무선랜 (wireless LAN)

유선 네트워크와 무선 네트워크의 차이점을 파악하기 위해선 링크 계층만 집중적으로 고려하면 된다.

 

무선 호스트

애플리케이션을 실행하는 종단 시스템 장치
이동성있을 수도 있고, 없을 수도 있다. (스마트폰, 데스크톱 등) ‘무선 통신 링크’를 통해 기지국이나 다른 무선 호스트에 연결된다.

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무선 랜

네트워크 경계에 있는 호스트를 중심부에 있는 네트워크 인프라스트럭처(기반구조)에 연결시켜 준다.

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기지국

무선 네트워크 기반구조의 핵심 부분

기지국에 결합된 무선 호스트와의 데이터 송수신을 책임진다.
셀룰러 네트워크에서는 ‘셀타워’가 기지국이고, 802.11 무선 네트워크에서는 AP가 기지국이다.
기지국은 더 큰 네트워크와 연결되며, 무선 호스트와 나머지 네트워크 부분과의 링크 계층 중계 기능을 제공한다.
기지국에 연결된 호스트는 인프라스트럭처 방식으로 동작한다.
호스트가 이동하여 기지국을 변경할 때 ➜ 핸드오프 (신호세기가 센쪽으로 건네준다)

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인프라스트럭처 방식이란?

기반구조에서 네트워크 서비스(주소할당, 라우팅 등)을 제공한다.

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애드 혹 방식이란?

기반구조가 없어, 스스로 라우팅, 주소 할당, DNS등을 수행해야 한다.

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애드 혹 무선 네트워크란?

WIFI AP나 라우터에 연결하지 않고 다른 컴퓨터에 직접 무선 연결을 한다.

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네트워크 기반구조

무선 호스트가 통신하고자 하는 큰 네트워크

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무선 네트워크 종류

⦁  단일 홉, 기반구조 존재

인터넷처럼 큰 유선 네트워크와 연결된 기지국을 가지고 있고, 이 기지국과 무선 호스트 사이에 단일 무선 홉으로 통신한다. (예, 802.11네트워크, 4G 무선 데이터 네트워크)

 

⦁  단일 홉, 기반구조 없음

유선 네트워크와 연결된 기지국이 없다. 단일 홉 네트워크 안의 하나의 노드가 다른 노드들의 전송을 중재, 조정한다. (예, 블루투스 네트워크, 애드 혹 802.11 네트워크)

 

 

⦁  다중 홉, 기반구조 존재

큰 네트워크와 연결된 기지국 존재한다. 일부 노드들이 기지국과 통신하기 위해 다른 무선 노드들의 중계를 거친다. (예, 일부 무선 센서 네트워크, 무선 메시 네트워크)

 

⦁  다중 홉, 기반구조 없음

기지국 없고, 여러 개의 다른 노드들의 중계를 거쳐 통신한다. 노드들이 이동성이 있어 서로 연결이 변할 수 있어 이동 애드 혹 네트워크라고 알려져 있다.

 

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무선랜의 특징

⦁  경로 손실

유선 네트워크는 선을 통해 신호가 오고가기 때문에 방해 요소가 적은데 반해, 무선 네트워크는 신호를 감소시키는 요소가 여러가지가 있다. 벽을 통과하면서 신호가 약해지기도 하고, 공간에서 분산되기도 하고, 송 수신자 간의 사이가 멀어짐에 따라 신호가 감소되기도 한다. 이런 현상을 ‘경로 손실’(path loss)이라고 부른다.

 

⦁  동일한 주파수 대역 안에서의 간섭

2.4GHz대역의 무선 전화와 802.11b 무선 랜을 동시 사용하면 좋은 신호를 기대하기 어렵고, 전자레인지 같은 전자기기 근처에서도 간섭이 이루어질 수 있다.

 

⦁  다중경로 전파

신호가 물체에 부딪혀 ‘다중경로’로 전파 될 수 있다. 그러면 신호가 또렷해지지 못한다.

 

⦁ 숨은 터미널 문제

산이나 건물등의 장애물 때문에 신호를 수신하지 못하는 ‘숨은 터미널 문제’

 

⦁  페이딩

신호 세기가 약해져(fading) 충돌을 검출하지 못할 수 있다. ‘페이딩’

 

그래서 강력한 CRC 오류 검출 코드를 사용하거나 프레임을 재전송하는 신뢰성 있는 데이터 전송 프로토콜을 사용한다.

 

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SNR(signal-to-noise ratio)

수신 신호의 세기와 잡음의 상대적 비율 SNR값이 클수록 원하는 신호가 잘 들어온 것으로 생각하면 된다.

 

변조기법에 따른 BER(bit error rate) 비교

전송률이 높은 변조기법일수록 동일한 SNR값에서 더 많은 BER을 가진다.

같은 변조기법에서는 SNR값이 높을수록 BER값이 낮아진다.