Understanding of Computers 3rd Chapter 09 무선 네트워크.

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1 Understanding of Computers 3rd Chapter 09 무선 네트워크

2 Understanding of Computers 3rd 2/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 통신의 원리 및 개념 무선 통신의 개념 무선 통신의 개념  무선통신은 1837 년 사무엘 핀리 브리즈 모르스 (Samuel Finley Breese Morse, 1791~1872) 에 의해 전신기가 탄생되고 이어서 1887 년 독일 과학자 하인리히 헤르츠 (Heinrich Rudolf Hertz, 1857~1894) 가 전자파의 존재를 입증  무선통신이란, 통신 케이블로 주고받았던 유선통신과는 달리 전 파를 전송 매체로 정보를 주고받는 방식 전파 전파  전파란 공간에 존재해서 이동하는 전기에너지를 말하며, 3000GHz 이하의 주파수를 가진 전자파  전파는 무전기나 안테나에 따라 효율적으로 발생하거나 수신 가 능하게 되며 우리의 생활 속에 여러 가지 형태로 이용

3 Understanding of Computers 3rd 3/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선통신 방식 아날로그 신호를 이용한 무선통신 방식 아날로그 신호를 이용한 무선통신 방식  최초의 아날로그 이동통신 개념은 미국 디트로이트 경찰국의 특 정 그룹에게만 정보를 전달하는 의미에서 이동통신 서비스가 처 음으로 시작  오늘날 AM 라디오는 9KHz 의 주파수를 이용하고 FM 라디오는 200kHz 를 이용 디지털 신호를 이용한 무선통신 방식 디지털 신호를 이용한 무선통신 방식  아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어 주는 기술은 제 2 차 세계 대전 중에 개발  1992 년 유럽에서는 GSM(Group Special Mobile) 방식, 1993 년 일본에서는 PDC(Personal Digital Cellular), 미국에서는 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식이 도입  1996 년 우리나라에서는 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식을 채용하면서 디지털 변조 방식을 본격적으로 이 용하기 시작

4 Understanding of Computers 3rd 4/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선통신 방식 디지털 통신의 장점 디지털 통신의 장점  디지털 통신은 외부 신호의 방해에 대한 저항력이 크다  디지털 통신은 신호를 통신 채널 조건에 맞추는 지능적인 성격 을 가짐  디지털 통신은 소프트웨어에 의해 제어되는 유연성을 가짐  디지털 통신은 어떤 형태의 신호도 전송할 수 있는 창조성을 가 짐  디지털 통신은 비용 및 전송 매체 이용의 효율성이 뛰어남  디지털 통신의 보안성

5 Understanding of Computers 3rd 5/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 통신 종류 이동통신의 개념 이동통신의 개념  안테나나 텔레스코프를 이용하여 대기나 수중으로 전자파를 직 접 전파시켜 통신하는 방법으로, 통신선로를 가설 또는 포설하 는데 지형상 어렵거나 시간과 비용이 많이 소요되는 지역 간 장 거리 통신을 목적으로 사용  셀룰러 (cellular) 방식 : 주파수 사용 효율을 높이기 위해 한 셀에 이웃하고 있는 셀들에는 다른 중심 주파수를 배정하고, 셀 사이 가 충분히 멀어 서로 통화 간섭을 주지 않는 거리에 있을 때는 기 존에 배정된 주파수를 재활용 이동통신의 종류 이동통신의 종류 시분할 다중 접속 (TDMA) : 한 셀의 소속 가입자 수를 증가시키기 위해 서 시간 슬롯을 정해 여러 가입자로부터의 신호를 교대로 접속 코드 분할 다중 접속 (CDMA): 할당된 전 주파수 대역에 여러 가입자 신 호를 코드화하여 분산 주파수 분할 다중 접속 (FDMA) : 사용 가능한 대역폭을 주파수 단위로 나누어 통신

6 Understanding of Computers 3rd 6/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 통신 종류 위성통신의 개념 위성통신의 개념  지구 궤도 상을 돌고 있는 인공위성을 통해 필요한 신호를 지상 과 주고받으므로, 이 위성과 직접파 통신을 하기 위한 안테나가 설치된 위성 지구국이 필요  인공위성과 통신을 위한 지구국의 안테나는 직경이 10m 에서 60m 사이인 대형 안테나와 건물의 지붕에다 설치할 수 있는 3m 에서 10m 사이의 소형 안테나 사용  위성통신에 사용되는 전파는 지구의 대기권과 전리층을 통과하 기 때문에 전리층과 대기 권에서 흡수나 반사가 적은 주파수 대 역을 사용. 이에 적합한 주파수 대역은 1GHz 에서 10GHz 이지만 기술의 향상으로 현재 30GHz 까지 사용 무선 전송 통신 수단 무선 전송 통신 수단  무선 전송에서 사용되는 통신 수단으로는 라디오파, 지상 마이 크로파, 위성 마이크로파가 있음

7 Understanding of Computers 3rd 7/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 네트워크 통신 기술 무선 통신 기술 무선 통신 기술  무선 네트워크는 무선 근거리 개인 통신, 무선 근거리 통신, 이동 통신으로 구분  무선 근거리 개인 통신은 WPAN(Wireless Personal Area Network), 무선 근거리 통신은 WLAN(Wireless Local Area Network).  WPAN 은 Bluetooth 와 Zigbee, NFC, WLAN 는 Wi-Fi 가 대표적 무선 근거리 개인 통신 (WPAN) 기술 무선 근거리 개인 통신 (WPAN) 기술  10m 이내의 짧은 거리에 존재하는 컴퓨터와 주변기기, 휴대폰, 가전제품 등을 무선으로 연결하는 무선통신 기술  Bluetooth 명칭은 10 세기 덴마크와 노르웨이를 통일한 바이킹 헤럴드 블루투 스 (Harald Bluetooth, 910~985) 의 이름에서 유래 Bluetooth 는 10m 이내의 근거리 기기간 통신을 지원하는 무선 접 속 규격으로서 2.4GHz 주파수 대역를 이용하여 무선으로 통신 기술 Bluetooth 는 IEEE 802.15.4 의 표준을 기반

8 Understanding of Computers 3rd 8/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 네트워크 통신 기술  Zigbee IEEE-SA 에 의해 승인된 802.15 규격에 기반을 두고 있는 기술로 868MHz, 902~928MHz 및 2.4GHz 에서 작동하는 무선 개인 영역 통 신망 규격 ZigBee 를 사용하면 무선 개인 영역 통신망 내에서 통상 50m 이내 의 거리에 떨어져 있는 주변장치들 간에 최고 250Kbps 의 속도로 데이터를 주고 받음 ZigBee 는 IEEE 802.15.4 의 표준을 기반으로 저전력, 저비용, 소형 화를 목표로 하는 저속 무선 근거리 개인 통신 지그비는 Star 형, 그물형 (Mesh) 형 등의 구조로 통신 지그비는 ZigBee Coordinator, Router, 종단 디바이스 (End Device) 로 구성 ZigBee Coordinator 는 네트워크당 한 개 존재하고 네트워크 주소 를 할당, Router 는 라우팅 메시지를 전달, End Device 는 종단에 위 치한 디바이스로 제한적인 프로토콜을 기능을 가지고 통신을 수행

9 Understanding of Computers 3rd 9/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 네트워크 통신 기술  RFID(Radio Frequency Identification) 태그에 부착된 집적 회로 (IC 칩 ) 에 저장된 정보를 무선 주파수 (Radio, Frequency) 를 이용하여 비접촉식 방법으로 인식하는 기술 RFID 는 태그와, 리더기로 구성. 태그는 안테나와 집적 회로 (IC 칩 ) 로 이루어지며, 집적회로 안에 정보를 기록하고 안테나를 통해 리더기 에게 정보를 송신. 이 정보는 태그가 부착된 대상을 식별하는데 이 용 RFID 가 바코드 시스템과 다른 점은 빛을 이용해 판독하는 대신 전 파를 이용. 따라서 바코드 시스템처럼 짧은 거리에서만 작동하지 않 고 먼 거리에서도 태그를 읽을 수 있으며, 심지어 장애물을 통과해 서 정보를 수신 RFID 는 유통 / 물류 / 운송 분야에서는 이동 정보 및 반입 / 반출 정보와 재고 파악, 무인 창고 관리 시스템으로, 산업 분야에서는 생산 재고 관리, 출입 통제 수단으로, 공공 분야에서는 도서 관리와 주차 관리, 약품 관리, 농업물 출하 관리 등 많은 분야에서 활용

10 Understanding of Computers 3rd 10/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 네트워크 통신 기술  NFC(Near Field Communication) NFC(Near Field Communication) 는 13.56MHz 대역에서 비접촉 식 근거리 무선통신 기술. 스마트폰에 포함되어 단말 간 데이터통신 을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 비접촉식 스마트 카드 기술 및 RFID(Radio Frequency Identification) 와 상호호환성을 제공 비접속 무선통신은 13.56MHz 대역으로 통신 범위에 따라 10cm 이 내의 근접형 (Proximity) 과 1m 범위까지 인식이 가능한 주변형 (Vicinity) 으로 분류. 스마트 카드에 적용되는 ISO/IEC 14443 은 비 접촉식 근접형 무선통신 기술로 널리 사용되는 표준

11 Understanding of Computers 3rd 11/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 네트워크 통신 기술 무선 근거리 통신망 (WLAN) 기술 무선 근거리 통신망 (WLAN) 기술  Wi-Fi Wireless Fidelity 의 약어로 무선 접속 장치 (AP, Access Pointer) 가 설치된 곳을 중심으로 일정 거리 이내에서 스마트 폰, 태블릿, 노 트북 등의 무선 기기를 통해 초고속 인터넷을 이용 가능  IEEE 802.11n IEEE 802.11n 은 최대 실효 속도가 100Mbps( 기존보다 3~5 배 빠른 속도 ) 인 차세대 무선 LAN 규격 이동 통신 기술 이동 통신 기술  CDMA(Code Division Multiple Access) 1950 년대에 정립되어 무선통신의 보안 목적으로 1960 년대에 군 통 신에서 사용하기 시작 CDMA 는 광대역 주파수 확산 기술을 바탕으로 셀룰러 주파수의 전 채널에 걸쳐 다수의 통화가 가능하도록 설계

12 Understanding of Computers 3rd 12/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 네트워크 통신 기술  IMT-2000(International Mobile Telecommunication) 서비스 1992 년 WARC-92( 세계 전파 통신회 ) 에서 2GHz 대 총 230MHz (1885~2025MHz, 2100~2200MHz) 를 IMT-2000 대역으로 지정 2000 년 10 월 한국에서 세계 최초로 CDMA2000 방식으로 IMT- 2000 서비스를 시작 IMT-2000 도입에 따른 서비스 구현 목표는 유무선 통합화와 세계 공통의 주파수 사용을 통하여 자유로운 이동성을 보장하기 위한 국 제 로밍 제공을 추진하고 있으며 최종적으로 멀티미디어 서비스가 가능한 진정한 네트워크의 구현을 목표  HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 고속 하향패킷 접속이라는 뜻으로 기존의 비동기 IMT-2000 표준의 진화 단계에 위치하는 3.5 세대 이동통신 기술  WiMax(World interoperability for Microwave access) IEEE 802.16 의 별칭으로 Wi-Fi(802.11a/b/g) 의 공간적인 한계를 극 복하기 위해 개발된 기술 안테나 하나로 도시 전역을 커버하는 최대 48km 에서 7Mbps 데이 터 전송이 가능

13 Understanding of Computers 3rd 13/13 Chapter 09 무선 네트워크 무선 네트워크 통신 기술  WiBro(Wireless Broadband Internet) 언제, 어디서나, 이동 중에도 초고속 인터넷을 무선으로 자유롭게 이용할 수 있는 서비스 무선 광대역 인터넷, 무선 초고속 인터넷, 휴대 인터넷 등으로 풀이 되고 휴대전화와 같이 언제 어디서나 이동하면서 인터넷을 이용할 수 있는 서비스  LTE(Long Term Evolution) 휴대전화 네트워크의 용량과 속도를 증가시키기 위해 고안된 4 세대 무선 기술 (4G) 을 향한 한 단계 표준화 기구가 설 정한 규격과 비교하여 LTE 는 4G 요구사항을 완 벽하게 만족시키지 못하기 때문에 엄연히 말하면 3.9G  LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) LTE 를 보완하는 4 세대 이동통신 기술로 이론적으로 정지 시 하향 1Gbps, 상향 500Mbps 의 속도를 지원 LTE-A 는 2009 년 국제 전기 통신 연합에서 ITU-T 4G 시스템 후보로 제출되어, IMT Advanced 로 승인, 2011 년 3 월 에 3GPP 가 릴리즈 10 을 기반으로 완성한 WCDMA 계열의 4 세대 이동통신