12. 라디오파(Radio Wave) 및 마이크로파(M/W : Microwave) 통신
가. 개요
일반적으로 무선통신은 자유공간(free space)을 전송매체로 하여 전자기파를 전파
하는 것으로 정의할 수 있으며, 이때 자유공간이 무선 링크가 된다. 무선통신은 통신
장비의 이동이 빈번하고 통신 회선을 이용하기가 어려운 지역(해안, 산악, 도서 지방
등) 및 국가 간 정보 전송에 많이 이용되고 있으며, 최근에는 컴퓨터 통신망과 인터넷
에도 폭 넓게 이용되고 있다. 이와 같이 무선통신의 용도는 다양하지만 사용 주파수가
높을 경우에 전파의 직진성이 강해지고 빌딩 및 산과 같은 것에 장애를 쉽게 받기 때
문에, 가시거리(LOS : Line Of Sight) 내의 직통 중계 전송이어야 한다.
전파는 전자기파로서 광의의 전파는 적외선, 가시광선, 자외선까지 모든 신호를 의미한다. 그러나 무선통신에 사용되는 전파는 주로 3,000GHz 이하의 전자파이다. 주
파수가 낮을수록 회절성이 우수하고, 높을수록 직진성이 좋다. 주파수 범위에 따른 전
파의 종류와 주요 용도는 아래와 같다.
주파수 범위에 따른 전파의 종류와 용도
| 명칭 | 별칭 | 국제적인 명칭 | 주파수범위 | 주요 용도 |
| 장파 | VLF LF |
Very Low Frequency Low Frequency |
10~30㎑ 30~300㎑ |
선박무선통신(향해용) |
| 중파 | MF | Medium Frequency | 300㎑~3㎒ | AM방송, 기상통보 |
| 단파 | HF | High Frequency | 3~30㎒ | 단파방송, 선박전신 |
| 초단파 | VHF | Very High Frequency | 30~300㎒ | FM 방송, TV 방송, 경찰/ 소방 등 비상용 통신 |
| 극초단파 | UHF SHF EHF |
Ultra High Frequency Super High Frequency Extremely High Frequency |
300㎒~3㎓ 3~30㎓ 30~300㎓ |
TV 방송, 이동체 통신 마이크로파 및 위성통신 빌딩간 통신 |
무선 통신에서 반송파로 사용되는 전자파의 주파수를 무선 주파수(RF : Radio
Frequency)라고 하며, 이들 주파수의 대역에 따라 다양한 통신 방식과 용도를 갖는
다. 꼬임쌍선이나 동축케이블에서의 전송 손실은 로그(log) 함수적으로 변하지만, 무
선 통신에서는 감쇠에 대한 손실이 거리의 제곱에 비례하므로 증폭기나 중계기의 간격
이 매우 길며, 대략 10~100Km 정도가 된다. 또한 날씨에 따라 감쇠가 다르며, 서비
스별 주파수 영역 간에 간섭이 발생할 수 있으므로 주파수 영역의 할당이 엄격히 조정
되어야 한다. 그리고 주파수 다중화에 의해 다수가 동시에 통신할 수 있고, 유선 선로
와 비교하여 설치비용을 절감할 수 있는 특징도 있다.
일반적으로 3MHz 이하의 주파수에서는 장거리 전송이 가능하므로 수요가 상당히
많으나 주파수 범위가 좁기 때문에 협대역 통신에 이용하고, 30MHz 이상에서는 넓은
대역을 필요로 하는 변조 방식이 주로 사용된다. 대개 라디오파는 10KHz에서 1GHz
범위의 주파수를 그리고, 마이크로파는 2GHz에서 수백GHz 범위를 다루고 있다.
나. 라디오파 통신
라디오파 통신은 주로 10KHz에서 100MHz 정도의 주파수를 갖는 신호로서 취급이
간편하고, 모든 방향으로 퍼져나가는 전방향(omnidirection) 특성을 가지며 장거리
전송이 가능하다. 저주파의 라디오파는 회절성이 우수하여 건물과 같은 장애물을 쉽게
통과하지만, 고주파의 라디오파는 장애물에 대한 반사가 일어난다. 특히, 고출력 단일
주파수의 경우 낮은 출력으로 원거리 전송이 가능하고, 특정 주파수를 사용하고 있는
네트워크와 인접하지 않은 곳에서 주파수를 재사용할 수 있다. 하지만, 자연적·인공
적 물체에 의한 반사로 인해 다중경로(multi-path) 전파특성을 갖는다. 이런 특성 때
문에 방송국을 통해 불특정 다수의 사람들에게 공중파 방송을 제공하는데 주로 사용되어 왔다.
또한 라디오파도 전자기파이므로 거리에 따라 신호의 세기가 감쇠하며, 주변의 다
른 전자기파에 의해 쉽게 간섭이 일어날 수 있다. 따라서 이웃하는 기지국(base
station) 간에는 중첩되지 않는 다른 주파수 대역을 사용해야 한다. 그리고 기지국 내
의 서비스 허용 범위 내에서 모든 컴퓨터에게 무선 링크를 제공할 수 있고, 서비스 범
위 내에서 장치들의 이동성을 보장해주며 설치비용을 줄일 수 있다. 현재 AM 및 FM
라디오 방송, VHF 및 UHF 채널 TV 방송, 아마추어 무선통신(HAM) 등에 사용되고있다.
다. 마이크로파 통신
마이크로파 통신은 현재 2~40GHz 사이에 이르는 상당히 넓은 주파수 대역에 걸쳐
사용하고 있고, 강한 방향성을 갖는 방식에 주로 이용되므로 전자파 에너지를 보다 잘
집중시키기 위하여 접시형 파라볼라(parabolic) 안테나를 사용한다. 마이크로파는 높
은 주파수를 사용하므로 안테나의 크기도 작아지고 저렴한 장점이 있으나, 직진성이
강한 특성으로 인해 높은 건물이나 산악지대에 영향을 받으며 강우 감쇠가 발생될 수있다.
지상 마이크로파(terrestrial microwave)는 장애물이 없는 지역과 직통 중계가 가
능한 원거리 통신 서비스용으로, 그리고 전송매체의 설치가 비싸거나 불가능할 때, 즉
TV나 음성 전송용 동축케이블의 대용으로 사용된다. 지상 마이크로파 통신은 대개 파
라볼라 안테나를 사용하고 가시거리의 직통중계를 위해 고지대에 위치하며, 동축케이
블에 비해 매우 적은 증폭기와 리피터가 필요하여 가시거리 마이크로파 통신인 경우
50Km 이상이 가능하다.
