3. 이동체의 통신(1)
이동하는 물체가 통신을 하려면, 해당 물체와의 연결, 즉 물리적 채널(연결체)이 같이 이동성을 가져야 한다.
물론 그게 긴 길이를 갖는 케이블일 수도 있다. (에반게리온의 경우는 전원선(엄빌리컬 케이블)이겠지만, 그런 식으로...)
하지만, 보통은 무선 통신을 사용하게 되고, 음파나 빛(적외선, 가시광선 등)을 사용하는 경우도 있으나, 일반적으로는 RF(Radio Frequency), 즉 전파(전자기파, ElectroMagnetic Wave)를 사용하게 된다.
이때, 이동하는 물체는 이동국(MS, Mobile Station)이나 사용자기기(UE, User Equipment)라고 불리고, 그 반대편에 있는 유선 네트웍에의 접점(이동체로 패킷을 전달하거나, 이동체의 패킷을 인터넷으로 전달하는)은 기지국(BS, Base Station)이나 접속점(AP, Access Point, WiFi의 경우)라고 불린다.
그런데, 유선의 경우는 이동에 따른 통신상의 문제점, 신호 세기가 달라진다거나, 날씨(전파는 전달 공간의 습도 및 온도에도 많이 영향을 받는다.)라거나 이동 속도에 따른 주파수 변이(도플러 효과), 기지국과의 거리에 따른 지연의 변경과 같은 문제점들에 영향을 받지 않는다. 전류가 흐르는 경우라면 연결선을 감아놓거나 하는 전기적 회로의 변경에 영향을 받거나 빛이 전달되는 광섬유의 경우 빛이 반사되는데 방해되는 일정 각도 이상으로 선을 굽힌다거나 하는 일에 영향을 받기는 하나, 그 영향은 일정한 정도로 유지된다는 점이 다르다. 무선의 경우는 이동에 따라 통신 채널의 환경이 지속적으로 바뀌게 되는데, 관련한 내용은 다음 글로 넘기도록 하겠다.
또, 발신의 경우는 무선으로 전달된 패킷을 그냥 기지국이 뒤에 있는 유선네트웍으로 전달하면 끝이지만, 이동체로 전달하는 패킷의 경우, 해당 이동체가 어디에 있는지부터 찾아야 하는 일이 필요하고, 통신이 진행되는 도중에 기지국이 변경되는 경우에 어떻게 처리할 것인가 같은 일들이 추가로 필요해진다.
모두들 사용하는 이동통신의 경우, 해당 작업을 위치등록이란 방법으로 이동국은 망에 위치를 알리고, 망은 이동국이 어느 기지국에 있는지 호출하는 Paging(이전 무선 호출기, 삐삐를 Pager라고 부른다.)이란 절차를 통해서 이동국을 찾아내서 착신을 시도한다.
그와는 다르게 WiFi의 경우 해당 AP의 범위에서 벗어나는 경우에 대해서 별도의 처리를 하지 않고, 그냥 끊어짐으로 처리를 한다. 그러면, 스마트폰이나 노트북이 새로운 AP를 찾아서 연결을 하고, 새로운 위치에서 접속을 한 것으로 서버에 패킷을 보내어 알리는 방식으로 수신 패킷을 받을 준비를 한다. 또는 프로그램의 구현 방식에 따라 "사용자에게 연결이 끊어졌습니다. 다시 연결하시겠습니까?"등의 문구로 새로운 위치의 접속을 사용자에게 떠넘기기도 한다.
美泥.
PS: 위에 전파(전자기파)라고 써두었는데, 전파는 전자기파 중 빛이 되기 전의 일정 스펙트럼에서 통신을 위해 사용되는 것을 의미한다. (그렇다. 빛도 전자기파다!)
전자기파라고 불리는 이유 자체는 전자석과 같이 전기로 자기장을 생성할 수 있는데, 변화하는 전기에 의한 전기장은 변화하는 자기장을 만들며, 변화하는 자기장은 변화하는 전기장을 만들고, 이를 전자기장이라고 부른다. 변화가 일정주기로 반복되는(진동하는) 경우 그 둘이 상호 관계하며 뻗어나가는 것을 전자기파라고 한다. (아래 그림)
이를 이해하려면, 대략 전자공학이나 전파공학과, 물리학과에서 가르치는 전자기학에서 배우는 맥스웰 방정식을 이해하면 된다. 물론 나도 이제는 계산할 수 없다. -_- (빛의 속도/전파의 속도는 저 맥스웰 방정식에서 특정값으로 유도된다는 정도만 알면 된다.)
그래서 전류를 신호로 흘리는 기기의 근처에서는 그 전류의 크기에 따라 전자기파가 나온다고 보면 된다. 실제로 이런 전자기파 때문에 회로를 설계하는데 있어서 선으로 연결되지도 않았는데, 의도치 않은 잡음이 장치 내에서 흐르곤 한다.
또, 전자기파라고 하니, 건강에 안좋은 거 아냐! 뭐 이런 인식도 있을 수 있는데, 일반적인 스마트폰의 경우 Power Class 3로 최대 출력이 200mW(±2dB)로, 이를 넘어서는 경우 전세계적으로 판매가 불가능하다. 하여간, 200mW를 변환식으로 변환하면, 0.2 J/s → 0.048 cal/s 로 전달되는 전자기파의 100%가 몸에 흡수될 때, 1 cc의 물을 0.048도 올리는 에너지에 불과하다. 그리고, 휴대폰이 계속 그렇게 쏘고 있으면 배터리가 광탈하기 때문에 사용 안 할 경우는 거의 전파를 받기만 해서 실제로 쏘지는 않고, 휴대폰으로 통화를 한다거나 데이터를 사용할 때는 대략 저 1/10 이하의 시간 동안만 전파를 쏘고, 그것도 기지국과의 거리에 따라 저 최대 출력보다 작은 세기로 쏘게 되니, 아주 작은 양의 영향이 있을 것이다.
PS2: 배보다 배꼽이 큰...