와이파이의 기술 표준
- 와이파이의 핵심 성공 요소는 상호 운용성 (Interoperability)
- “와이파이”라는 용어는 와이파이 얼라이언스가 인증한 제품이라는 것으로 사용되었음
와이파이 데이터 속도
802.11 (1997) – 2Mbps, 802.11b (1999) – 11Mbps
초기 와이파이 속도 + 2.4GHz 주파수 대역 사용
802.11a (1999) – 54Mbps, 802.11n (1999) – 600Mbps
802.11a는 5GHz 주파수 대역만 사용
802.11n은 2.4GHz와 5GHz 주파수 대역 모두 사용
802.11ac (2014) - 3.2Gbps
802.11a는 5GHz 주파수 대역만 사용
이는 802.11n으로부터 쉽게 옮겨 가기 위한 목적
고급 안테나 설계와 신호 처리 기술을 사용하여, 더 적은 배터리를 소모하고, 훨씬 높은 데이터 속도 제공
802.11ad (2012) - 6.76Gbps
60GHz에서 동작하는 802.11 규격
- 이 대역에서는, 5GHz 대역보다 훨씬 넓은 채널 대역폭을 사용 가능
- 60GHz 대역에서 동작하는 장치가 거의 없어서, 다른 와이파이 대역보다 간섭도 적음
60GHz 밴드의 전송 특성 때문에, 802.11ad는 하나의 방 안에서만 유용
- 홈 엔터테인먼트 시스템이나 고화질 영화를 휴대폰에서 TV로 스트리밍하는 용도에 적합
사무실 용 기가비트 와이파이
5GHz 대역에서 동작하는 802.11ac가 선호
가정용 저전력 무선 LAN
802.11ad가 적합할 수도 있으나, 현재 소비자용(AP)으로 판매되는 제품 없음
발전된 와이파이
802.11ax (2019) – 11Gbps (WiFi 6) 공유기 등 판매 중, 802.11be는 연구 중
1G ~ 5G 변화
가. 1세대 이동통신
1G라고도 불리는 최초의 셀룰러 네트워크
아날로그 트래픽 채널 제공
공중전화 교환망의 확장 개념으로 설계
가장 널리 보급된 1G 시스템은 AT&T의 AMPS (Advanced Mobile Phone Service)
음성 전송 방식은 아날로그 + 제어 신호도 10kbps 아날로그 채널로 전송
나. 2세대 이동통신
1세대 셀룰러 네트워크가 빠르게 인기를 끌면서 처리 용량이 부족해짐
2세대 이동통신 시스템 개발 목적
- 더 높은 데이터 속도 (고품질 신호와 디지털 서비스 제공을 위함)
- 더 큰 용량 제공 (더 많은 사용자 수용)
1G와 2G의 주된 차이점
1. 디지털 트래픽 채널
- 1G는 순수 아날로그 사용한 것에 반하여, 2G는 디지털 사용
- 1G는 음성 채널 지원을 목적으로 설계되었기 때문에,
디지털 데이터도 아날로그 형식으로 변환하여 전송
- 2G는 디지털 트래픽 채널을 사용하여, 디지털 데이터 전송
- 2G에서 음성 트래픽은 전송 전에 디지털 형식으로 인코딩된 다음, 전송됨
2. 암호화
- 2G 시스템은 디지털 데이터를 전송하기 때문에, 트래픽을 암호화하는 것이 용이함
- 1G는 사용자 트래픽을 어떠한 보안 없이 평문으로 전송
3. 오류 검출 및 정정
- 2G 시스템은 디지털 데이터를 전송하기 때문에, 오류 검출과 정정 기법 적용 용이
- 그 결과, 깨끗한 음성 수신이 가능
4. 채널 액세스
- 1G는 하나의 셀이 지원하는 여러 채널 중,
특정 시점에 하나의 채널은 한 명의 사용자만 사용 가능
- 2G는 다수의 사용자가 하나의 채널을 공유할 수 있음
다. 3세대 이동통신
3G 시스템의 목적은 음성 뿐만 아니라, 멀티미디어, 데이터, 동영상 전송을 위한
높은 속도의 무선 통신 제공
3G 시스템의 설계 특징
1. 대역폭
- 3G의 가장 중요한 설계 목표는 5MHz 채널 폭 지원
- 5MHz 이상의 대역폭은 다중 경로 성능 향상에 유리
- 5G의 속도 목표인 144Kbps, 384Kbps 데이터 속도 지원에 5MHz가 적합
2. 데이터 속도
- 실외에서 144Kbps와 384Kbps까지 제공 -> 일반적인 환경에서 제공 가능한 최대 속도
- 실내 (특수한 환경)에서 최대 2Mbps까지 제공
3. 멀티레이트 (Multirate)
- 멀티레이트는 다수의 고정 데이터 속도 논리 채널을 사용자에게 제공하는 것
- 다른 데이터 속도는 다른 논리 채널에서 제공
- 필요한 용량을 제공하는 논리 채널을 선택적으로 사용 가능
- 결과적으로 시스템 용량을 효율적으로 사용할 수 있음
라. 4세대 이동통신
스마트폰과 셀룰러 네트워크의 진화에 따라, 4G 등장
4G 시스템은 노트북, 스마트폰, 태블릿 등 다양한 모바일 장치에 초광대역 인터넷 액세스를 제공
- 모바일 웹 액세스, HD 모바일 TV, 모바일 화상 회의, 게임 등의 고 대역폭 애플리케이션 지원
4G 시스템의 주요 특성
1. All-IP 패킷 네트워크 기반
2. 높은 전송 속도
- 고수준 이동성 모바일 환경에서 최대 100Mbps 지원
- 로컬 무선 액세스 등 저수준 이동성 모바일 환경에서 최대 1Gbps 지원
3. 셀당 더 많은 동시 사용자 지원을 위한 네트워크 자원 동적 공유
4. 이종 네트워크 간 smooth 핸드오버 (핸드오버 시 패킷 손실 최소화) 지원
5. 차세대 멀티미디어 애플리케이션의 높은 서비스 품질 (QoS) 지원
이전 세대와는 달리, 4G는 IP 전화 서비스만을 제공함 (전통적인 회선 교환 방식 전화 서비스 지원 않음)
마. 5세대 이동통신
AI, 자율주행차 등 초연결 사회 구현을 위하여, 5G 등장
5G 이동통신 기술의 세 가지 주요 서비스
1. 초고속 대용량 통신 (eMBB, enhanced Mobile BoradBand)
- 최대 20Gbps 및 일상적으로 100Mbps 제공 가능
- 4K, 8K, 홀로그램, AR (Augmented Reality), VR (Virtual Reality) 등에 사용
2. 고신뢰 초저지연 통신 (uRLLC, ultra Reliable Low Latency Communication)
- 1ms 이하의 낮은 지연시간 및 높은 안정성 제공
- 자율 주행차, 공장 자동화, 원격 의료 등에 사용
3. 대량 연결 통신 (mMTC, massive Machine Type Communication)
- 제곱미터당 100만개 기기 수용 가능한 고밀집 (High Density) 및 오랜 기간 배터리 사용이 가능한 고 에너지 효율 (High Energy Efficiency) 제공
- 스마트시티, 스마트 빌딩, 물류 등에 사용
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