[Edwith] 통신의 기초 4. 이동통신

4. 이동통신

1. 유선통신 vs 무선통신

유선전화 = 전화교환원이 존재. 통화하려는 두 사람을 직접 연결하는 식.
교환원은 당연히 이제 없지만, 유선 전화를 교환하는 교환대는 여전히 존재

 

기본적으로는 ‘국가 - 도시 - 지역 - 구내’ 개념으로 번호가 분리되어 있다.
82 - 02(서울) - 0000 - 0000

같은 구내 연결 = 짧은 교환과정,

거리가 멀어질수록 긴 회선을 사용해서 연결을 시도하는 것. 따라서 이 당시만 해도 거리가 멀어질수록 요금이 비쌌다.

 

무선 통신의 등장

 

송신탑에서 최대한 멀리 쏘아보내서 전화보내는 사람 / 받는 사람을 연결하는 게 초기 방식. 이 방식은 먼 거리일수록 통신 전력이 많이 필요하다는 단점이 있었음.
그래서 ‘굳이 최대한 멀리 쏘는 대신, 지역별로 나누어서 해당 지역 중심으로 우선 연결하는 게 어떨까’라는 방안 등장 = 셀룰러 통신.

• 한 지역의 가입자를 ‘셀’이라 부르는 “동일 중심 주파수를 쓰는 통화 존”으로 구분
• 각 존의 중심에는 기지국 설치. 해당 셀에 소속된 가입자는 해당 셀 기지국을 통해 다른 셀 / 지역의 가입자와 통화하는 방식

2. 셀룰러 통신

여러 개의 셀로 나누고, 셀마다 기지국을 설치한다. 셀에 속한 사용자는 그 셀의 기지국 도움을 받아 통신하는 시스템.
셀의 모양 = 반복구조 + 원 형태 = 육각형. 기지국은 맡은 셀 범위만 커버하면 되기 때문에 약한 배터리로도 가능함. (타 셀에 영향을 미치면 안 되기 때문에 기지국은 세기를 조절해야 함.)

 

Ex) 용산 -> 논산으로 전화할 경우: 용산 cell에서 용산 기지국으로 연결 -> 용산 - 논산 간 연결할 수 있는 망 (기존 유선전화망 / 인터넷 등) 을 통해 논산 cell로 연결 -> 논산 기지국이 해당 cell에 있는 사용자와 연결.

• Cell = 기지국이 커버하는 영역.
  = 어느 가입자가 어느 cell에 있는지 관리해야 함. (DB)
  그런데, 사용자는 여기저기 이동할 수 있다. Cell 간 이동이 이루어질 때가 있기 때문.
  따라서 해당 기지국은 자기 cell 산하 사용자가 내보내는 전파 세기를 측정하고, 일정 세기 이하로 떨어질 경우 ‘커버 영역을 벗어나 다른 셀로 이동한다’는 정보 파악. 다른 셀로 정보를 넘겨줘야 함.
• 이 과정을 HandOff라고 한다. (DB갱신)

따라서 전파 세기 측정 / HandOff는 통화 품질관리에 매우 중요하다.

• 셀룰러 통신 과정

• 사용자가 ‘통화하고 싶은 상대방 - A’의 번호를 입력해 전화를 건다.

• 전화를 걸면, 해당 사용자가 속한 셀의 기지국 (사용자의 통신사 기지국)으로 요청이 간다.

• 해당 통신사는 A가 속한 셀이 어디 있는지 확인한다. 예컨대 서귀포에 있다면, 서귀포까지 기존 전화망 / 인터넷망으로 연결한다

• 서귀포까지 망을 타고 연결했다면, 해당 망에서 서귀포 셀 기지국으로 신호를 보낸다.

• 신호를 받은 서귀포 기지국은 A라는 사람을 찾는 신호를 셀 내에 뿌린다. A가 통화를 받을 준비가 되면 두 사람 간 주파수를 할당한다.

통화 중 이동 = handoff 발생.
해외여행 시 ‘로밍’ = 국내 통신사와 해외 통신사가 서로 협약한 것.
(니네 나라 가서 통화하면 너네 망 사용할 수 있게 해달라. 우리도 해주겠다)

3. 주파수

전자기파 = 통신을 위해 반드시 필요함. 신호를 주파수에 실어보내기 때문.

긴 파장 / 짧은 파장이 있음. 파장보다는 주파수 개념을 더 많이 사용한다.

한국 이통사는 3개. 각 이통사는 서로 다른 주파수 대역을 사용하도록 되어 있음.
주파수 자체는 무료다. 주파수를 사용하는 대가로 통신사에게 돈을 내는 것. 통신사는 정부에게 주파수 사용료를 낸다. (경매 형식)

 

무선 통신 종류

• 셀룰러 통신 (기지국)
• 유선인터넷이 설치된 조직의 경우, 유선인터넷의 끝자락에서 AP장치 (Access Point)를 설치해 무선서비스를 제공한다. (WI - FI).
• 블루투스 : 근거리 1:1 통신이 가능. 한번에 한 기기만 연결 가능하다는 특징.

셀룰러 / 와이파이의 가장 큰 특징: 유 / 무료.
셀룰러는 이통사 기지국을 통해 신호를 쏘기 때문. 와이파이는 LAN 설치되어 있고, 무선 랜 서비스를 제공하면 무료로 사용 가능함.

무선랜: WIfi 공유기라고 보면 된다. 와이파이는 보안에 취약하기 때문에 주의를 요함.

4. 이동통신 발전

• 1세대
  디지털 데이터 처리 불가능. 초기 셀룰러 통신으로 전화 서비스. 음성 -> 아날로그 신호로 전송하는 시기. 데이터 통신이 불가능하며 잡음이 많았음.
  
  1세대 후반부 -> 셀룰러 통신은 아니지만, 삐삐 / 시티의 등장.
  삐삐 = 수신만 가능 (이 번호로 전화달라 / 핸드폰으로 음성을 남겼으니 확인해달라)
  시티폰 = 발신만 가능.
• 2세대
  음성 -> 디지털 신호로 변환.
  전송속도 빨라짐, 나아진 통화품질, 문자 전송이 가능해짐.
  (디지털 = 여러 시도가 가능해진다는 전초)
• 3세대
  데이터 전송 속도 빨라짐. 약 14.2Mbps. 동영상, 화상통화, 인터넷 가능해짐. 음성 / 문자 / 사진 / 동영상 / wifi 지원
  
  LTE (long term evolution). 엄밀히 말하면 4세대는 아님. 4세대 기준을 맞추지 못했기 때문
  
  
• 4세대 (LTE-A)
  정지상태 다운로드 1Gbps, 업로드 500Mbps
  이동중일 때 다운로드 100Mbps 이상.
  CA (Carrier Aggregation): 주파수 두 개를 하나로 묶어서 서비스 = 속도 향상. (한쪽이 정체되어도 다른 길을 써서 속도를 향상시키는 개념)