무선 선로의 종류와 특징

무선 선로는 지구의 대기 등에서 전자기파를 이용하여 데이터를 전송하는 비 유도체로, 물리적 회선을 이용하지 않는다. 전자기파를 이용할 때는 신호의 주파수와 대역폭이 전기적 특징을 결정짓는 요인이 된다. 주파수의 범위와 방향성에 따라 마이크로파와 라디오파로 분류한다. 마이크로파는 방향성이 있다. 반면, 라디오 파는 방향성이 없다.

마이크로파는 위성 마이크로파와 지상 마이크로파로 다시 나눈다. 마이크로파는 방향성이 있어 강으로 분리된 지역에 유선선로를 설치할 때 발생하는 어려움과 높은 비용이 드는 문제를 해결할 수 있다. 라디오 파는 방향성이 없어 주로 방송용으로 이용한다.

무선 선로를 사용하는 통신은 일기(날씨)에 따라 감쇄 현상이 많이 발생하여 전송 영역 등이 중첩되고, 주파수 영역을 할당할 때는 엄격하게 조정해야 하며, 증폭기나 리 피티의 설치 간격이 길다는 단점이 있다. 무선 선로에 기반을 둔 무선통신은 1896년 헤르츠가 전자파가 있음을 입증한 후 마르코니가 전파를 이용한 통신에 성공하면서 시작되었다.

무선통신에서는 송신 측과 수신 측이 정보를 전파로 송수신한다. 송신 측에서는 고주파 발신기지로 고주파를 발생하여 변조기를 이용해 전파 신호로 변조한다. 그리고 증폭기로 증폭시켜 송신 안테나로 자유 공간에 전파를 송신한다. 그러면 수신 측에서는 수신 안테나로 전파를 수신한 후 전파 신호를 복조기로 복조하고 증폭기로 증폭해서 정보를 추출한다.

 

1. 위성 마이크로파

인공위성은 흔히 사용하는 윤선 선로를 전송매체로 사용하지 않고 무선 선로를 사용한다. 그래서 전자기파를 이용하여 데이터를 전송할 ㅅ 있는데, 이 전송매체의 한 예가 바로 위성 마이크로파이다. 지상 마이크로파의 중계국 역할을 한다.

지상 송신국에서는 안테나 빔을 이용하여 송신한 신호의 주파수 대역을 증폭(아날로그 전송)하거나 재생(디지털 전송)하여 다른 주파수로 바꾼 후 지상 수신국으로 송신한다. 이때, 통신위성은 어떤 주파수 대역을 수신(상향 링크, 업링크)하여 증폭하거나 재생하여 송신(하향 링크, 다운링크)한다.

하나의 위성을 통해 송신 지구국과 수신 지구국이 연결되는 경로를 위성 링크라 한다. 지상의 송신국과 수신국은 위성을 통해 상호 연결되어 송수신의 전송 경로 또는 회선을 개설한다. 상향 링크(업링크)는 송신 지국국에서 위성을 향하여 신호를 쏘아 올리는 링크를 말하며, 하향 링크(다운링크)는 위성에서 수신 지구국으로 신호를 송출하는 링크를 의미한다. 업링크와 다운링크에 있어서 상호 간의 간섭을 방지하기 위하여 업링크 주파수는 다운링크 주파수보다 높은 대역을 사용한다.

 

2. 지상 마이크로파

파지상 마이크로파를 극초단파 전송 또는 마이크로파 라디오라고도 한다. 지상 마이크로파는 방향성이 강하기 때문에 동축 케이블 등 유선선로를 설치하기 곤란한 지역(습지대, 사막 등)에서는 접시형 안테나(파라볼라)를 장거리 통신 서비스용으로 사용한다. TV나 음성 전송용 동축 케이블보다 장거리 통신에 더 적합하다.

접시형 안테나는 직경이 10피트 내외로 안테나는 고정되어 있고, 수신 안테나는 가느다란 빔을 발사한다. 마이크로파 통신은 접시형 안테나를 이용하는데, 송신과 수신 안테나 사이에 장애물을 없애려고 주로 높은 지대에 설치한다. 그래서 장거리 전송을 할 때는 수 km마다 중계소가 필요하다. 단거리 전송에서는 빌딩 사이의 짧은 지점을 서로 연결(근거리 통신망 등)하는 데 사용한다.

 

3. 라디오파

마이크로파는 방향성이지만 라디오 파는 방향성이 없다. 따라서 라디오파를 이용하여 송수신을 할 때는 접시형 안테나가 필요 없고, 안테나를 정해진 위치에 정확시 설치하지 않아도 된다. 디지털 통신에서는 전송률이 높지 않다는 단점이 있다.

 

4. 이동통신

 

이동통신은 이동체 통신이라고도 하는데, 고정된 통신과는 반대되는 개념이다. 항공기, 선박, 열차, 자동차 등 계속 움직이는 대상에서 일반 전화로 통신할 때나 이들 이동체 상호 간에 일어나는 무선통신을 말한다. 시스템은 서비스 종류에 따라 이동국, 기지국, 교환국으로 구성된다. 이동국은 모든 이동체에 설치된 통신 단말기를 뜻한다. 기지국은 이동국과 교환국을 연결하는 기능을 하고, 안테나, 송수신기, 제어 부분 등으로 구성된다. 교환국은 이동통신망과 일반 공중망을 연결하는 기능을 하고, 가입자의 위치를 검출하거나 가입자 상호 간의 정보를 교환하는 데 사용한다.