zigbee에서 대표적으로 사용하는 주파수인 2.4GHz 영역 주파수의 일반적인 전달특성은 직접파와 반사파에 의존하며 회절에 의한 전파 전송이 잘 안 되는 특성이 있다.
다음은 2.4GHz 대역 zigbee 모듈의 RF 규격이다.
- 변조방식 : DSSS/O-QPSK
- 사용주파수 : 2400 ~ 2483.5MHz
- 최대송신속도 : 250Kbps
- 최대출력파워 : 10dBm
- 최저수신감도 : -94dBm
- 채널 수 : 16
- 채널간격 : 5MHz
자유대역에서 전파
자유공간에서의 zigbee의 무선 파의 전파(propagation)특성을 확인하기 위하여 거리 별 수신레벨과 PER(Packet Error Rate)을 측정해 보면 송신 지점에서 200m 떨어진 지점까지는 PER 0%이며, 이 때의 평균 수신레벨은 -92dBm이며 200m 이후 지점부터의 수신레벨의 감소폭은 작아지나 패킷 에러율이 급상승한다.
가정 내의 전파환경
가정 내의 무선 전송 환경은 자유공간과 달리 무선 전송을 방해하는 여러 가지 장애물들로 가득하다. 고정된 장애물도 있고 이동하는 장애물들도 있는데, 고정된 장애물인 내부 벽의 투과 손실은 10~30dB이며 벽의 종류, 두께, 콘크리트 내부 철재의 구조, 전파의 입사각 등에 의해 투과 손실은 각각 다르게 나타난다. 같은 구조의 집에서도 무선 전송 환경은 각각 다르므로 예측에 의한 무선망 설계는 실수로 이어질 수 있으며, 이를 방지하기 위해서는 zigbee 전용 패킷 툴과 같은 전파 환경 측정 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
유동적인 장애물의 경우 사람의 이동, 문의 개폐, 가구 또는 가전제품의 재배치등이 있다. 문의 개폐 상황에 따른 전파환경 변화에 대한 대책으로는 망 설계 시 모든 문을 닫고 설계하여 통신 안정성을 확보하는 방법이 있으나, 사람의 이동이나 가구 등의 재배치에 따른 환경변화에는 별 다른 대책이 없으므로 변화에 대응이 가능한 정도의 여분을 주어 네트워크의 안정성을 확보해야 한다.
가정 내에서의 전파환경은 다른 무엇보다도 내부 구조에 가장 큰 영향을 받는 것으로 확인되며, 집의 크기에 의한 영향은 비교적 적다. 이러한 원인으로는 같은 구조의 50평형대와 30평형대의 아파트의 중심에서 가장자리까지의 거리차이는 2~3m 차이 밖에 나지 않기 때문이다. 벽을 몇 개를 통과하는지, 벽의 두께 및 재질이 무엇인지, 반사파가 어떤 경로로 도달하는지 등이 가정 내 무선전송의 거리를 형성하는 주요 변수이다. 신축현장에서는 이러한 벽의 두께 및 벽 내부의 철근 구조 등을 비교적 알기 쉽고, 아파트의 경우 동일 크기에 같은 구조이므로 비교적 전송거리의 결정이 쉬우나, 단독주택과 같은 경우에는 설치자가 직접 측정에 의해 전송거리를 결정해야만 안정적인 통신을 보장 받을 수 있다.
주파수 간섭
zigbee 기기들은 가정 내에서는 WLAN, Bluetooth와 같은 동일한 주파수 대역을 사용하는 기기들과 공존하면서 동작이 되어야 한다. 그러므로 이들 간의 간격 또한 zigbee 기술을 이용한 홈네트워크 방법에서는 중요한 요소로 작용한다. zigbee가 채택한 PHY/MAC 규격인 IEEE 802.15.4는 주파수 대역으로 2.4GHz를 권고하고 있으며, 현재 대부분의 zigbee 기기들은 Bluetooth, WLAN등이 사용하는 주파수 대역인 2.4GHz 대역의 칩을 사용하므로 이들 무선기술간의 간섭이 문제로 부각되고 있다. 이 간섭 문제를 적극적으로 해결하기 위해서 근본적으로 간섭을 피하려는 노력을 하고 있다.
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