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2018년 2월 6일 화요일

와이파이 채널과 주파수 (WiFi Channels and frequency)

802.11b, 802.11g 802.11n-2.4 ISM 대역중 하나인 2.400-2.500GHz 스펙트럼을 사용합니다. 802.11a 802.11n은 보다 엄격하게 규제되는 4.915-5.825GHz 대역을 사용합니다. 이들은 일반적으로 대부분의 판매 문헌에서 "2.4GHz 5GHz 대역"이라고 합니다. 각 스펙트럼은 라디오 및 TV 방송 대역을 세분화된 방식과 유사한 중심 주파수 및 대역폭을 갖는 채널로 세분화됩니다.

2.4 GHz 대역은 채널 1에서 시작하여 2.412 GHz를 중심으로 5 MHz 간격으로 14개의 채널로 나뉩니다. 마지막의 채널에는 추가 규제가 있거나 일부 규제 영역에서의 용도를 위해 사용할 수 없습니다.

2.4 GHz 밴드에서의 와이파이 채널들

5.725-5.875 GHz 스펙트럼의 채널 번호 매기기는 국가간 규정의 차이로 인해 직관적이지 않습니다.

2.4GHz 대역 내의 채널 간격

채널 중심 주파수를 지정하는 것외에도 802.11은 각 채널에 허용되는 전력 분배를 정의하는 스펙트럼 마스크를 지정합니다. 이 마스크는 채널이 실제로 22MHz 넓이인 지점인 중심 주파수에서 ±11MHz의 피크 진폭으로부터 신호가 최소 20dB 감쇠되어야 합니다. 결론적으로 무선기기는 겹치지 않고 매 4번째 또는 5번째 채널만 사용할 수 있다는 것입니다.

채널의 가용성은 각국이 다양한 서비스에 무선 스펙트럼을 할당하는 방법에 의해 부분적으로 제한된 국가에 의해 규제됩니다. 극단적인 경우, 일본은 802.11b의 경우 14개 채널 모두를 사용하고 802.11g/n-2.4의 경우 1-13을 허용합니다. 스페인과 같은 다른 국가에서는 처음에는 채널 10 11만 허용했고 프랑스는 10, 11, 12, 13만 허용했습니다. 그러나 이제는 채널 1에서 13까지 허용됩니다북미 및 일부 중남미 국가는 1에서 11까지만 허용합니다.

2.4GHz 대역에서 802.11g 채널 1~14의 스펙트럼 마스크

스펙트럼 마스크는 중심 주파수에서 -50dBr로 감쇠하도록 최대 ± 11MHz의 전력 출력 제한만 정의하기 때문에, 채널의 에너지가 이러한 한계를 초과하지 않는다고 종종 가정합니다. 채널들사이의 분리가 주어지면, 임의의 채널상의 중첩 신호는 다른 채널상의 송신기와 최소한의 간섭을 야기하도록 충분히 감쇠되어야 한다고 말하는 것이 더 정확합니다. 근거리 및 원거리 문제로 인해 송신기는 "비중첩" 채널로 수신기에 영향을 줄 수 있지만, 송신기가 1미터이내로 수신기에 가깝거나 허용된 전력 레벨 이상으로 작동하는 경우에만 가능합니다.

종종 전송 장치간에 필요한 채널 분리의 정도에 대해 혼란이 발생합니다. 802.11b DSSS 변조를 기반으로 3개의 "중첩되지 않는" 채널 (1, 6 11)로 생성된 22 MHz의 채널 대역폭을 사용합니다. 802.11g OFDM 변조를 기반으로 했으며 20MHz의 채널 대역폭을 사용했습니다.

2.4 GHz 밴드의 802.11g 채널 1~14에 대한 스펙트럼 마스크

이것은 때때로 IEEE Std 802.11의 작동 채널의 채널 번호 매기기 (Channel Numbering)에 따라 다르지만 4개의 "중첩되지 않는" 채널 (1, 5, 9 13) 802.11g에 존재한다고 믿는 경우가 있습니다. 채널 번호 매기기 (Channel Numbering)에는 "다중 셀 네트워크 토폴로지 (Multiple Cell Network Topology)에서 서로 다른 채널을 사용하는 중첩 및/또는 인접 셀은 중심 주파수간 거리가 최소 25 MHz인 경우 간섭없이 동시에 작동할 수 있습니다"라고 명시되어 있습니다.

이것은 채널의 기술적 오버랩이 중첩되는 채널의 사용을 권장하지 않는다는 의미는 아닙니다. 채널 1, 5, 9 13을 사용하는 구성에서 나타나는 간섭의 양은 3채널 구성 (Three-channel Configuration) "IEEE 802.11 WLAN에서의 인접 채널 간섭의 영향"이라는 논문과의 차이가 매우 작을 수 있습니다.

채널 1, 5, 9 13 "중첩되지 않음"이라는 문구는 간격 또는 제품 밀도로 제한되지만 개념은 제한된 환경에서 몇가지 장점이 있습니다. 채널사이의 중첩이 신호 품질 및 처리량의 용인할 수 없는 저하를 초래할 수 있으므로 AP 셀을 적절히 배치하는데 특별한 주의를 기울여야합니다. 스펙트럼 분석기와 같은 고급 장비를 사용할 수 있는 경우 특정 상황에서 중복 채널이 사용될 수 있습니다. 이렇게 하면 더 많은 채널을 사용할 수 있습니다.

2.4GHz에서 802.11 비중첩 채널들

규제 영역 및 법규 준수

IEEE regdomain이라는 문구를 사용하여 법적 규제 지역을 나타냅니다. 다른 나라들은 허용 가능한 송신기 전력의 서로 다른 레벨, 채널이 점유될 수 있는 시간, 이용 가능한 다른 채널을 정의합니다. 도메인 코드는 미국, 캐나다, ETSI (유럽), 스페인, 프랑스, 일본 및 중국에 대해 지정됩니다.

대부분의 Wi-Fi 인증 장치는 기본적으로 regdomain 0으로 기본 설정되어 있습니다. , 어떤 국가의 허용 전력을 초과하는 전력으로 장치가 전송되지 않으며 모든 국가에서 허용되지 않는 주파수를 사용하지 않습니다.

regdomain 설정은 종종 최종 사용자가 미국 연방 통신위원회 (Federal Communications Commission)와 같은 현지 규제 기관과 충돌하지 않도록 변경하기가 어렵거나 불가능합니다.

2016년 8월 22일 월요일

블루투스 버젼별 특장점 요약

블루투스(Bluetooth) 1994년 에릭슨 (Ericsson)이 최초로 개발한 IEEE 802.15.1 규격을 사용하는 개인 근거리 무선 통신 (PAN : Personal Area Networks)의 산업 표준입니다.

블루투스는 ISM 대역인 2.45GHz를 사용합니다.

아래는 Bluetooth Version별 속도 또는 특징을 요약한 내용입니다.

Ver 1.1 1.2
   - 전송 속도는 723.1kbps.

Ver 2.0
   - EDR (Enhanced Data Rate)을 사용하여 2.1Mbps의 속도를 내고 있음.
   - EDR 미표시시에는 723.1Kbps 속도를 가짐.

Ver 2.0+EDR
   - 이론상 3.0Mbit/s의 향상된 데이터 속도 (Enhanced Data Rate, EDR)를 지원
   - 실제는 2.1Mbit/s의 속도를 냅니다 (기기간 호환성 부족).

Ver 2.1+EDR
   - Bluetooth Ver 1.2 버전과 완벽하게 호환 구현.

Ver 3.0+HS
   - 802.11 PAL (Protocol Adaptation Layer)를 채용해서 속도를 최대 24Mbps로 향상
   - HS 고속통신은 Bluetooth 망이 아닌 Bluetooth Data를 전송할 기기를 확인한후 더 빠른 속도의 802.11 (WiFi)로 대신 접속해서 데이터를 전송하는 방식입니다.

Ver 4.0
   - 클래식 BT (Classic Bluetooth) 1.0부터 2.1로 이어져온 기존 BT 기술 지원
   - 고속 BT (Bluetooth High Speed) 3.0에서 추가된 WiFi를 활용한 HS 고속전송 기술 지원
   - 블루투스 저전력 (Bluetooth Low Energy, 약어: BLE) 기술을 지원하는데 전력소모를 최소화하고 배터리 수명을 연장하는데 중점을 둡니다.

2016년 8월 14일 일요일

900MHz대 주파수대에서 사용가능한 새로운 WiFi 표준 802.11ah


IEEE 802.11ah Sub 1GHz (900MHz) 밴드에서 동작하는 새로운 PHY MAC 디자인입니다. 11ah는 확장된 범위의 Wi-Fi IoE (Internet-of-Everything)를 지원하도록 되어 있습니다. 11ah PHY MAC은 확장된 범위, 전력 효율화, 안정적인 동작을 위해 완전하게 최적화되어 있습니다.

새로운 11ah 디자인은 2.4GHz 기술에 비해 단말과 기지국간의 경로 손실이 개선되었습니다. 11ah IoE, 홈 오토메이션 (Home Automation), 스마트 그리드 (Smart Grid), 웨어러블 전자기기 (Wearable Consumer Electronics), 저전력 센서 (Low-power Sensors) 등과 같이 Wi-Fi의 새로운 사용처를 열 수 있도록 1 MHz 2 MHz 밴드폭을 지원합니다.

11ah는 좀더 고속 데이타 전송이 필요한 분야를 위해 4 MHz, 8 MHz 그리고 16 MHz 밴드폭을 지원합니다.

11ah는 벽과 장애물을 통과하는 900 MHz 무선 파장의 개선된 전파 (Propagation)과 관통 (Penetration) 특성을 통해 2.4 GHz 5GHz의 제한된 범위를 확장시켜 줍니다.

이를 통해 이전에는 사용하기 힘들었던 주차장, 뒷 정원, 빌딩, 공장, 쇼핑몰, 다락 등에서 사용할 수 있도록 해줍니다.

하나의 11ah AP로 주택 전체를 커버할 수 있습니다. 그리고 1 MHz 2 MHz 밴드폭 밴드를 모두 사용하면서 전력 증폭기 없이 동작하는 저용량 배터리를 사용하는 센서류를 지원합니다.

최소 150 Kbps 데이타 전송속도는 센서류들이 전력 소모를 최소화하면서도 짧은 순간의 데이타 패킷를 전송할 수 있게 해줍니다.

전체적인 전력은 더 작은 프레임 포맷 (Frame Format)과 센서 트래픽 우선순위 (Traffic Priority), 비컨리스 페이징 모드 (Beaconless Paging Mode) 를 지원하는 저전력 MAC 프로토콜 (Protocol)에 의해 낮출 수 있습니다.

11ah MAC은 효과적인 페이징 (Paging)과 예약 전송 (Scheduled Transmission)에 의해 수천개의 노드로 확장할 수 있게 최적화될 수 있습니다. 11ah AP/모바일기기와의 손쉬운 셋업 및 페어링을 위해 Wi-Fi 에코시스템 (Ecosystem) IP 네트워크 (Network)까지 확장사용할 수 있습니다.

참조 링크 : WiFi 기술표준 IEEE 802.11 (http://smtechnics.blogspot.kr/2016/08/wifi-ieee-80211.html)

2016년 8월 13일 토요일

WiFi 기술표준 IEEE 802.11

개요

IEEE 802.11은 현재 주로 쓰이는 유선 LAN 형태인 이더넷의 단점을 보완하기 위해 고안된 기술로, 이더넷 네트워크의 말단에 위치해 필요 없는 배선 작업과 유지관리 비용을 최소화하기 위해 널리 쓰이고 있는 무선 LAN에 대한 기술 표준입니다.

보통 폐쇄되지 않은 넓은 공간(예를 들어, 하나의 사무실)에 하나의 핫스팟을 설치하며, 외부 WAN과 백본 스위치, 각 사무실 핫스팟 사이를 이더넷 네트워크로 연결하고, 핫스팟부터 각 사무실의 컴퓨터는 무선으로 연결함으로써 사무실 내에 번거로이 케이블을 설치하고 유지보수를 하지 않아도 됩니다.

802.11
   - 1997 1월에 배포
   - 2Mbps의 최고속도를 지원하는 무선 네트워크 기술
   - 적외선 신호나 ISM 대역인 2.4GHz 대역 전파를 사용해 데이터를 송수신
   - 여러 기기가 함께 네트워크에 참여할 수 있도록 CSMA/CA 기술을 사용
   - 규격이 엄격하게 정해지지 않아서 서로 다른 회사에서 만들어진 802.11 제품 사이에 호환성이 부족하고, 데이타 전송 속도가 느려 널리 사용되지 않음

802.11b
   - 1999 9월에 배포
   - 802.11 규격을 기반으로 더욱 발전시킨 기술
   - 최고 전송속도는 11Mbps이나 실제로는 CSMA/CA 기술의 구현 과정에서 6-7Mbps 정도의 효율
   - 이전 규격에 비해 현실적인 속도를 지원해 폭넓게 보급

802.11a
   - 1999 9월에 배포
   - 5GHz 대역의 전파를 사용하는 규격
   - OFDM 기술을 사용해 최고 54Mbps까지의 전송 속도를 지원
   - 5GHz 대역은 2.4GHz 대역에 비해 간섭이 적고, 더 넓은 전파 대역을 사용할 수 있다는 장점이나, 신호의 특성상 장애물이나 도심 건물 등 주변 환경의 영향을 쉽게 받고, 2.4GHz 대역에서 54Mbps 속도를 지원하는 802.11g 규격이 등장하면서 현재는 널리 쓰이지 않음

802.11g
   - 2003 1월에 배포
   - 802.11a 규격과 전송 속도가 같지만 2.4GHz 대역 전파를 사용한다는 점만 다름
   - 널리 사용되고 있는 802.11b 규격과 쉽게 호환되어 현재 널리 쓰임

802.11n
   - 2009 10월에 배포
   - 2.4GHz 대역과 5GHz 대역을 사용하며 최고 600Mbps 까지의 속도를 지원
   - 현재 상용화되어 있음
   - 다른 규격보다 승인 규격이 엄격하고 출력 규제가 심함

802.11ac
   - 2012 12월에 배포
   - 다중 단말의 무선랜 속도는 최소 1 Gbit/s, 최대 단일 링크 속도는 최소 500 Mbit/s 까지 가능
   - 더 넓은 무선 주파수 대역폭(최대 160 MHz), 더 많은 MIMO 공간적 스트림(최대 8 ), 다중 사용자 MIMO, 그리고 높은 밀도의 변조(최대 256 QAM) 802.11n 에서 받아들인 무선 인터페이스 개념을 확장

802.11ad
   - 2014 2월에 배포예정
   - 빔포밍 기술을 이용하여 최대 7Gb/s의 속도를 제공하는 전송규격
   - 기존 2.5GHz/5GHz 대신 60GHz 대역을 사용해 데이터를 전송하는 방식
   - 대용량의 데이터나 무압축 HD 비디오등 높은 비트레이트 동영상 스트리밍에 적합
   - 60GHz는 장애물 통과가 어려워 10m이내 같은 공간 내에서만 사용이 가능하여 근거리 사용 기기만 이용가능

참조 링크 : 900MHz대 주파수대에서 사용가능한 새로운 WiFi 표준 802.11ah (http://smtechnics.blogspot.kr/2016/08/900mhz-wifi-80211ah.html)