14. WPAN과 무선인터넷 기술

목차

1. WPAN과 홈 네트워크

2. 블루투스 기술

3. 무선인터넷 기술

 

14.1 WPAN과 홈 네트워크

14.1.1 WPAN 기술

무선 미디어를 이용하는 '무선 개인 영역 네트워크' 이다. 개인용 컴퓨터, 개인 휴대정보 단말기, 무선프린터, 저장장치, 셋톱박스 등 다양한 종류의 휴대용 전자 기기들을 지원하기 위해 설계된 개인 영역 무선 네트워크이다.

 

WPAN 기술은 속도 차이를 기준으로 저속 WPAN, 고속 WPAN 기술이 있다. 저속 WPAN 기술은 속도는 낮지만 저 비용, 저 전력을 특성으로 하고 고속 WPAN기술은 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 기술이다 (HD급 영상 전송도 용이). 

 

14.1.2 무선 네트워크 기술 비교

LAN

LAN은 노트북 컴퓨터와 같은 휴대형 장치들로 구성되나, WPAN에서처럼 저전력과 이동성이라는 특성은 강조되지 않는다. 무선 LAN의 경우 100mW의 전송전력을 사용했을 때 대략 100m 정도이다. 무선 LAN은 무선장치에 의한 전력소모가 커서 휴대형 장치들이 고정된 장소에서 사용됨을 전제로 설계된다. 하지만 전송속도는 WPAN보다는 확실히 빠른 편이라고 할 수 있다.

 

WPAN (Wireless Personal Area Network)

주로 배터리를 사용하며, 전력 소모가 낮다. WPAN은 1mW의 전력으로 10m 정도 

WPAN은 ad-hoc 네트워크처럼 네트워크의 생성이나 장치들 간의 연결 설정이 신속하게 이루어지며 개별 장치를 중심으로 좁은 범위에서 동작하며 동작시간 또한 비교적 짧다. 저 전력, 저비용인 대신 속도가 LAN에 비해는 낮고 전송 범위도 더 낮다고 할 수 있다.

 

14.1.3 무선 네트워크 기술 비교

전송률, 전력소모, 비용요소 측면에서 비교 (가로축은 데이터 전송률을, 세로축은 시스템의 복잡도와 비용 및 전력소모를 나타냄) -> 위쪽으로 갈수록 복잡도가 증가하고 그 결과 비용 증가와 함께 전력소모도 증가

 

14.2 지그비 / 블루투스 기술

지그비 통신은 기계장치들을 서로 연결하는데 필요한 통신 데이터를 처리하기 적합하고 블루투스 통신은 인간이 사용하는 휴대 단말기에 데이터를 전송하기 적합하도록 기술 표준이 설계되었다고 할 수 있다. (무선 USB 라고 생각하면 쉽다)

블루투스에서는 어느정도의 음성/영상 신호 전송도 짧은 거리에서 가능하도록 설계되었지만 지그비는 텍스트 데이터 전송을 안정적으로 송수신할 수 있도록 설계되었기 때문에, 음성/영상 신호 데이터를 실시간으로 충분히 전송하는데 부족한 점이 발생할 수 있다. 따라서 빌딩자동화 홈네트워크 등 수많은 전자 전기장치들을 무선통신으로 상호연결하는데는 블루투스보다 진그비가 매우 경제적이고 효율적인 목적을 달성할 수 있다.

 

지그비 기술의 특성

지그비 기술은 저비용과 저전력이라는 특성을 갖는 무선 메쉬 네트워크 표준

 

메쉬 네트워크 사용

- 높은 신뢰성과 더 광범위한 커버리지를 제공하기 때문

- 유럽에서는 868MHz, 미국과 호주에서는 915MHz를 사용하고, 전 세계 대부분의 관할 지역에서는 2.4GMHz를 사용함

 

데이터 전송속도

2.4GHz 주파수 대역에서는 250Kbps 정도가 되고, 868MHz 주파수 대역에서는 20Kbps 정도가 됨 (대체로 낮은 편)

 

지그비 WPAN 규격(IEEE 802.15.4/LR-WPAN)

WLAN 또는 블루투스에서는 고려하지 못했던 아주 낮은 전력소모와 저렴한 비용의 산업용, 가정용, 의학용 응용을 목표로 하는 표준

홈 네트워크와 유비쿼터스 환경에 적용 가능한 최적의 기술로 주목 (다양한 분야에 활용 가능)

 

블루투스의 특성

 

낮은 데이터 전송률과 저가 및 저전력 - 실제 데이터 전송속도는 2.1Mbps 정도 최근에는 최대 24Mbps로 향상시킴 (지그비보다는 빠름, 블루투스 기기 간에 대용량의 그림 파일, 동영상 파일 등을 주고받게 되었고, PC와 모바일 기기 간의 동기화가 가능하며 프린터나 PC로 다량의 사진을 다운로드할 수 있게 됨 )

- 무선으로 음악을 자유롭게 즐길 수 있는 기술인 IEEE 802.15.1 기술

- 휴대전화, MP3 플레이어 등 모바일 기기와 가정용 오디오 헤드셋은 물론, 차량용 오디오까지 확대 적용

 

근거리 무선 네트워킹 기술의 특성 비교

 

14.3 무선 인터넷 기술

14.3.1 와이브로

무선 광대역 인터넷 기술로, 휴대형 단말기를 통해 언제, 어디서나, 정지 및 이동 중에도 (Wifi 에는 없는 와이브로만의 특화된 장점 ) 고속으로 인터넷에 접속하여 필요한 정보나 멀티미디어 콘텐츠를 이용할 수 있도록 하는 기술이다. (그래도 Wifi보다는 전송속도 느림)

 

와이브로 서비스의 개념

캠퍼스, 지하철, 공항 등 언제, 어디서나 와이브로 서비스 가능하다. 모바일 와이맥스는 IEEE 802.16e의 기술표준을 토대로 장비의 상호호환성을 확보하기 위한 국제표준으로, 이 중 와이브로가 대표적인 기술 표준이 된다.

 

OFDM 방식 사용

사용 가능한 주파수 대역을 부캐리어(sub-carrier)로 나누고,  시간축 상에서 서로 직교하는 신호를 각 부 캐리어상에
나누어 중첩되게 할당하여 전송하는 방식. 동일 주파수 대역으로 비교할 경우 중첩되는 다수의 부 캐리어에 신호가 나뉘어 실리기 때문에 단일 주파수 효율이 좋아지고, 결과적으로 높은 데이터 전송률이 가능해짐
-> 와이브로에서 OFDM 방식을 사용하는 이유

 

와이브로 서비스의 특성

- 빠른 전송속도와 이동성, 저렴한 요금, 다양한 콘텐츠 등

- 와이브로는 최대 25Mbps 정도의 전송속도가 가능하여, 3.5G HSDPA보다도 데이터 전송에 유리

- 유선사업자가 제공하는 넷스팟 같은 무선 LAN이나 기존 코드분할 다중접속(CDMA)을 이용해

    무선 인터넷을 사용할 수 있으나, 무선 LAN을 사용하는 경우 도달거리가 짧기 때문에 이동 중일 때나 혹은 AP로부터 멀어지게 되면 원활한 서비스가 이루어지지 못함

- 와이브로는 이동 중에도 무선인터넷의 사용이 가능함

14.3.2 무선랜(Wi-Fi)과 와이맥스

Wi-Fi

2.4GHz의 주파수 대역을 사용하던 802.11b를 업그레이드한 802.11g가 2003년에 표준화

802.11g는 802.11a의 속도와 802.11b의 보안성을 갖추고 54Mbps의 빠른 속도를 지원

802.11n은 OFDM/MIMO 기술을 사용하여 최대 600Mbps8의 빠른 속도를 지원

IEEE 802.11g의 무선인터넷은 802.11b에 비해서 데이터 전송속도는 빠르나, 100Mbps 이상을 지원하는 유선 초고속 인터넷의 성능에는 미치지 못함

-> 802.11g의 최대 속도는 54Mbps까지 가능하나, 실제 속도는 무선 AP 반경 2~3m 내에서 장애물이 없는 경우에 20 ~ 30Mbps 정도에 불과

와이파이를 사용하면 가정과 사무실, 실외에서도 무선으로 인터넷을 즐길 수 있지만, 이동 중 사용은 곤란하며, 서비스 가능지역도 매우 제한적임

 

와이맥스

와이파이의 최대 단점( 유효 범위가 협소하고, 이동하면서 사용하기에는 제한적이라는 점)을 극복하고, 넓은 지역에서 무선 광대역 네트워크를 구축하기 위한 새로운 무선 데이터통신 기술이 요구됨에 따라 등장함 ->  802.16 규격 :  와이맥스(WiMAX)

 

802.16e는 802.16a에 이동성을 강화한 것으로 시속 60km에서도 15Mbps 속도 데이터통신 가능

 

실제 와이맥스의 커버 범위는 45km까지 확대되며, 전송속도 또한 365Mbps(WiMAX rel 2.0)까지 가능  -> 와이파이에 비해 우수한 성능

 

와이브로, 와이파이, 와이맥스, WCDMA 기술의 특성 비교