WAN (Wide Area Network)
회선 교환, 패킷 교환, 셀룰러 네트워크, 이동통신 세대
스위칭 통신 네트워크
- 스위칭 노드: 노드 간 데이터를 이동시키는 스위칭 시설
- 스테이션: 네트워크에 연결된 장치
- 노드: 통신을 제공하는 스위칭 장치
회선 교환 (Circuit Switching)
- 두 스테이션 간 전용 경로 사용
- 3단계: 설정(Establish) → 전송(Transfer) → 해제(Disconnect)
- 특징:
- 연결 지속 시간 동안 채널 용량 전용 → 데이터 없을 때 낭비
- 아날로그 음성 신호 전송에 효율적
- 연결 후 직접 연결처럼 투명하게 작동
블로킹 vs 비블로킹
- 블로킹 네트워크: 모든 경로 사용 중 시 연결 불가 (음성 시스템에 사용)
- 비블로킹 네트워크: 모든 스테이션 동시 연결 가능 (데이터 연결에 필요)
스위칭 기술
- 공간 분할 스위칭: 신호 경로가 물리적으로 분리
- 시간 분할 스위칭: 디지털 시간 분할로 가상 회선 설정
패킷 교환 (Packet Switching)
- 회선 교환은 음성용, 패킷 교환은 데이터용으로 설계
- 작은 패킷으로 분할 전송 → 각 패킷에 사용자 데이터 + 제어 정보(라우팅 주소)
- 패킷은 수신 후 버퍼링 → 다음 노드로 전달
패킷 교환의 장점
- 회선 효율성: 단일 링크를 여러 패킷이 시간 공유
- 데이터 속도 변환: 스테이션은 자체 속도로 로컬 노드에 연결
- 네트워크 혼잡 시에도 패킷 수용
- 우선순위 적용 가능
패킷 처리 방식
| 방식 |
설명 |
특징 |
| 데이터그램 |
각 패킷이 독립적으로 처리 |
호출 설정 단계 없음, 더 유연, 더 신뢰적 |
| 가상 회선 |
미리 계획된 경로 설정 후 전송 |
패킷이 빠르게 전달, 덜 신뢰적 |
셀룰러 네트워크 (Cellular Networks)
구성
- 지역을 셀로 분할 (타일 패턴)
- 각 셀에 고유 주파수 범위 할당
- 인접 셀은 간섭 방지를 위해 다른 주파수 사용
- 충분히 먼 셀은 동일 주파수 재사용 가능 (Frequency Reuse)
채널 유형
- 제어 채널: 호출 설정 및 유지
- 트래픽 채널: 음성 및 데이터 전송
전파 효과 (Propagation Effects)
페이딩 종류
| 종류 |
설명 |
| 빠른 페이딩 |
반파장 거리 내에서 신호 강도 급격히 변동 |
| 느린 페이딩 |
건물·공터 등 환경 변화에 따라 평균 수신 전력 변화 |
| 평탄 페이딩 |
모든 주파수 성분이 동일 비율로 동시 변동 |
| 선택적 페이딩 |
신호 대역폭 일부에서만 감쇠 발생 |
오류 보상 메커니즘
- 순방향 오류 수정 (FEC): 추가 비트로 오류 수정
- 적응형 등화: 심볼 간 간섭 극복
- 다양성 (Diversity): 여러 채널로 분산 전송
- 주파수 다양성, 시간 다양성, 스프레드 스펙트럼
이동통신 세대
| 세대 |
특징 |
| 1G |
아날로그, 음성 전용 (AMPS) |
| 2G |
디지털, 암호화, TDMA/CDMA 방식 |
| 3G |
멀티미디어, 고속 무선 통신, CDMA 지배 |
| 4G (LTE-Advanced) |
전체 IP 패킷 교환, 100Mbps~1Gbps, OFDMA + MIMO |
LTE-Advanced
- OFDMA: 직교 주파수 분할 다중 접속
- MIMO: Multiple-Input Multiple-Output 안테나
- TDD (시간 분할 이중) / FDD (주파수 분할 이중)
- Femtocells: 저전력, 단거리, 자립형 기지국
관련 개념