정보속도, 대역폭에 대해 궁금합니다.

정보속도, 대역폭에 대해 궁금합니다.

작성일 2013.07.06댓글 1건
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질문드립니다~

 

1. 고유 주파수를 사용하는 이유가 만약 A통신사, B통신사가 서로 1.8Ghz 사용시 주파수끼리 간섭 때문?

  (솔찌기 같은 주파수끼리 간섭을 하지 않을 같은데요)

 아니면 각 통신사 수신장비에서 상대방의 정보를 잘못 읽어 들일까봐 인지, 둘다 문제인지 궁금하네요.

 

2.정보 전송속도에 대해 대역폭 * 데이터 이동속도 맞나요? 주파수와 상관 없나요? 왜냐하면,

  LTE-A의 속도는 150Mbps라고 하는데요, 1.8Ghz 주파수대와 800~900Mhz주파수대에서도 같은 속도

  일 듯한데 주파수대와는 크게 상관 없어 보여서요, 상식적으로 고주파수가 정보량이 많을 것 같습니다;

  요즘은 고주파수보다 대역폭이 큰게 좋다고 들었는데 말이죠.

 

3.

 1주파수가 1bit 900Mhz면 900Mbit 정보량은 아니겠지만(오류비트 등등 제외)

 고주파수를 쓰는 이유는? 유럽에서 900Mhz 쓰기때문? 더 높은 주파수를 쓰지 않는 이유는?

 국가에서 정책적으로 주파수 남발을 우려해서? 헥헥;; 넘 길어지네요 ㅠ

 

4.대역폭은 보통 고속도로의 몇차선 등으로 비유를 하던데요,

  아래 맨아래 글에서 CDMA의 시스템 대역폭은 1.2288㎒가 나타내는게 무엇을 나타내는지 뜬구름 잡네요 ㅠ

 (초당 전송되는 비트수는 9.6kbps(음성) X 64개 채널 X 2(코딩률)라는 산정방식을 통해 1.2288Mbps라는 답이 나옴)

 

넘 길게 써서 죄송한데요 간단하게 정리해 주시면 감사하겠습니다. __)

 

아래는 통신 속도 및 대역폭에 대해 나름 이해하기 쉽게 풀어쓴 기사인데요,

(| 기사입력 2007-01-24 06:11 | 최종수정 2007-01-24 06:11)

 

 

오늘은 통신에서 빼놓을 수 없는 요소인 전송속도와 대역폭에 대해 알아보겠습니다. 최근 통신시장에 새롭게 등장한 기술로는 3.5세대 이동통신 HSDPA(고속하향패킷접속방식), 와이브로 등이 있습니다. 광고 등을 보시면, 해당 사업자들이 마케팅의 초점을 전송속도에 맞추고 있다는 점을 발견할 수 있습니다. 그 기술이 얼마나 빠른 속도로 데이터를 전달할 수 있는가가 차별화포인트인 셈이지요. 통신기술의 속도가 빠르다는 것은 그만큼 많은 정보를 전달하고, 이는 기존 서비스와는 차별화되는 혁신적인 서비스, 즉 새로운 가치를 제공할 수 있다는 것을 의미합니다. 통신시장 경쟁은 그래서 말그대로 일종의 속도전입니다.

전송속도는 초당 데이터의 전송량을 말합니다. 초당 전송하는 비트의 수이며, 단위는 bps(bits/sec)로 나타냅니다. 예컨대 5Mbytes(1Byte=8bit)짜리 MP3 노래 파일을 전송할 경우 전송속도가 1Mbps이면 이 파일은 40초에 전송할 수 있습니다. 전송속도가 10Mbps 면 4초, 100Mbps면 0.4초, 1Gbps면 0.04초가 걸립니다.

여전히 전송속도의 차이에 대한 실감이 잘 안나신다면 다른 예를 하나 더 들어보겠습니다. 브리태니커 백과사전 DVD 1장의 데이터 용량은 4.7Gbytes입니다. 이 파일을 전송속도 1Mbps로 전송할 경우 무려 10시간 42분이 걸립니다. 하지만 1Gbps 전송속도일 때는 단지 38초면 전달됩니다. 이제 전송속도의 위력이 좀 느껴지시죠.

전송속도와 밀접한 것이 바로 대역폭입니다. 대역폭은 주어진 데이터를 전송하는데 필요한 주파수폭을 말합니다. 따라서 전송해야할 데이터의 양이나 시스템의 성능에 의해 대역폭이 결정됩니다. 동일한 시간에 많은 정보를 보내기 위해서는 당연히 대역폭이 넓어야 합니다. 또한 신호를 코딩과 변조 등을 통해 압축하면 적은 대역폭으로도 고속의 전송이 가능해 집니다. 결국 전송속도의 향상은 대역폭과 압축기술에 달려있다는 것을 알 수 있습니다.

대역폭은 심볼의 전송속도와 관계를 가지며 일반적으로 심볼의 전송속도와 대역폭은 비례합니다. 심볼은 변조과정에서 여러 비트를 한번에 전송하는 일종의 단위. 변조방식에 따라서 동일신호를 넓은 대역폭 또는 적은 대역폭으로 보낼 수 있습니다. 이는 서비스 특성 및 전파환경의 차이에 따라 최적의 변조방식을 사용하는 것으로 각 서비스마다 대역폭은 달라집니다. 같은 크기의 대역폭이라도 BPSK, QPSK 등 변조방식에 따라 전송속도가 달라진다는 말입니다. 예컨대 BPSK와 FSK 변조방식은 심볼 2개(한 심볼당 1bit를 표현)를 사용하며 한번에 1bit를 전송하고, QPSK 변조방식은 심볼 4개(한 심볼당 2비트를 표현)를 이용하며, 한번에 2bit를 전송합니다.

서비스의 대역폭은 구현하고자하는 목표 시스템, 구현기술, 가입자, 트래픽 등에 의해 결정됩니다. 따라서 기술방식, 시스템 대역폭은 목표 시스템의 설계 과정에서 도출되는 기본 요소입니다. 이러한 시스템을 기반으로 통신환경, 즉 가입자수, 트래픽 등을 고려한 전체 필요 대역폭을 산정합니다. 주파수 환경(할당가능한 주파수 대역폭), 인접채널간의 간섭 등을 고려해 서비스의 대역폭을 결정합니다.

이같은 과정을 통해 CDMA, 셀룰러, PCS, WCDMA, 와이브로 등 다양한 통신서비스의 시스템 대역폭이 결정되는 것입니다. 예컨대 얼마전 가입자 4000만명을 돌파한 CDMA의 경우 한 채널은 사람 음성 데이터율 9.6kbps를 기준으로 해 64개의 음성통화채널로 구성됩니다.

55명이 동시에 통화할 수 있는 음성통화채널 55개에 파일럿채널 1개, SYNC채널 1개, 페이징채널 7개가 붙습니다. 실제 운용 환경에서는 약 32명정도의 동시사용이 가능합니다. 오류정정 비트 등을 삽입하고 코딩하면 초당 전송되는 비트수는 9.6kbps(음성) X 64개 채널 X 2(코딩률)라는 산정방식을 통해 1.2288Mbps라는 답이 나옵니다. 즉, CDMA의 시스템 대역폭은 1.2288㎒가 되는 것입니다. 셀룰러, PCS, WCDMA 등 다른 서비스의 시스템 대역폭도 이같은 과정을 거쳐 산출됩니다.



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1. 다른 시스템에서 같은 주파수를 사용할시

간섭 문제 뿐만 아니라 접속의 허가 및 과금에 대한 문제

그리고 트래픽이 증가 되는 문제가 발생하며

핸드오프 및 여러가지 기능들에 대한 문제점을 가집니다

다시 말해서

무선 통신시스템에서 기지국 BS 에서 출력으로 핸드폰에게 정보를 뿌리고

핸드폰은 자신의 정보를 기지국에 전송하여

링크를 성립 합니다

이런 일련의 과정을 가지며

이동시 핸드 오프등을 지원 하기 위해 위치 등록 정보의 변경이 이루어 지기도 하죠

그럼 이동통신사가 주파수를 혼용하지 않는 이유는

가입자의 핸드폰이 해당 이동통신사의 주파수에 적합하도록 제작이 되엇기에

핸드폰을 보시면 SK 용 이라고 나오죠

2. 정보 전송에 대한 답변입니다

이것은 OFDM 을 먼저 알아야 합니다

예전에는 채널 하나만을 사용하여 정보 전송을 하여서

그 정보량의 한계를 가졋습니다 .

그런데 OFDM 이 만들어 지면서 여러 서브채널 1024개의 서브 채널에

순간적으로 여러채널을 사용해서 보내게 되어

사용합니다

MIMO 멀티 안테나의 성능을

실현 시키는 기술이 발달 되어 진것이죠

페이딩의 영향을 줄이면서 각 안테나의 빔형성 기술이 발달 되엇고 다이버시티 기법으로

페이딩의 영향을 최소로 만들어 사용하게 되엇습니다

4G 의 기술인 OFDM 과 MIMO 등으로 인하여 정보 전송량이 늘엇다고 봐야 됩니다

주파수 대역마다 특성을 가지며 고주파 보다 대역폭이 좋다는 말은

주파수의 높고 낮음은 전파의 특성을 가지므로

직진성 및 반사 특성 그리고 이득 특성 등 여러가지 살펴 봐야 할것입니다

대역폭이 큰것이 좋다

그것은 정보를 보낼수 잇는 폭이 넗어 진다는 개념이겟죠

3 . 주파수는 각 나라마다 그나라의 특성을 가지며

분배 하는것이 미래의 기술이 잇기에 여러 기술의 주파수 정책을 가지고 갑니다

예로 들어 미국에서 WAVE 주파수 대역을 5.850G ~5.925GHz 를 10MHz 대역으로 배분을

하엿습니다

근데 이것이 우리나라는 방송중계용으로 쓰고 잇다는 것이죠

주파수는 범위에 따라 이득을 얼만큼 할수 잇는지에

대한 이득 범위 즉 윈도우 창을 가집니다 ..

이 범위에서 그나마 900M 대역이 우수 하다고 합니다

4 대역폭이 고속도로의 차선에 비유 한다

맞는 말입니다

차선이 많아 정보에 해당 하는 차를 많이 보낼수 잇고 받을수 잇기 때문입니다

CDMA 기술은 3G  기술입니다 ,,

음성을 보코딩 즉 다시 말해서 하나의 신호로 보낼때

그 정보량이 보통 64KHZ 입니다 이것을 코딩 하여 9.6 Kbps 정도로 보내방식을

보코딩이라 합니다

각 시스템 마다 보코딩 기법을 어떻게 쓸지 그리고 구성을 어떻게 할지는 많은 자료 참조를 해야 합니다


결론

먼저 전파의 특성에 알아야 하며 그 특성에 대한 이득의 범위

페이딩의 영향과 다이버시티 기법으로 정보의 전송에 대한 이득을 얼마나 상향 되엇는지

MIMO 기술과 OFDM 기술


그리고 완벽한 4G 로 가는 길의 중요한 기술인 CA 주파수 집성기술

CA 의 중요성은

현재 우리나라는 1.8기가랑 800메가 대역을 혼용해서 사용합니다

그런데 4G 인 LTE-Advace 는 같이 사용하여

대역폭을 두배로 늘리는 기술입니다

핸드폰에서 지원하지 않으며

쓸수 없는 시스템이죠

다시 말해서 안테나의 이중화가 되어야 하는 것입니다

800메가 1.8기가 대역을 같이 통신 가능 하게 하는 모듈이 잇어야 가능 하다는 것이죠

그럼 위의 기술인 OFDM 을 설명 드릴께요

OFDM 직교 주파수 분할 변조 방식입니다

다시 말해서 여러개의 서브넷 반송파에 그 정보를 QAM 이나 QPSK 변조 방식을 사용해서

IFFT 를 이용하여 보내게 됩니다

다시 복조 과정에서 FFT 를 하므로서 여러개의 반송파로 오는 신호를 복조 할수 잇게

됩니다 ,,

이말은 시간과 서브넷 주파수를 직교 하면서 얻어지므로

1024개의 채널을 가집니다

MIMO 기술

여러 안테나를 사용 하므로 정보량이 배가 되는 방식이죠


그리고 CA 기술

우리나라의 주파수 배분으로는 4G 를 하지 못하지만

800,1.6 대역을 같이 사용해서 대역폭을 두배로 늘렷으므로

150M bps 의 전송속도를 만들어 LTE-A 가 되엇지요


최종 목표인 5G 기술은 전송 속도를 1기가를 구현하도록 되어 잇습니다

이제 4g 기술로 다가 왓습니다


그럼 5G 기술은 2020년 정도에 나타 나지 않을까 합니다


3gpp 의 포럼에서 표준화를 추진중입니다


과거의 기술이 기반이 되어 그 기술의 바탕으로

좀더 나은 통신 방식을 만들고

그것을 표준화 하면서

여러 회사 이동통신 등에서

그 기술을 선점 하기 위해

많은 투자를 하고 잇으며

우리나라는 세계 최초 라는 타이틀을 너무나 원하기에

그리고 빠른것에 대한 충동이 많습니다 ..

그런 원천 기술을 확보 함은 국가경쟁력이구요

국내 학회나 연구소 등에서 삼성 엘지 등과 협역 해서

기술 개발에 앞장 설려고 합니다.

기술 선점이 곧 미래의 경쟁력이기에 말입니다.

그럼 우리나라의 와이브로 기술이 세계에서 인정 받아지만

그것이 4G 를 지나서는 결국 LTE 와 연계방향으로 나가게 되엇습니다

전파를 기본으로 배우고

전파에 대한 특성을 공부 하시구

그리고 무선 시스템 및 기지국의 역활 및

각 장비 및 네트워크 구성 방법등

그리고 각 시스템의 특징 등에 대해서 알아야 할것입니다

지금의 추세는 SDR 소프트웨어로 해당 되는 장비의 전파 범위를 조절 할수 잇으며

그 기반으로 소프트 웨어 적으로 모든 망의 구성을 변경 가능 하도록 하는 기술이

만들어 졋습니다

그리고 그런 기반이 되면서

이동통신의 네트워크 연결이 결국은 OPEN API 를 통하여

쉽게 설정 하도록 되어 잇습니다

결국 모든 네트워크는

NFV 대열에 함류 할것입니다

이동통신에서 중요한 음성이 결국 mvoip 로 들어 가면서

모든 통신이 결국은 아이피화 되어 갑니다.

이런 네트워크를 통합 하고

해당 서버와 스토리지를 통합 하므로

모든 관리와 오케스트레이션을 수행하여

빠른 서비스를 할수 잇게 됩니다 ,,

3gpp 표준화 동향을 알아 보시기 바랍니다

그리고 이동통신의 기술은 어느 한분야가 논문으로 나올정도로

어렵고 이해 하기 힘든 부분이 잇습니다

하지만 반복해서 읽어 보시기 바랍니다 ,, 논문은 검색 하면 정보 또한 많이 구하

실수 잇습니다

 

정보속도, 대역폭에 대해 궁금합니다.

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