1️⃣ 무선 통신이란 무엇일까?
키워드: 전자기파, 주파수, 디지털 신호, 마이크로파
와이파이, LTE, 5G는 모두 공통적으로 무선 통신 기술에 기반합니다. 무선 통신이란 전선을 사용하지 않고 전자기파를 이용하여 정보를 주고받는 방식을 말합니다.
이때 사용되는 전자기파는 넓은 의미에서 **라디오파(Radio Wave)**에 속하며, 그 중에서도 마이크로파(Microwave) 대역을 주로 사용합니다. 라디오파는 3Hz300GHz의 범위를 갖고, 마이크로파는 그 중 300MHz~300GHz의 고주파 대역을 말합니다. 즉, 스마트폰에서 사용하는 와이파이(2.4GHz/5GHz), LTE(700MHz2.6GHz), 5G(3.5GHz, 28GHz)는 모두 마이크로파 영역의 라디오파에 해당합니다.
이러한 전자기파는 공기 중을 빠르게 이동하며 **디지털 신호(0과 1)**를 전달하고, 스마트폰이나 노트북은 내장된 안테나와 무선 칩셋을 통해 이를 송수신하여 영상, 문자, 웹페이지 등을 주고받게 됩니다.
무선 통신의 핵심은 얼마나 빠르게, 얼마나 많은 데이터를, 얼마나 안정적으로 전송하느냐에 달려 있습니다.
2️⃣ 와이파이(Wi-Fi)는 어떻게 작동할까?
키워드: 공유기, 무선 LAN, 2.4GHz/5GHz
와이파이는 집 안이나 건물 내부에서 사용하는 무선 인터넷 기술입니다. 정식 명칭은 ‘무선 근거리 통신망(WLAN)’으로, 보통은 공유기를 통해 작동합니다.
와이파이 작동 과정은 다음과 같습니다:
- 인터넷 회선이 집까지 연결됨 (광케이블, 전화선 등)
- 회선이 공유기에 연결됨
- 공유기가 **전파(2.4GHz 또는 5GHz 대역)**를 생성
- 스마트폰, 노트북 등이 해당 전파에 연결되어 인터넷 사용 가능
2.4GHz 대역은 넓은 범위까지 전파가 도달하지만 속도는 다소 느리고, 5GHz는 속도는 빠르지만 거리나 장애물에 약한 특징이 있습니다. 최근에는 두 대역을 자동 전환하거나 병합한 듀얼밴드 와이파이도 보편화되고 있습니다.
3️⃣ LTE는 무엇이고, 어떻게 발전했을까?
키워드: 4G, 이동통신망, 기지국
LTE는 ‘Long Term Evolution’의 약자로, 우리가 흔히 말하는 4세대(4G) 이동통신 기술입니다. 기존 3G보다 최대 10배 빠른 속도, 짧은 지연 시간, 높은 안정성을 제공하며 모바일 인터넷의 대중화를 이끈 주역이라 할 수 있습니다.
LTE는 아래와 같은 방식으로 작동합니다:
- 스마트폰에서 신호를 보내면
- 주변의 기지국이 해당 신호를 수신하고
- 이를 **이동통신사 전송망(백홀망)**을 통해 인터넷망과 연결
- 서버에서 응답을 받아 다시 스마트폰으로 전송
기지국은 도시 곳곳에 설치되어 있고, 일정 간격마다 배치되어 연결 상태를 유지합니다. 차를 타고 이동해도 통화나 인터넷 연결이 유지되는 이유는 기지국 간 자동 전환(핸드오버)이 이루어지기 때문입니다.
4️⃣ 5G는 기존 기술과 어떻게 다를까?
키워드: 초고속, 초저지연, 초연결
5G는 LTE보다 20배 이상 빠른 속도, 1ms 이하의 지연 시간,
수많은 기기를 동시에 연결할 수 있는 용량을 지닌 차세대 이동통신 기술입니다.
핵심 특징은 다음과 같습니다:
- 초고속: 1초에 20Gbps 전송 가능
- 초저지연: 사람의 반응보다 빠른 응답 시간 (예: 자율주행차, 원격수술에 적용)
- 초연결: IoT(사물인터넷) 기반 기기를 수천 개 이상 동시에 연결 가능
기술적으로는 기지국의 밀집도, 고주파 대역(28GHz 등), 빔포밍 기술 등이 적용되어
더 많은 데이터를 더 빠르게 전송할 수 있도록 설계되어 있습니다.
하지만 고주파는 직진성이 강하고 장애물에 약하기 때문에
**소형 기지국(스몰셀)**을 도시 전역에 빽빽하게 설치해야만 안정적인 서비스가 가능하다는 단점도 있습니다.
🧠 요약 정리
와이파이, LTE, 5G는 모두 무선 통신 기술로서, 각각의 목적과 환경에 맞게 발전해 왔습니다. 와이파이는 실내 중심의 인터넷 연결 방식이며, LTE는 광범위한 모바일 연결을 가능케 했습니다. 5G는 이보다 훨씬 빠르고 정밀한 연결을 제공하며, 미래의 자율주행, 원격진료, 초연결 사회를 가능하게 할 핵심 인프라입니다.
'생활 인프라' 카테고리의 다른 글
| 재난 문자나 경보는 어떻게 전국에 한 번에 퍼질까?– 긴급재난정보의 전송 시스템과 기술 원리 (1) | 2025.08.05 |
|---|---|
| 방송이 안 잡힐 때 – TV 신호의 전달 과정– 지상파, 위성, 케이블 방송의 차이와 수신 원리 (1) | 2025.08.05 |
| 스마트폰의 GPS는 어떻게 나의 위치를 아는 걸까?– 위성을 이용한 정밀 위치 추적의 원리 (2) | 2025.08.05 |
| 집에 있는 공유기의 원리– 인터넷은 어떻게 방마다 나눠질까? (1) | 2025.08.05 |
| 지하철 환기구는 왜 필요할까? – 환기 시스템의 숨은 역할 (1) | 2025.08.03 |
| 횡단보도 신호는 누가 조절할까?– 도시 교통 관제 시스템의 작동 원리 (1) | 2025.08.03 |
| 도로 위의 하수구 뚜껑– ‘맨홀’ 아래에는 무엇이 있을까? (3) | 2025.08.02 |
| 지하철이 멈추지 않고 안전하게 운행되는 시스템– 도심 속 철도 인프라의 뒷이야기 (2) | 2025.08.02 |
