2.4 대 5GHz: IoT 장치의 연결 문제 뒤에 숨은 과학

WiFi는 26년 전 탄생한 이후 많은 발전을 이루었습니다. 처음에는 2.4GHz에서 미약한 2Mbps를 지원했습니다. 기술은 발전하고 있으며 현재 약 180억 대의 Wi-Fi 지원 장치가 사용되고 있으며 매년 40억 개가 넘는 새로운 장치가 판매되고 있습니다.

새로운 기능과 주파수 대역이 추가되었으며, 최신 기능은 최대 링크 속도 9.6Gbps를 지원하는 6GHz 대역입니다. 이는 1997년 원래 속도의 48,000배입니다.

빠를수록 좋겠죠? 그러나 2.4GHz는 오늘날에도 여전히 가장 인기 있는 대역으로 남아 있으며 대부분의 스마트 홈 제품은 2.4GHz만 지원합니다. 그 이유를 이해하기 위해 밴드 뒤에 숨은 과학을 살펴보겠습니다. 6GHz 제품은 아직 상용화 초기 단계이므로 2.4GHz와 5GHz를 비교하는 데 중점을 두겠습니다.

확실히 5GHz 대역은 훨씬 더 많은 무선 트래픽을 전달합니다. 이는 위의 그래픽만 봐도 알 수 있습니다. 보안 카메라 비디오 피드의 경우 속도가 중요할 수 있지만, 라우터에서 멀리 떨어져 있는 스마트 차고문 개폐기의 경우 범위가 결정적인 요소일 수 있습니다. 2.4GHz의 장점은 더 넓은 범위와 더 나은 적용 범위를 갖는다는 것입니다.

그 이유는 낮은 무선 주파수가 높은 주파수보다 벽과 가구를 더 잘 통과하기 때문입니다. 예를 들어, 2.4GHz 신호는 건식벽체를 통과할 때 70% 감소하는 반면 5GHz 신호는 90% 감소합니다. 벽돌 벽의 경우 2.4GHz에서는 63%, 5GHz에서는 83% 감소합니다.

낮은 주파수는 또한 더 긴 파장을 가지므로 물체 주위를 더 쉽게 구부릴 수 있습니다. 이는 WiFi 데드 스팟이 줄어들고 집에서 더 나은 범위를 확보할 수 있음을 의미합니다.

2.4GHz의 또 다른 장점은 오리지널 밴드라는 점이다. WiFi의 연속적인 반복을 통해 하위 호환성이 유지되었으며 오랜 역사와 이에 따른 규모의 경제로 인해 2.4GHz 칩셋 및 모듈은 5GHz보다 비용 효율적입니다. 스마트 홈 제품의 제품 관리자라면 당연한 일인 경우가 많습니다.

하지만 2.4GHz 대역은 WiFi뿐만 아니라 블루투스 기기, 전자레인지 등에서도 사용되는 밀집된 공간이다. 혼잡과 간섭으로 인해 스마트 홈 제품의 연결 문제가 발생하는 경우가 많으며, 이는 기술 지원 문제와 브랜드 인지도 저하로 이어질 수 있습니다.

WiFi 주파수 대역은 TV 채널과 유사하게 UHF/VHF 대역의 채널과 AM/FM 대역의 라디오 방송국으로 구분됩니다. 미국과 캐나다에서는 WiFi 채널 1~11이 널리 사용되고, 12~13은 제한되며, 14는 사용되지 않습니다.

위 그림에서 중요한 점은 2.4GHz 채널이 서로 겹쳐져 있다는 점입니다. 채널 1에서 작동하는 네트워크는 채널 3의 네트워크와 동일한 주파수 중 일부를 사용하여 데이터를 보내고 받습니다.

그들은 어느 정도 서로 간섭할 것이다. 간섭은 무선 신호 품질을 저하시켜 네트워크의 범위, 대역폭 및 성능을 저하시킵니다.

더 나쁜 것은 대부분의 라우터가 기본적으로 채널 1, 6 또는 11(위 그림에서 파란색)로 설정되어 있다는 것입니다. 왜냐하면 서로 겹치지 않고 간섭하지 않기 때문입니다. 그러나 대형 아파트 건물이나 콘도미니엄에서는 10개 이상의 WiFi 네트워크를 쉽게 사용할 수 있습니다.

2.4GHz는 범위가 더 길어서 이웃의 WiFi가 집에 적용될 가능성이 더 높다는 점을 기억하세요. 그들 중 일부는 당신처럼 채널을 사용할 것입니다. 왜냐하면 돌아다닐 수 있는 겹치지 않는 채널은 3개뿐이기 때문입니다.

이에 비해 5GHz 대역에는 21개의 비중복 채널이 있으므로 간섭 가능성이 훨씬 낮습니다.

채널에 데이터 트래픽이 많아 모든 것이 느려지는 경우를 정체라고 합니다. WiFi는 공유 매체입니다. 즉, 하나의 장치가 말하면 다른 사람은 말할 수 없습니다. 채널이 혼잡할수록 통화 슬롯을 확보하기가 더 어려워지며, 이로 인해 비디오 품질이 저하되거나 지연되고 데이터가 손실될 수도 있습니다.

게다가 네트워크 적용 범위나 범위의 가장자리 근처에 있는 것과 같이 WiFi 신호 수준이나 품질이 낮은 스마트 장치는 라우터에 가까운 장치보다 느리게 말하고 더 많은 대역폭을 효과적으로 사용합니다. 홈 네트워크는 라우터에 가까운 두 개의 장치로 비디오를 스트리밍할 수 있지만 적용 범위 가장자리에 있는 하나의 장치에만 스트리밍할 수 있습니다.