무선 통신 (Wireless Communication)

무선통신

무선통신 (Wireless Communication)은 둘 그 이상의 지점 사이에 전기 전도체의 연결 없이 정보를 전송하는 것

전자기파를 이용한 통신방법과 사람의 가청 주파수를 넘는 초음파 영역을 이용한 통신 방법으로 일반 신호를 고주파와 합성하여 전파를 통해 전송하고 수신 측에서 이렇게 받은 고주파 신호를 처리하여 다시 원래의 신호호 바꾸는 방법이다. 

넓은 의미의 무선 통신은 적외선을 이용하는 에어컨 리모콘과 같이 수 미터 이내에서 동작하는 것부터 위성 통신과 같이 수천, 수만 킬로미터 떨어진 곳에서 동작하는 것까지 종류가 다양하다. 전파 (공간파)를 이용하는 "Radio Communication"은 일반적으로 "무선통신"이라 불리지만 그 외에 적외선, 가시광선 등 (레이저, LED 등등)을 이용한 광무선 통신, 음파, 초음파를 이용한 음향통신도 무선통신에 속한다.

 

- 역사

아메리카 원주민의 연기 신호, 조선시대의 봉화 같은 고전 통신 방식도 무선통신이라는 범주에 속할 수 있겠으나 전화와 같은 유선 통신에 대비되는 개념으로서의 무선 통신은 모스 부호를 이용한 것이 시초이다. 이후 라디오와 같은 무선 기술의 발달로 무전기가 사용되었으며 20세기 중반까지 일반인의 무선통신은 아마추어 무선통신인 HAM이 대표적이었다. 20세기 후반에 등장한 이동통신의 보급으로 무선 통신의 이용자가 급격히 증가하였으며, 다양한 무선통신 기술의 출현으로 음성이나 인쇄 전신 부호 등의 간단한 정보의 전달을 뛰어넘어 영상 및 데이터의 전송이 실현되었다.

 

주파수 (Frequency) 와 대역폭 (BandWidth)의 특성

- 주파수 (Frequency)

먼저 주파수의 사전적 의미는 '진동 운동에서 물체가 일정한 왕복운동을 지속적으로 반복하여 보일 때 단위 시간당 이러한 반복운동이 일어난 횟수'를 진동 수( 주파수)이다. 즉, '1초에 몇 번 떨리는지를 나타는 것'이며, 단위는 헤르츠 (Hz)를 사용한다. 사람이 말을 하면 입 밖으로 울림이 발생하게 되고 이러한 울림이 공기를 매질로 하여 상대방의 고막에 전달이 된다. 상대방은 이 소리의 떨림을 귀로 감지하고 소리를 들을 수 있게 되는 것이다. 사람이 낼 수 있는 주파수는 최저 87Hz 에서 최고 1,200Hz이며 사람이 들을 수 있는 가청 주파수는 15 ~ 20,000Hz이다.

 

- 대역폭 (BandWidth)

각각의 초음파를 이용하여 통신하는 무선기기들이 혼선 없이 자신의 신호를 찾아내려면 다른 신호와 겹치지 않는 자신의 주파수 영역을 가져야하는데 이를 대역폭이라고 한다. 주파수는 엉뚱한 주파수를 잘못 사용할 경우, 범죄나 사고가 일어날 수 있으므로 정보에서 용도에 따른 주파수 분배를 시행 중이다.

 

- 주파수 대역에 따른 특성

주파수 대역에 따라 신호가 갖게되는 특성이 다르다. 주파수는 파장과 반비례하는데 낮은 주파수 대역은 속도가 떨어지는 대신 파장이 길기 때문에 장애물을 만나더라도 자연스럽게 굴곡되어 먼 거리까지 전파가 가능하고 주파수가 높을 경우 대량의 데이터 전송을 빠르게 할 수 있다는 장점이 있지만 직진성이 증가해 장애물을 만나게 되면 반사되어 수신 거리가 짧아지는 단점이 있다. 그리하여 낮은 주파수는 원거리까지 도달하는 것이 중요한 항공/선박 항로 안내용을 자주 사용되고, 이동통신 및 무선 랜 등은 300MHz ~ 30GHz 대역에 들어가는 전파를 사용하고 있다.

 

전파통신

일반적인 무선 통신은 전파를 이용하는 무선 통신을 말한다. 흔히 RF (Radio Frequency) 통신이라 불리기도 한다.

 

- 원리

전파를 이용한 무선 통신의 기본적인 원리는 라디오와 같다. 즉 보내고자하는 정보를 전파로 변조하여 전력증폭기 (PA , Power Amplifier)를 통해 전파를 송출하고 수신하는 측에서 수신된 전파를 복조 하여 정보를 수신하게 된다. 쌍방향 무선 통신은 송신 주파수 (Tx, Transmit Frequency)와 수신 주파수 (Rx, Receive Frequency)를 별도로 두어 동시에 송수신이 가능하도록 고안된 무선 통신이다.

 

- 종류

무전기, 이동통신, 주파수공용무선통신시스템, 위성전화와 같은 음성 정보 전달을 주요 목적으로 하는 통신과 무선 인터넷, 와이브로, HSDPA와 같은 데이터 정보 전달을 주요 목적으로 하는 통신이 있다.

 

- 광무선통신

역사적으로 볼 때 우리나라의 봉화대가 이에 해당이 되며 적외선을 이용하는 근거리 통신 리모컨 , 레이저를 이용하는 광무선 통신이 있다. 인공위성 <-> 인공위성, 인공위성 <-> 지상 간의 통신을 위해서 사용되기도 한다. 레이저의 경우 RF에 비해 광대역이며 방사각이 매우 작아 외부 간섭에 강하며 전자기적 잡음에도 방해를 덜 받는 장점이 있다. 대신 송수신 간의 정밀한 정렬이 필요로 하는 단점이 존재한다.