[컴퓨터 네트워크] 15. 근거리 무선 네트워크

1. 근거리 무선 네트워크

1) 무선 인터넷 개요

• 개념: 무선 단말(노트북, 스마트폰 등)로 인터넷에 접속할 수 있는 네트워크
• 발전: 5G 스마트폰 확산으로 이용자 급증, 다양한 멀티미디어 서비스 제공

 

특징

• 무선 신호의 잡음 및 보안 취약성

• 한정된 주파수 자원 사용

• 단말 이동성 보장 및 케이블 배선 불필요

 

• 표준화: IEEE 802.11 계열(802.11b/a/g/n/ac/ax 등)

 

2) 무선 LAN 접속 구조

• 유선 LAN 기반: 유선 스위치(PoE)에 AP(Access Point) 연결하여 무선 단말과 통신
• Ad hoc 구조: AP 없이 무선 단말 간 직접 연결

 

3) 무선 인터넷 사용 주파수

• ISM 밴드: 2.4GHz, 5GHz (허가 없이 사용 가능)
• 이동통신 대역

- 4G: 800900MHz, 1.8GHz, 2.12.6GHz

- 5G: 3.5GHz, 28GHz
• 주파수와 파장 관계: f=cλf = \frac{c}{\lambda}f=λc​ (주파수 증가 시 파장 감소)

 

4) 무선 LAN 표준 및 프로토콜

• IEEE 802.11 표준: 2.4GHz, 5GHz ISM 밴드 사용
• 프로토콜 계층 구조

- MAC 계층, LLC 계층

- 관리 프레임(네트워크 연결 관리), 제어 프레임(데이터 전송 보장), 데이터 프레임(실제 데이터 전송)

 

5) 무선 LAN 매체 접근 방법 (CSMA/CA)

• RTS(Request To Send): 특정 단말이 송신 요청
• CTS(Clear To Send): AP가 수신 가능 여부 응답
• NAV(Network Allocation Vector): 다른 단말은 일정 시간 동안 송신 제한

 

 

2. 무선 센서 네트워크

1) 무선 센서 네트워크 개요

• 센서를 통해 감지된 데이터를 무선으로 전달하는 네트워크
• RFID, NFC 등의 태그 정보 전송

 

2) RFID 네트워크

• 개념: RF(Radio Frequency)를 이용한 비접촉식 객체 식별 기술

• 사용 주파수 및 응용 분야

- 135KHz 이하: 동물관리, 보안

- 13.56MHz: 교통카드, 도서관리

- 433MHz: 컨테이너, 자동차

- 860~960MHz: 유통, 물류

- 2.45GHz: 여권, ID카드

 

• RFID 태그 종류

- 능동형: 배터리 내장, 장거리 통신(수십 m)

- 수동형: 배터리 없음, 근거리 통신(수 m)

 

3) NFC 네트워크

• 개념: 10cm 이내에서 13.56MHz 주파수로 양방향 데이터 통신
• 특징

- 국제표준(ISO/IEC 14443)

- 카드 에뮬레이션, 리더 모드, P2P 모드 지원

- 전송 속도 424Kbps, 0.1초 이내 인식

• 응용: 교통카드, 모바일 결제, 도서 반납

 

 

3. 기타 무선 네트워크

1) 블루투스

• 개요: IEEE 802.15.1 표준, ISM 밴드(2.4GHz) 사용
• 특징

- 주파수 호핑 방식(79채널, 초당 1,600번 변경)

- 마스터-슬레이브 구조 (최대 7개 기기 연결)
• 응용: 무선 이어폰, 웨어러블, 사무기기

 

2) ZigBee

• 개요: 저전력, 저비용, 저속 무선통신 기술
• 특징

- 2.4GHz ISM 밴드, 전송 속도 250Kbps

- 통신 거리 100m 이내

- IoT 센싱(온도, 습도, 조명 제어) 활용

 

3) Z-Wave

• 개요: 홈 오토메이션을 위한 무선 기술
• 특징

- Mesh 네트워크 기반(노드 장애 시에도 작동)

- 800~900MHz 대역 사용, 한국은 920.9MHz 등 사용

- 응용: 보안 시스템, 온도 조절, 창문 제어

 

4) UWB(Ultra Wide Band)

• 개요: GHz 대역에서 기저 대역 신호를 전송하는 고속 근거리 무선 기술
• 특징

- IEEE 802.15.3a 표준, 3.1~10.2GHz 주파수 사용

- 전송 속도 480Mbps, 통신 거리 10m

- 응용: WPAN, Ad-hoc 네트워크

 

5) IrDA(Infrared Data Association)

• 개요: 적외선을 이용한 무선 통신 기술
• 특징

- 전파 대신 빛 사용 (허가 불필요)

- 전송 속도 4~16Mbps, 소비전력 낮음

- 응용: TV, 에어컨, 디지털 카메라 등의 리모컨

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이 내용은 휴넷사회복지평생교육원의 컴퓨터 네트워크 강의를 듣고 정리한 것입니다.