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고성능 브라우저 네트워킹: 무선 네트워크 개요

유비쿼터스 환경이 급성장하며, 언제 어디서나 온라인 서비스를 이용할 수 있는 시대가 되었다. 이에 따라 무선 네트워크의 중요성도 커졌으며, 현재 사용되는 무선 기술만 해도 WiFi, Bluetooth, ZigBee, NFC, WiMAX, LTE, HSPA, 위성 서비스 등 다양하다.

무선 네트워크의 기본 원리와 성능 결정 요소

무선 네트워크는 유선 네트워크와는 다르게 공유 매체(전파)* 사용하며, 다음과 같은 요소들에 의해 성능이 결정된다. 

1. 대역폭(Bandwidth): 주파수 범위가 넓을수록 전송 속도가 증가한다. 예를 들어, WiFi 802.11n은 40MHz 대역폭을 사용하여 더 빠른 속도를 구현했다.
2. 신호 대 잡음비(SNR): 신호의 세기와 잡음의 비율로, 방해 전파가 많을수록 성능이 저하된다.
3. 변조(Modulation): 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 방법으로, SNR과 기기의 처리 능력에 영향을 받는다.

특히, 샤논의 법칙은 정보 전송량이 대역폭과 신호 대 잡음 비로 결정된다는 것을 보여 준다. 특히, 변조에 따른 정보 효율이 달라 질 수 있다.

무선 네트워크의 종류와 사용처

• PAN (Personal Area Network): Bluetooth, ZigBee, NFC를 사용하여 개인 기기간 연결.
• LAN (Local Area Network): WiFi를 사용해 건물 내 네트워크 확장.
• MAN (Metropolitan Area Network): WiMAX 등으로 도시 네트워크 연결.
• WAN (Wide Area Network): LTE, 위성 서비스 등을 통해 전 세계 연결.

무선 통신 성능 최적화의 중요성

무선 네트워크는 공유 매체 특성상 방해 전파의 영향을 많이 받고, 전송 전력, 변조 방식, 송수신 거리 등 여러 요소에 의해 성능이 좌우된다.

• 셀 호흡(Cell-breathing): 주변 방해 신호가 많을수록 통신 가능 거리가 줄어든다.
• 근거리/원거리 문제(Near-far Problem): 강한 신호가 약한 신호를 밀어내는 현상.

실제 무선 네트워크 성능 측정과 고려사항

무선 네트워크의 성능은 위치, 방해 전파, 송수신 거리 등에 따라 변화무쌍하다.

• 이상적인 환경: 최대 대역폭, 낮은 잡음, 효율적인 변조 방식 사용 시 최적의 성능.
• 실제 환경: 사용자의 위치와 주변 환경에 따라 성능이 크게 달라집니다.

결론 및 전망

무선 네트워크는 편리성과 이동성을 제공하지만, 잡음, 방해 신호, 대역폭 한계 등 여러 제약이 존재합니다. 앞으로 더 빠르고 안정적인 무선 통신을 위해 5G, WiFi 6 등 차세대 기술이 도입될 것이다.

참고 자료

[1] 일리아 그리고릭, "구글 엔지니어에게 듣는 네트워킹과 웹 성능 최적화 기법", 정해권, 오현주 공역, 인사이트(insight)