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Wi-Fi 무선랜 입문편 2탄

가슴뛰는남자 2024. 5. 8. 14:30

1.무선 네트워크

무선 네트워크(無線 - , wireless network)는 네트워크 노드 간 무선 데이터 연결을 사용하는 컴퓨터 네트워크이다네트워크이다. [1] 즉, 신호를 전하는 케이블 대신에 무선(전파)을 이용하는 통신 네트워크를 통틀어 이르는 말이다.

PC나 PDA 등, 단말기의 인터넷 접속에 이용되는 것이 많다. 무선 인터넷 규약(Wireless Internet Protocol)에 의해 사용하는 WAP과 넷스팟 등의 무선랜을 사용하는 방법이 대표적이다.

역사

최초의 전문 무선망은 1969년 하와이 대학교에서 알로하넷이라는 브랜드로 개발되었으며 1971년 6월 운영이 시작되었다. 최초의 상용 무선망은 웨이브랜 제품 계열로서 1986년 NCR이 개발하였다.

<출처:https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AC%B4%EC%84%A0_%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC>

2. IEEE802.11 g 정의

EEE 802.11g-2003 또는 IEEE 802.11g는 IEEE 802.11b와 마찬가지로2.4 GHz대역을 사용하면서, 스루풋(처리량)을54 Mbit/s까지 늘린 IEEE 802.11 사양서의 수정판이다. 마케팅 이름인 Wi-Fi의 아래의 이 설명서는 전 세계에서 구현되고 있다. 802.11g 프로토콜은 현재, 발표된 IEEE 802.11-2007 표준의 19조(Clause 19)에 해당한다.

802.11은 무선 네트워크 전송 방식들을 관할하는 IEEE 표준의 집합이다. 각각의 방식들은 보통 오늘날 가정, 사무실, 상업 시설 등에서 무선 연결을 제공하기 위해 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 버전에 사용된다.

<출처: https://ko.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11g-2003 >

- 정의

무선 LAN 주파수(2.4GHz)에서, 최대 54 Mbps의 전송속도가 가능한, 2003년6월에 승인된 표준

- 특징

호환성 및 확장 표준
     - 802.11b와의 역호환성 : 표준 내용에 802.11b와의 Backward Compatibility를 규정
     - 확장 표준 : 802.11b를 최대 22 또는 54Mbps 등 고속의 동작을 위한 확장 표준

호환성 및 확장 표준
     - 802.11b와의 역호환성 : 표준 내용에 802.11b와의 Backward Compatibility를 규정
     - 확장 표준 : 802.11b를 최대 22 또는 54Mbps 등 고속의 동작을 위한 확장 표준

넓은 도달거리  : 5GHz에 비하여 멀리 도달

802.11g 전송 속도 및 변조 방식

(역호환성) 1.2, 5.5, 11 Mbps 
     - 1,2 Mbps -> 802.11b의 DSSS 방식 (D-BPSK 1 Mbps, D-QPSK 2 Mbps)과의 역호환성
     - 5.5,11 Mbps -> 802.11b의 CCK 와의 역호환성

 (필수)     6,12,24 Mbps

- 한편, Wi-Fi Alliance에서는 54 Mbps도 필수로 추가함

(선택)     9,18,36,48,54 Mbps

802.11g 물리계층 (ERP, Extended Rate PHY)

  ※ 역호환성 및 속도개선을 위해 물리계층을 4개의 다른 방식으로 구분, 이를 ERP라고 총칭

ㅇ ERP-DSSS/CCK (필수)
     - 802.11 DSSS (1,2 Mbps), 802.11b HR-DSSS (5.5,11 Mbps) 와의 역호환성

  ㅇ ERP-OFDM (필수)
     - 802.11g 주요 기술 (6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps)

  ㅇ ERP-PBCC (선택)
     - 향후 표준에서 폐지 예상됨

  ㅇ DSSS-OFDM (선택)
     - 향후 표준에서 폐지 예상됨

<출처 : http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=2151 >

3.IEEE( Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11a

-정의

허가가 필요없는 대역(U-NII)인 5 ㎓ 대에서, 6 ~ 54Mbps 속도로 동작하는,
     무선 LAN 표준 (1999년 9월 표준 승인)

- 802.11a의 주요 특징

전송 거리  :  30~60 m

  ㅇ 전송 방식  :  OFDM 기술

 변조 방식

선택된 전송속도에 따라, 부반송파 변조방식을 BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM 중 하나 사용

 802.11a의 OFDM에서, OFDM 심볼,부반송파 할당,사용 대역폭

전송 속도  :  최대 54 Mbps로 동작  
     - 8가지 종류의 전송속도 제공 : 6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps
        . 최소 6,12,24 Mbps 지원 (업체자발적으로 9,18,36,48,54 Mbps 지원 가능)
           .. 전송률에 따라 각기 다른 부호화율, 인터리빙 크기, 변조방식을 갖게 됨

사용 주파수 대역  :  5 GHz 대역 (UNII)        ☞ 무선 LAN 주파수(5GHz) 참조
     - 미국 : 5.15~5.25 GHz(UNII-1), 5.25~5.35 GHz(UNII-2), 5.725~5.825 GHz(UNII-3)
     - 한국 : 5.15~5.25 GHz, 5.25~5.35 GHz, 5.47~5.65 GHz

- 무선 LAN 주파수 : 5 Ghz 대역

 이 대역은 UNII(Unlicenced National Information Infrastructure)라고도 불리움

. U-NII

  ㅇ 5.2 GHz 대역에서 300 MHz 정도의 스펙트럼을 미국 FCC에서 지칭하는 말
     - 이는 비인가(인가가 필요없는) 장비에 의해 사용될 수 있는 대역임

24개 비 중첩 채널(20 MHz) 사용 가능
        . 한편, 무선 LAN 주파수(2.4GHz)에서는, 
           .. 약 14개의 중첩된 채널(20 MHz) 중 동시 사용 가능한 것은, 약 3개 채널 만이 사용 가능

. U-NII

  ㅇ 5.2 GHz 대역에서 300 MHz 정도의 스펙트럼을 미국 FCC에서 지칭하는 말
     - 이는 비인가(인가가 필요없는) 장비에 의해 사용될 수 있는 대역임

국가별 5 ㎓ 대역 (국가별 대역 및 허가조건 차이가 큼)

  ㅇ 국내 例 : 5.15 ~ 5.825 GHz (125MHz)  
  ㅇ 미국 例 : 3개 대역(100MHz)으로 FCC에서 할당 
     - 5.15~5.25GHz (50mW), 5.25~5.35 (250mW), 5.725~5.825GHz (1W)  ()는 최대출력
  ㅇ 유럽 例 : 5.15~5.35, 5.47~5.725GHz
  ㅇ 일본 例 : 5.15~5.25GHz

<출처:http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?m_temp1=2253&id=376>

무선 LAN의 주파수 현황

  ㅇ 2.4 ㎓ 대역 : 2.4~2.4835 GHz (802.11b/802.11g/802.11n)
     - 약 14개 가용 중첩 채널 중 동시 사용 가능 3개 채널 (각각 22 MHz)  ☞ 무선 LAN 주파수(2.4GHz) 

  ㅇ 5 ㎓ 대역   : 5.15~5.825 GHz (802.11a/802.11n/802.11ac)
     - 24개 비 중첩 채널 (각각 20 MHz)                                  ☞ 무선 LAN 주파수(5GHz)

  ㅇ 국내 할당 현황

     - 기타 : 17.7 ㎓ 및 19.2 ㎓ 대역 (미사용)

2. 무선 LAN 채널 번호 및 중심 주파수

  ㅇ (채널 중심 주파수) = (채널 시작 주파수) + 5 x (채널 번호) [MHz]
     - 2.4 GHz 대 
        . 채널 시작 주파수 : 2407
        . 채널 번호 : 1,2,...,13
           .. 例) 13번 채널 중심 주파수 : 2407 + 5 x 13 = 2472 MHz
           .. (이 경우에 가용 대역폭 : 2461 ~ 2483 MHz = 22 MHz)

     - 5 GHz 대 
        . 채널 시작 주파수 : 5000
        . 채널 번호 : 0,1,...,200
           .. 例) 36번 채널 중심 주파수 : 5000 + 36 x 5 = 5180 MHz

표준별 주파수 사용 특징

<출처: http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=2339>

5 Ghz 주파수 대역과 채널

802.11a와 802.11n은 5Ghz U-NII(Unlicensed National Information Infrastructure) 대역을 사용합니다.
여기에는 총 4개의 U-NII 대역이 있습니다.

U-NII 1 – Lower U-NII 이라고도 함
U-NII 2 – Middle U-NII 이라고도 함
U-NII 2E – U-NII 2 Extension 이라고도 함
U-NII 3 – Upper U-NII 이라고도 함

802.11a는 원래 U-NII 1, U-NII 2, 그리고 U-NII 3에 대한 사용을 정의하였습니다. 각각 3개의 U-NII 대역은 4개의 사용 가능한 채널로 나뉘게 됩니다. 물론, 이는 각 국가마다 전파 사용 승인 여부에 따라 달라집니다. 그리고 U-NII 2E는 5Ghz 대역에서 11개 채널을 추가합니다.

일반적으로 Lower U-NII는 실내용으로, Middle U-NII는 실내 또는 실외용으로, Upper U-NII는 실외용으로만 사용이 가능합니다. 이것은 사용 가능한 U-NII 채널을 8개 가질 수 있음을 의미합니다. 바로 옆에 있는 채널만 서로 간섭할 위험이 있으며, 일반적으로는 채널 간 전력 수준이 충분히 낮아서 간섭이 최소화되거나 전혀 없습니다.

5 Ghz 대역의 모든 채널을 사용할 수는 있지만, 일부 클라이언트는 5Ghz 대역 내의 특정 대역만 지원합니다. 따라서 5Ghz 범위에는 여러 사용 가능한 채널이 더 있게 됩니다. 또한, 2.4Ghz 대역보다 더 많은 대역폭을 갖습니다.

여기서 U-NII 2E 대역은 때때로 문제가 되기도 합니다. 일부 구형 NIC(Network Interface Card)은 이 대역을 지원하지 않거나 다른 채널을 스캔한 후에만 스캔할 수 있기 때문입니다. 하지만, U-NII 2E 대역을 사용하지 않더라도 여전히 2.4Ghz 대역보다 5Ghz 대역이 겹치지 않는 채널이 더 많습니다.

802.11 표준 및 개정

IEEE에서 관련 표준은 단 하나입니다. IEEE 802.11로 표시되며 그 뒤에는 발행일이 표시됩니다. IEEE 802.11-2012는 현재 출판된 유일한 버전입니다. 작업 그룹(Task Group, TG)은 표준을 업데이트할 수 있는 수정안을 만들 수 있습니다.
작업 그룹과 완성된 문서는 모두 802.11로 표시되며, 그 뒤에는 802.11a, 802.11b와 같이 대문자로 표시되지 않습니다. 개정된 내용은 주기적으로 표준에 통합되게 됩니다.

<출처:https://egstory.net/edge-study/tech-lesson/aos-8-wireless/1090/>

4.802.11A Channels 정보

<출처: TTA_강연 IEEE802.11 WAN 표준기술동향 개발현황 자료 캡처>