 국가에서 사용되기

시작 하였는데 미국에서는 PCS로 기타 다른 지역에서는 PCN이라는 이름으로 불림

- 셀룰러 전화기에 비해서는 고주파의 케리어를 사용하고 있어 사용 가능한 대역폭이 큼

- 사용자마다 사용 가능한 대역폭이 셀룰러 전화기 보다는 크기 때문에 좀 더 고품질의 음성

서비스 사용가능

- PCS 셀의 크기가 셀룰러 전화기에 비해서는 훨씬 작고 셀 크기의 소량화는 전화기의 경량화

및 크기를 작게 하는 장점이 있음

2. 무선 통신망

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⑧ 무선LAN

- 대부분의 컴퓨터 네트워크는 유선에 의해 연결된 구조로써 설치와 관리에 있어서 많은

문제점내포

- 각 컴퓨터 및 주변기기에 연결되어 벽, 마루, 천정 등을 뱀처럼 휘감고 있는 케이블은 망

관리자 에게는 큰 골치 덩어리임

- 이런 케이블은 설치 후에도 컴퓨터의 이동이나 추가 시마다 케이블 비용과 인건비의 추가

부담 초래

- 최근에는 이러한 제약에 비교적 덜 영향을 받는 무선 LAN이 주목을 받고 있음.

- 무선 LAN 지리적인 영향을 덜 받으며 단말노드의 추가 삭제시에도 물리적 선로의 증설이나

제거가 필요 없어 경제적인 면에서도 유리

2. 무선 통신망

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적외선(Infrared) 마이크로 웨이브(Microwave) 스프레드 스펙트럼 (Spread spectrum)

장점

• 적외선을 사용하며 저가이고, 적은 전력소비와 우수한 통신 보안과 풍부한 대역폭

• 라디오 파를 사용하고, 높은 주파수 범위를 사용(18GHz)

• 전송속도가 빠르고 좁은 대역 폭으로 도청 불가능

• 간섭과 방해에 강하고 넓은 대역폭을 사용해 1940년대부터 군대에서 사용했고, 비동기로 다원 접속 가능

• 60년대부터 위성간 통신 방식에 이용했으며, 다중 영역 구성의 시스템인 경우 영역 이동이 용이.

단점

• 반면에 유리 벽은 통과하나 벽은 불가능, 송신기와 수신기 사이에 사람 및 사물에 의한 방해, 전송 거리 제한, 다중 경로에 의한 분산, 빛에 대한 장애

• 반면에 사용시에는 FCC허가 및 정부에 신고를 해야 하고, 사람, 벽, 장비에 의한 방해가 있으며, 물체에 의해 차단되거나 산란, 반사됨

• 다른 방식에 비해 속도가 느림

[표] 무선LAN의 종류

무선 LAN의 종류

2. 무선 통신망

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① 인공 위성망(1/2)

- 인공위성 통신의 역사는 공중에서 지상에서 쏘아 올린 전자기파를 반사시키는 벌룬(Baloon)

이 시초

- 송신자는 신호를 공중에 있는 벌룬에 쏘게 되고 벌룬은 송신된 신호를 반사시켜 원거리에

있는 수신자에게 전달

- 이 시스템은 신호가 반사되는 과정에서 계속적으로 파워가 약해져 원거리의 통신을 제대로

할 수 없는 약점이 있어서 신호를 증폭시켜주는 시스템이 필요

2. 무선 통신망

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① 인공 위성망(2/2)

- 그림에서 보듯이 인공위성 통신은 기지국과 인공위성으로 나누어지게 되고 인공위성이

기지국과 기지국을 연결해주는 역할

- 인공위성은 일종의 벌룬으로 수신된 신호를 상대편으로 반사시켜 주며 동시에 약해진 신호를

증폭해주는 역할

- 정지궤도위성은 지구와 같은 속도로 자전하는 위성으로 마치 위성이 하늘의 일정한 지점에

정지하고 있는 것 같은 위성임

- 고위도 위성의 통신은 지상의 기지국에서 일정 지점에 있는 위성에게 신호를 보내주기만 하

면 됨

[그림] 인공위성의 통신 원리

2. 무선 통신망

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① 무선 통신

- 무선 통신

- 무선 통신의 미래

② 무선망

- 페이징 시스템

- 무선전화

- 아날로그 셀룰러 전화

- 셀의 개념

- 디지털 셀룰러 전화

- PCS

- 무선 LAN

- 인공 위성망

3. 학습 정리

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이것으로 5주차 학습을 마치겠습니다.

다음시간에는 네트워크를 학습하도록 하겠습니다.

수고하셨습니다.

차시 예고

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Chapter 5. · 2014. 1. 27. · Chapter 5. 무선 통신 ① 최근 컴퓨터 분야에서는 노트북, 팜탑 (Palm Top)등 이동 가능한 (Mobile) 컴퓨터 들이 출시되고