Wi-Fi의 주파수와 대역폭, 싱글 밴드와 듀얼 밴드
공유기(라우터) 구매를 위해 인터넷에서 정보를 찾거나 외출 시 건물로 들어가 스마트폰으로 Wi-Fi 접속을 시도하다 보면, 2.4GHz와 5GHz라 적힌 부분을 심심치 않게 볼 수 있다. 보통 2.4G & 5G로 표시하므로 사전지식이 없는 사람이라면 스마트폰의 3G, 4G, 5G처럼 통신 속도를 나타내는 것이라고 오해할 수도 있다. 이번 기사에서는 Wi-Fi를 사용할 때 흔히 접하게 되는 주파수와 대역폭, 그리고 싱글 밴드와 듀얼 밴드에 대해 살펴보고자 한다.
네 줄 요약
- Wi-Fi 관련 언급되는 2.4GHz, 5GHz는 스마트폰의 서비스 종류가 아니라 사용하는 주파수 대역을 말한다.
- 전파에 많은 정보를 담기 위해선 대역폭이 많이 필요.
- 싱글 밴드는 하나의 대역폭을 사용한다는 뜻이고, 듀얼 밴드는 두 개의 대역폭을 사용한다는 뜻이다.
- 싱글 밴드보다는 듀얼 밴드를 지원하는 Wi-Fi(또는 대응 기기)가 활용하기에 더 편하다.
전파는 목적에 따라 다양한 주파수를 사용
결론부터 말하면 2.4GHz와 5GHz는 스마트폰의 통신 속도가 아니라 어느 대역의 주파수를 사용하고 있는지를 의미한다. 2.4GHz는 2,400,000Hz 대역의 주파수를 사용하고, 5GHz는 5,000,000Hz 대역의 주파수를 사용한다는 뜻이다.
주파수(진동수)는 진동하는 물체가 1초 동안에 진동하는 횟수를 말하는데, 전자기파의 경우 진동수보다는 주파수로 표현한다. 단위는 전파의 존재를 처음으로 발견한 헤르츠의 이름을 따 ‘Hz’로 표시한다.
전파는 눈에 보이지는 않지만, 파도와 같은 모양으로 출렁이면서(진동하면서) 진행한다. 1초 동안에 1번 진동하면 1Hz, 2번 진동하면 2Hz, 200번 진동하면 200Hz다. 2.4GHz는 해당 전파가 1초에 240만 번 진동한다는 의미고, 5GHz는 1초에 500만 번 진동한다는 의미다. 이 진동수의 차이로 인해 전파는 다양한 특성을 갖게 된다.
정보 전달을 위해선 대역폭이 필요
대부분의 소리(또는 신호)는 단일 주파수 성분으로 이루어지지 않았다. 각 소리(또는 신호)가 지닌 최소 주파수와 최대 주파수 사이를 대역폭이라고 하며, 인간의 성대가 만들어내는 소리는 300Hz~4000Hz 사이에 걸쳐져 있으므로 사람의 음성 대역폭은 300Hz~4000Hz라고 할 수 있다. 당연하게도 대역폭이 넓을수록 더 많은 정보를 담을 수 있다. 음악은 20Hz~20,000Hz의 대역폭을 갖고 있는데, 이는 다양한 악기의 소리 정보를 포함하고 있기 때문이다.
무선 통신 역시 정보를 보내기 위해선 대역폭이 필요하다. 음성 통신은 16KHz, FM 라디오 방송은 260KHz의 대역폭이 필요하고 TV 방송에는 고음질과 고화질 정보가 포함되므로 6MHz의 대역폭이 필요하다. 만약 필요한 대역폭을 만족시키지 못한 전송 장치를 사용하게 된다면 속도, 품질이 떨어지게 된다.
싱글 밴드와 듀얼 밴드의 차이
Wi-Fi는 기술 발전에 따라 표준이 조금씩 달라졌다. 아래의 표를 보자.
이전까지는 사용 주파수 대역이 2.4GHz 또는 5GHz 하나였지만, Wi-Fi 4(IEEE802.11n)는 2.4GHz와 5GHz 대역을 모두 사용할 수 있게끔 바뀌었다. Wi-Fi 5에서는 다시 5GHz 전용 규격으로 바뀌었지만, 2019년 표준이 확정된 Wi-Fi 6부터는 다시 2.4GHz와 5GHz를 함께 사용하게 바뀌었다.
즉, Wi-Fi 1, 2, 3, 5는 하나의 주파수 대역(band)만 사용하는 싱글 밴드(Single Band) 대응 전파 기술이고, Wi-Fi 4, 6, 7은 두 개의 주파수 대역을 사용하는 듀얼 밴드(Dual Band) 대응 전파 기술인 셈이다. 그리고 무선 LAN(Wi-Fi)을 사용할 수 있게 해주는 라우터(공유기)가 Wi-Fi 4, 6, 7을 지원한다면 듀얼 밴드 대응 라우터, 즉 2.4GHz와 5GHz 대역을 모두 사용할 수 있는 라우터라는 뜻이 된다.
앞서 진동수(주파수)의 차이로 인해 전파는 다양한 특성을 갖게 된다고 언급했다. 이는 2.4GHz와 5GHz에도 당연히 적용되어, Wi-Fi를 2.4GHz로 사용할 때와 5GHz로 사용할 때는 특성과 주의할 점이 상당히 달라진다. 이 부분은 다음 기사에서 다룰 예정이다. 어쨌든 한 가지 분명한 점은, 2.4GHz나 5GHz 중 하나만 지원하는 싱글 밴드보다 양쪽을 다 지원하는 듀얼 밴드 쪽이 활용하는데 더 유리하다는 것이다.
