무선 통신 기술: 와이파이(Wi-Fi)

와이파이

와이파이는 IEEE 802.11 계열의 표준을 기반으로 하는 무선 네트워크 프로토콜들의 집합으로, 주로 장치 간의 근거리 통신망과 인터넷 접속에 사용됩니다. 와이파이는 주로 2.4GHz(파장 120mm) 극초단파(UHF) 대역과 5GHz(파장 60mm) 초고주파(SHF) 대역을 사용합니다. 최신 표준에서는 6GHz 초고주파 대역을 사용하고 있습니다.

와이파이의 장점

  • 네트워크 유형 - 와이파이는 중앙 액세스 포인트를 중심으로 한 스타 연결, 피어 투 피어 연결(와이파이 다이렉트), 메시 네트워크를 지원합니다. 와이파이는 대부분의 가정 및 기업 환경에서 널리 사용되며, 이 기술이 적용된 제품은 기존 인프라에 신속하게 연결될 수 있습니다.

  • 무선 안정성 - 와이파이는 2.4GHz와 5GHz 대역에서의 동작을 지원하므로, 제품에 따라 어느 대역을 지원할지 유연하게 선택할 수 있습니다. 특히 5GHz 대역에서의 동작은 혼잡하지 않은 재철을 사용할 수 있더 성능 향상에 도움이 됩니다. 또한, 고급 PHY 변조 방식을 통해 데이터를 빠르게 전송할 수 있어, 무선 사용 시간과 충돌 발생 가능성을 낮출 수 있습니다.

  • 보안 - 와이파이는 최신 보안 수준을 유지하고 해킹 위협에 대응하기 위해 지속적으로 발전하는 활발한 보안 생태계를 갖추고 있습니다. 와이파이 데이터는 최신의 WPA3 개인 및 기업용 암호화 기술을 통해 전송 전에 암호화될 수 있습니다. 또한, 와이파이는 TLS와 같은 IP 기반 보안 계층으로 인해 여러 계층의 보안이 적용됩니다. TI의 일부 제품은 FIPS 140-2 인증을 통해 최고 수준의 보안 요건도 충족합니다.

  • 처리량(Throughput) - 와이파이 프로토콜은 확장이 가능하도록 설계되어 엣지 노드에서 게이트웨이에 이르기까지 다양하게 요구되는 애플리케이션 처리량을 지원할 수 있습니다. 이를 통해 빠른 OTA(Over-the-Air, 무선) 업데이트가 가능하며, 일반적인 IoT 및 엣지 노드 장치도 MIMO(Multiple Input Multiple Output, 다중 입력 다중 출력) 기술을 활용하면 처리량이 최대 100Mbps에 이를 수 있습니다.

  • 전력 소비 - 와이파이 프로토콜은 유연하게 설계되어, 배터리로 동작하는 응용 제품의 평균 전력 소비가 네트워크에 연결된 상태에서도 매우 낮을 수 있습니다. 또한, 데이터 비트당 소비 전력 효율이 가장 뛰어납니다.

  • 주요 응용 분야 - 와이파이는 소비자용, 산업용, 기업용 응용 분야에서 장치를 클라우드에 무선으로 연결하기 위해 사용합니다. 와이파이는 영상 감시, HVAC, 출입 통제와 같은 스마트 빌딩용 제품이나, 환자 감시장치 및 의료 장비와 같은 헬스케어용 제품, 그리고 스마트 계량기, 태양광/재생 에너지, 전기차 충전과 같은 전력 인프라용 제품에 사용됩니다. 이 외에도 인터넷 연결과 원격 모니터링이 필요한 다양한 스마트 제품에 폭넓게 사용되고 있습니다. 와이파이는 장치를 인터넷에 연결하는 무선 통신 표준 중 가장 널리 사용되는 표준 중 하나입니다.

와이파이의 잠재적 단점

  • 전력 소비 - 와이파이 네트워크는 연결을 유지하기 위해 애플리케이션의 요구 사항 외에도 추가적인 송수신 사이클에 따른 오버헤드가 발생합니다. 또한, 보정(calibration) 및 송수신(TX/RX) 전류가 다른 무선 기술에 비해 더 높을 수 있어서 일부 와이파이 솔루션은 AA 배터리에 의존하며, 피크 전류 소모가 클 수도 있습니다.

  • 통신 거리 - 5GHz 대역의 전파는 고주파 전송 특성으로 인해 경로 손실(path loss)이 증가하여 통신 거리가 짧아지며, 실내 벽이나 천장과 같은 고형 구조물을 관통하는 성능도 줄어듭니다.

텍사스 인스트루먼트의 CC3220x 하드웨어 개요:

CC3220MODxCC3220MODAx 모듈 제품군은 소프트웨어, 예시 애플리케이션, 도구, 사용자 가이드 및 프로그래밍 가이드, 참조 설계, 그리고 E2E™ 온라인 커뮤니티를 포함하는 완전한 플랫폼 솔루션입니다.

적용 가능한 부품 번호
디지키 부품 번호 제조업체 부품 번호
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296-53415-2-ND,296-53415-1-ND,296-53415-6-ND CC3235SM2RGKR
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3707-BDE-BW3351NP2-INTR-ND BDE-BW3351NP2-IN


영문 원본: Wireless Connectivity Technology: Wi-Fi