"Wireless Fidelity"의 약자인 Wi-Fi는 물리적인 케이블 없이 장치를 인터넷이나 다른 네트워크에 연결할 수 있게 해주는 기술입니다. 이는 전파 원리에 따라 작동하며 데이터 전송을 위한 일련의 프로토콜 및 표준을 사용합니다. Wi-Fi 신호는 벽을 통과할 수 있지만 전파는 종종 통과하지 못하는 이유를 이해하기 위해 Wi-Fi와 전자기파의 원리를 살펴보겠습니다.
목차
1. Wi-Fi의 원리
2. Wi-Fi가 벽을 통과할 수 있는 이유
1. Wi-Fi의 원리
1) 전자기파: Wi-Fi는 전자기파, 특히 전파 전송을 기반으로 합니다. 이러한 파동은 주파수, 진폭 또는 위상을 변화시켜 정보를 전달하는 에너지의 한 형태입니다. Wi-Fi의 경우 전파는 라우터와 노트북, 스마트폰, 스마트 홈 장치와 같은 무선 장치 간에 데이터를 전송하는 데 사용됩니다.
2) 주파수 대역: Wi-Fi는 일반적으로 2.4 GHz 및 5 GHz 범위의 특정 주파수 대역 내에서 작동합니다. 이러한 주파수 대역은 Bluetooth 및 전자레인지와 같은 다른 무선 기술과의 간섭을 최소화하기 위해 신중하게 할당됩니다.
3) 변조 및 데이터 인코딩: Wi-Fi 신호는 디지털 데이터를 전달하기 위해 변조됩니다. 변조는 이진 데이터(0과 1)를 인코딩하기 위해 전파의 진폭이나 위상을 변경하는 프로세스입니다. 이러한 특성을 변화시킴으로써 Wi-Fi는 무선을 통해 고속으로 데이터를 전송할 수 있습니다.
4) 네트워크 프로토콜: Wi-Fi는 다양한 프로토콜(예: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac 및 802.11ax)을 사용하여 무선 네트워크 내에서 데이터가 전송, 수신 및 라우팅 되는 방식을 관리합니다. 이러한 프로토콜은 장치와 라우터 간의 통신 규칙을 정의합니다.
2. Wi-Fi가 벽을 통과할 수 있는 이유
Wi-Fi 신호는 다음과 같은 여러 요인으로 인해 벽과 기타 장애물을 통과할 수 있습니다.
1) 주파수 선택: Wi-Fi 신호에 사용되는 주파수 대역, 특히 2.4GHz는 침투 특성이 비교적 좋습니다. 고주파 신호에 비해 벽, 천장, 바닥을 더 효과적으로 통과할 수 있습니다.
2) 파장: Wi-Fi 신호의 파장은 상대적으로 길기 때문에 벽과 같은 작은 장애물과 덜 상호작용할 수 있습니다. 가시광선이나 고주파수 전파에 사용되는 파장과 같은 짧은 파장은 고체 물체에 의해 더 많이 흡수되거나 반사되는 경향이 있습니다.
3) 신호 강도: 라우터는 벽으로 인한 일부 신호 감쇠를 극복할 수 있을 만큼 충분한 전력으로 신호를 방출하도록 설계되었습니다. 그러나 벽의 수와 두께, 재료의 구성이 신호 강도에 영향을 미칠 수 있습니다.
4) 다중 경로 전파: Wi-Fi 신호는 표면에서 반사되어 여러 경로를 따라 장치에 도달할 수 있습니다. 이 현상을 다중 경로 전파라고 합니다. 이는 장애물이 있는 지역에서도 신호 범위를 개선하는 데 도움이 됩니다.
5) 안테나 설계: 많은 최신 Wi-Fi 라우터에는 다중 안테나가 장착되어 있으며 빔포밍과 같은 기술을 사용하여 연결된 장치에 신호를 집중시켜 신호 품질을 더욱 향상합니다.
참고로 빔포밍은 일반적으로 빔포밍은 무대 위의 배우에게 스포트라이트(spotlight)로 불 빛을 비추는 것과 같은 효과를 의미한다. 빛은 전파들 중에서 주파수가 높은 신호에 해당한다. 전파는 주파수가 높을수록 직진성이 강해서 빛처럼 주파수대가 높은 신호는 한 방향으로 몰아서 보내지 않으면 신호 전송에 많은 에너지가 소모된다.
3. 마무리
요약하면 Wi-Fi는 일반적인 건축 자재를 통과하는 데 적합한 주파수 대역의 전파를 활용합니다. 집이나 사무실 어디에서나 인터넷 접속을 즐길 수 있도록 Wi-Fi가 벽을 통해서도 무선 연결을 제공할 수 있도록 하는 것은 주파수, 신호 강도 및 기타 설계 고려 사항을 신중하게 선택하는 것입니다.