주파수란?

“주파수는 간단하게 설명하면 전파가 이동할 때 진동을 하게 되는데, 이때 초당 진동하는 횟수를 <진동수>라고 합니다. <전자기파>에서는 <진동수> 대신 <주파수>라는 용어를 사용합니다. 단위는 앞에서 설명했는데 이한영 팀장님 기억나시죠?”

잠시 고민하던 지원은 이한영 팀장은 지원을 보며 말했다.

“<하인리히 두돌프 헤르츠>의 이름을 따서 <헤르츠 Hz>라고 표기합니다.”

“네 정확합니다. 그럼 화면 같이 보시죠”


“1초에 한 번 진동하면 <1 Hz>라고 합니다. 1초에 천 번 진동하면 <1 KHz>, 1초에 백만 번 진동하면 <1 MHz>입니다.”

성주의 눈에 비친 지원 선배는 학생 때의 풋풋한 모습이 아닌 당당한 직장 여성으로의 모습으로 보였다.

‘선배 꽤 멋있는데’

“우리가 무선랜에서 자주 이야기하는 <2.4G>와 <5G>는 <무선주파수 Radio Frequency> 라고 합니다. 정확한 표현은 <2.4GHz>, <5GHz>입니다. <2.4GHz>를 사용하다 무선랜의 사용도가 많아지면서 <5GHz>가 추가되었습니다.”

“자 무선랜에서 사용하는 <주파수>는 1초에 몇 번 진동하는지 계산해보겠어요? 정답을 맞춘 분에게는 교육 끝나고 제가 커피를 쏘겠습니다.”

한지원 팀장이 인프라사업팀 직원들에게 퀴즈를 냈다.

“2.4 GHz는 이십 사억 번이고, 5 GHz는 오십억 번입니다.”

성주가 순식간에 정답을 이야기하였다. 이한영 팀장과, 황과장은 계산을 하려고 볼펜을 들다 살짝 내려 놓았다.

“정답입니다.”

살짝 당황한 지원 선배는 회의실을 잠시 둘러보았다.

“그런데 신입사원이 정답을 맞히었네요, 그렇다면 모두 알고 있었고... 신입사원에게 양보를?”

잠시 고민하던 한지원 팀장이 말했다.

“눈치가 엄청나시네, 그걸 눈치를 챘어.”

황과장의 한마디에 회의실에는 웃음이 터졌다.

“음... 그럼 쉬는 시간에 다 같이 가시죠”

한지원 팀장은 성주를 살짝 보며 말했다.

“그럼 <전파>와 <주파수> 용어 정리는 어느정도 됐죠?”

“참고로 <주파수>를 도로에 비유할 수 있습니다. 도심한복판 차가 많이 다니는 시내도로와 도시와 도시를 연결하는 고속도로가 있습니다. 시내 도로는 차가 많이 이동해야 하기 때문에 8차선, 10차선인 경우가 많죠? 대신 도로의 길이가 짧습니다. 하지만 멀리 가야 하는 고속도로는 2차선, 4차선 정도입니다. 대신 도로의 길이가 아주 길죠”

그럼 우리가 사용하는 무선랜 <주파수>를 비교해보면 <2.4GHz>보다 <5GHz> <주파수>가 더 많은 차선을 가지고 있겠죠, 당연히 많은 차들이 다닐 수 있습니다. 대신 파장이 짧습니다. “파장은 주파수와 반비례하니까요.

“성주씨? 이해가 되었죠?

“네 선… 아니 팀장님”

성주는 선배라고 할뻔했다. 회사 업무 공간에서 직책을 이야기하는 것이 맞는 것 같아 팀장으로 호칭을 바꿔 불렀다.

한지원 팀장은 그런 성주가 귀여웠는지 성주를 보며 살짝 미소를 지었다.

“그럼 지금부터는 전파의 성질에 대해 살펴보겠습니다. <AP>에서 보낸 신호 즉 전파의 성질을 알고 있어야지 무선 신호를 방해하는 요소가 어떤 것들인지 이해하기 쉽습니다.

“화면을 같이 보겠습니다.”


“일부 용어들이 좀 낯설기는 한데, 내용은 별거 없습니다. 간단하게 살펴보겠습니다.”

“첫 번째 <직진 straight>입니다. 전파는 장애물이 없는 한 직진합니다. 스스로 방향을 바꿀 수 없습니다."

“두 번째 <반사 Reflection>입니다. 거울과 같은 장애물에 전파는 반사됩니다.

“세 번째 <굴절 Refraction>입니다. 어항과 같은 장애물에 전파는 굴절됩니다.

“네 번째 <간섭 Interference>입니다. 두 개 또는 그 이상의 전파가 중복되면 전파 상호간에 신호가 강했다. 약했다 하는 현상을 간섭이라고 합니다. 예를 들면 물에 돌을 던지면 파장이 일어나죠 그런데 옆에서 더 큰 돌을 물에 던지면 더 큰 파장에 의해 처음 발행한 파장이 급격하게 작아집니다. 이러한 현상을 간섭이라고 합니다.

“다섯 번째 <회절 Diffraction>입니다. 장애물을 돌아가는 현상입니다.

“여섯 번째 <산란 Scattering>입니다. 장애물에 의해 신호가 흩어지는 현상을 말합니다.

이한영 팀장과 팀원들은 노트에 꼼꼼하게 필기를 했다.

“일부용어가 낯설기는 하지만 이해가 안되는 부분은 없으시죠?”

인프라사업팀 사람들은 한지원팀장을 보며 고개를 끄덕였다.

“그럼 잠시 10분정도 쉬고 하겠습니다.”

기다렸다는 듯이 황과장은 부서에서 유일하게 담배를 태우는 성주를 데리고 나갔다. 한영과 심대리는 한지원 팀장에게 앞에서 배운 것에 대해 이것저것 질문을 했다. 그렇게 짧은 휴식 시간이 끝나고 다시 교육이 시작됐다. 

“자 그럼 지금부터는 무선랜 통신 품질을 방해하는 요소에 대해 알아보겠습니다. 오늘 교육내용 중 상당히 중요한 부분입니다.”

“무선랜의 품질을 방해하는 요소는 세 가지가 있습니다. 첫 번째는 <장애물>입니다. 장애물은 전파의 길을 막고 통신 신호를 완전히 차단하거나, 반사하거나 신호를 약하게 하죠”

“두 번째는 <잡음>, 세 번째는 <간섭>입니다. 잡음과 간섭은 신호의 품질을 방해하죠”

성주와 부서 사람들은 노트에 필기했다.

“첫 번째 장애물부터 확인해보겠습니다."

“유선랜은 케이블 상태나 길이에 문제가 없다면, 통신 품질을 방해하는 요소가 없습니다. 하지만 무선랜은 전파가 통과하는 공간에 어떤 물체가 있는지가 상당히 중요합니다. <컴퓨터>와 <AP>사이에 장애물이 있다면 그 물질이 어떤 것인지에 따라 통신 품질에 상당한 영향을 주게 됩니다.”

설명을 하는 한지원 팀장의 표정은 매우 진지했다.

“<AP> 전파는 눈에 보이는 것이 아닙니다. 전파를 빛에 비유하면 이해를 도울 수 있을 것 같은데요, 사무실마다 골고루 빛을 주기 위해 형광등의 위치를 고민해야 합니다. 형광등의 위치가 너무 한쪽에 치우쳐 있다면 반대편은 어둡겠죠? 그리고 중간에 벽이 있다면 벽 뒤에는 빛이 들어오지 않겠죠? <AP>의 전파도 같습니다.”

지원 선배는 일어나서 빔프로젝터 앞으로 나갔다.

“무선통신을 하기 위해 가장 좋은 환경은 <컴퓨터>와 <무AP> 사이에 그 어떤 장애물도 없는 것입니다. 왜죠? 앞에서 우리는 전파의 <직진성>을 공부했기 때문입니다. 하지만 그런 환경은 극히 드물죠?”

한지원 팀장은 손에든 무선프리젠터로 슬라이드를 넘겼다.


“전파를 방해하는 장애물은 밀도가 높은 물체일수록 투과율이 안 좋습니다. 석고보드의 투과율은 70%, 물과 대리석은 50%정도입니다. 콘크리트나 건물 층간은 투과율이 0%입니다. 그리고 금속물질 같은 전도체들은 전파를 완전히 차단하거나 반사합니다.

“그럼 데이터 시트를 같이 보겠습니다.”


“<무AP>는 이론적으로 중간에 장애물이 전혀 없는 경우 신호가 도달할 수 있는 거리가 300M입니다. 하지만 현실은 많이 틀리겠죠, 실무에서는 30M에서 50M를 기준으로 컨설팅을 합니다. 중간에 장애물이 있다면 더 줄어듭니다.”

“그런데 자료를 보면 30평을 기준으로 1대의 <AP>를 권장하였는데 어떤 기준이죠?”

황과장이 질문했다.

“사실 <AP> 자료를 만들면서 적용 평수 기준을 만들 때 가장 힘들었습니다. 환경에 따라 <전파>의 신호 감쇄는 매우 다릅니다. 하지만 최대한 여러 상황과 경험을 고려하였을 때 일반적인 사무실 환경에서는 <AP>가 벽과 같은 장애물이 없을 경우 30평 기준이 가장 적합하다고 결론을 내렸습니다."

“팀장님 자료에 도입기준을 보면 하나의 <AP>에 연결할 수 있는 최대 인원과 권장 인원이 있는데 어떤 의미인지 설명 좀 부탁드립니다.”

심대리가 질문했다.

“최대 인원은 <AP>에서 128명을 수용할 수 있다는 의미입니다. 하지만 어떤 무선통신 서비스를 하는지가 중요합니다. 예를 들어 모바일 사용자를 위한 무선통신 서비스와 업무용 컴퓨터를 유선이 아닌 무선으로 사용하는 서비스라면 상황이 완전히 다릅니다. 이런 경우 <AP> 사용자를 30명으로 제한하여 권고합니다.”

“네 감사합니다.”

심대리가 조용한 목소리로 대답을 했다. 한지원 팀장은 계속 설명을 이어갔다.

“자 그런데 장애물은 문제를 사전에 알고 있다면 피해가거나, 치워버리면 쉽게 해결이 됩니다. 무선랜에서 심각한 문제는 잡음과 간섭입니다. 우선 잡음부터 살펴보겠습니다.”

“혹시 심대리님, 무선랜에서 <다중경로 페이딩 multipath fading> 이라고 들어 보셨나요?

한지원 팀장이 심대리를 바라보며 질문했다.

“직접 전달되는 전파와 장애물에 반사된 반사파로 구성된 복합적인 신호라고 알고 있습니다.”

심대리는 잠시 고민을 하다 차분하게 대답을 했다.

“네 정확하게 알고 있네요”

한지원 팀장은 심대리의 대답을 듣고 바로 설명을 했다.

“컴퓨터는 데이터를 전파를 통해 <AP>에게 보냅니다. 경로상에는 여러 장애물이 있을 수 있습니다. 어떤 장애물은 <전파>를 <산란 Scattering>시킵니다. <산란>은 신호가 흩어지는 현상입니다. 또 어떤 장애물은 <회절 Diffraction>시킵니다. <회절>은 신호가 장애물을 돌아가는 현상이빈다. 그리고 <반사 Reflection>시킵니다. 이런 신호가 복합적으로 수신하게 되면서 수신 장애를 발생하는 것을 <다중경로 페이딩> 이라고 합니다.”

한지원 팀장의 설명이 끝나자 이한영 팀장이 바로 말을 했다.

"유선과는 다르게 무선에서는 잡음이 심각하네요"

"매체의 특성상 <다중경로 페이딩>에 의한 잡음은 어쩔 수 없습니다.

한지원 팀장은 이한영 팀장의 질문에 답을하고는 설명을 이어갔다.