Last Updated on 2022-06-12 by BallPen
전파는 눈에 보이지 않는 귀중한 자원입니다. 이를 효율적으로 사용하기 위해 정부에서는 주파수 별로 활용 목적을 정하고 이를 분배합니다.
주파수 분배 도표에 대한 내용을 보기 전에 전자기파 스펙트럼에 대한 개괄적인 내용을 미리 보시면 더 재미있게 즐길 수 있습니다.
Contents
- 1. 주파수 분배 도표
- 2. 주파수 분배 도표의 모양
- 3. 전파의 파장과 주파수의 관계
- 4. 주파수 대역별 주파수 분배 현황
- – 장파 : VLF, LF (주파수 3 kHz ~ 300 kHz, 파장 100 km ~ 1 km)
- – 중파 : MF (주파수 300 kHz ~ 3 MHz, 파장 1 km ~ 100 m)
- – 단파 : HF (주파수 3 MHz ~ 30 MHz, 파장 100 m ~ 10 m)
- – 초단파 : VHF (주파수 30 MHz ~ 300 MHz, 파장 10 m ~ 1 m)
- – 극초단파 : UHF (주파수 300 MHz ~ 3GHz, 파장 1 m ~ 10 cm)
- – 초극초단파 : SHF (주파수 3 GHz ~ 30 GHz, 파장 10 cm ~ 1 cm)
- – 극고주파 : EHF (주파수 30 GHz ~ 300 GHz, 파장 1 cm ~ 1 mm)
- 5. 주파수 분배 개념의 요약
1. 주파수 분배 도표
주파수 분배 도표란 전자기파, 즉 전파를 주파수별로 나누고 이를 사용 용도에 맞게 분배한 도표를 말합니다.
여기서 주파수 분배란 특정한 주파수의 용도를 정하는 것을 말합니다.
이렇게 주파수별로 용도가 정해지면 주파수 할당을 하여 특정한 주파수 이용 권리를 특정인에게 부여하게 되죠.
가장 최근의 대한민국 주파수 분배 도표를 보고 싶으시면 전파누리나 스펙트럼포털 웹사이트를 방문하시면 됩니다.
여기를 클릭하셔도 2020. 6월 기준의 분배도표를 다운받을 수 있습니다.
2. 주파수 분배 도표의 모양
위 그림은 대한민국 주파수 분배 도표 입니다. 수많은 블록들이 보이는데요. 마치 잘 쌓아 놓은 테트리스 블록같아 보입니다.
무언가가 표기되어 있는 블록들이 촘촘하게 배치되어 있는데요. 각 블록은 주파수별 용도를 나타냅니다.
이 도표를 이해하기 위해서는 주파수에 대한 개념을 조금 알아볼 필요가 있습니다.
3. 전파의 파장과 주파수의 관계
전자기파의 주파수 f, 전자기파의 속력 c, 전자기파의 파장 \lambda는 다음의 관계를 갖습니다.
\tag{1}
f = {{c}\over{\lambda}}여기서 주파수 f는 진동수라고도 불리는 물리량입니다. 전파가 1초에 몇 번 진동하느냐의 척도입니다. 또한 파장 \lambda는 전파가 1번 진동하는 동안 이동한 공간적 거리를 뜻합니다.
(1)식을 이용해 파장 \lambda가 1000 m인 전파의 주파수 f를 구해보겠습니다.
\begin{align}
\tag{2} f &= {{c}\over{\lambda}} = {{3.0\times 10^8 ~\mathrm{m/s}}\over{1000~\mathrm{m}}}\\
&=300\times 10^3 ~\mathrm{Hz} \\
&= 300~\mathrm{kHz}
\end{align}이와 같은 방식으로 주파수와 파장 사이의 관계를 계산하면 됩니다. 물론 공기중 전파의 속도 \(c\)는 (2)식에서 주어진 값으로 일정합니다.
4. 주파수 대역별 주파수 분배 현황
전자기파 스펙트럼 중 라디오파에 대해서 주파수 분배가 이루어집니다.
라디오파의 주파수 대역 별로 이름이 붙어 있어요. 그 이름에 따른 주파수 분배 도표와 개괄적 주파수 이용현황을 살펴보도록 하겠습니다.
참고로 아래에서 활용된 그림 자료의 출처는 전파누리 웹싸이트의 주파수 분배 현황과 주파수 이용 자료임을 밝힙니다.
– 장파 : VLF, LF (주파수 3 kHz ~ 300 kHz, 파장 100 km ~ 1 km)
VLF와 LF는 ‘Very Low Frequency’와 ‘Low Frequency’의 약자입니다. 장파는 파장이 1 km 이상으로 아주 길어서 선박이나 원거리 통신에 주로 이용됩니다. 아무래도 바다는 아주 넓으므로 먼거리까지 도달하는 파장이 긴 전파가 유리합니다.
한국표준과학연구원에서는 2019년 10월 말부터 50 kHz ~ 100 kHz 대역의 주파수를 활용하여 표준시를 송출하는 연구를 진행하기도 했습니다. (관련기사: 사각지대 없이 ‘표준시간’ 알린다)
– 중파 : MF (주파수 300 kHz ~ 3 MHz, 파장 1 km ~ 100 m)
MF는 ‘Medium frequency’의 약자입니다. 중파는 장애물이 있어도 멀리까지 송신할 수 있기 때문에 주로 중파 라디오 방송에서 활용합니다. 일반적으로 AM 방송이라 불리며 500 kHz ~ 1,600 kHz의 주파수를 사용합니다. 대표적으로 KBS1 라디오 방송은 711 kHz에서 송출합니다. 진폭변조방식을 사용하여 음질은 좋지 않습니다.
– 단파 : HF (주파수 3 MHz ~ 30 MHz, 파장 100 m ~ 10 m)
HF는 ‘High frequency’의 약자입니다. 안테나에서 송출된 단파는 지구 상층부에 의한 전리층에서 반사되어 지구로 다시 되돌아오는 특성이 있습니다. 이 현상을 이용하면 지구 반대편까지 전파를 보낼 수 있습니다. 아주 먼 곳에 있는 원양어선이나 국제방송, HAM이라 불리는 아마추어 무선 등에서 다양하게 사용합니다.
저도 예전에 아마추어 무선을 잠시 한적이 있었습니다. 휴대폰도 없던 시절에 무선으로 교신을 한다는 것이 마냥 신기했습니다. 아직도 첫번째 교신할 때 그 떨림이 기억나는군요.
– 초단파 : VHF (주파수 30 MHz ~ 300 MHz, 파장 10 m ~ 1 m)
VHF는 ‘Very High Frequency’의 약자입니다. 초단파는 전리층에서의 반사가 없고 그대로 투과됩니다. 따라서 상대적으로 짧은 거리에서의 통신에 사용됩니다. 대표적으로 과거 아날로그 지상파 TV 방송, DMB 방송, FM 방송, 육상에서의 이동통신 등에 사용됩니다.
옛날 아날로그 TV에서는 초단파 (VHF)와 극초단파 (UHF) 방송을 선택적으로 수신하는 기능이 있었습니다.
(출처: “VHF or UHF, changing channels on old analogue TV, channel dial” by Matthew Paul Argall is licensed under CC BY 2.0)
FM방송은 87.5 MHz ~ 108.0 MHz 사이에서 운용됩니다. 주파수 변조를 사용하여 AM 보다 음질이 깨끗한 장점이 있습니다.
– 극초단파 : UHF (주파수 300 MHz ~ 3GHz, 파장 1 m ~ 10 cm)
UHF는 ‘Ultra High Frequency’의 약자입니다. 극초단파는 직진성이 강하고 많은 정보를 전달할 수 있습니다. 작은 안테나로도 통신이 가능하여 휴대폰 이동통신, 블루투스, 무선 2G 와이파이, 지상파 디지털 방송, 위성항법시스템, GPS 등에 사용됩니다.
– 초극초단파 : SHF (주파수 3 GHz ~ 30 GHz, 파장 10 cm ~ 1 cm)
SHF는 ‘Super High Frequency’의 약자입니다. 초극초단파는 전자기파 스펙트럼에서 마이크로파의 대부분을 점유하고 있어 그냥 마이크로파로 부를 때도 있습니다. 마이크로파 통신, 레이더, 위성통신 등에 사용됩니다.
휴대폰의 5G (5세대) 이동통신의 주파수가 이 대역에 있습니다. 3.5 GHz와 28 GHz 대역 주파수가 SKT, KT, LGU+에 할당되어 있습니다. 보통 5G 와이파이라 불리는 5 GHz 대역의 와이파이 신호와 혼동하시면 안됩니다.
또한 5.8 GHz 대역에는 무인항공기(드론)를 운영하기 위한 주파수도 할당되어 있습니다.
– 극고주파 : EHF (주파수 30 GHz ~ 300 GHz, 파장 1 cm ~ 1 mm)
EHF는 ‘Extremely High Frequency’의 약자입니다. 극고주파는 전파가 기체에 흡수되는 대기감쇠 효과가 있습니다. 그러므로 전파의 진행거리가 짧아 주로 지상 전파 통신용으로 사용이 가능합니다.
따라서 도로정보 감지 레이더, 차량간 충돌 방지 레이더, 기지국간 중계용 통신 등에 활용됩니다.
5. 주파수 분배 개념의 요약
- 전파는 눈에 보이지 않는 자원이다. 아무렇게나 쓰면 혼선과 간섭으로 제대로 활용하지 못한다.
- 이에 따라 전파를 효과적으로 사용하기 위해 사용 용도별로 구분하여 주파수를 분배한다.
- 그리고 분배된 주파수는 사업자 또는 개인에게 경매 등의 방법으로 할당하여 활용토록 하고 있다.
분배된 주파수를 할당하기 위해 사업체간 경매 제도를 활용하기도 합니다. 특정 사업과 관련된 주파수의 경우 우리가 생각하는 것보다 상당히 비쌉니다. 관련 기사 링크하고 마무리하겠습니다.
5G 주파수 3.6조·재할당 3.7조…’5G 2차경매’ 어쩌나
2 thoughts on “주파수 분배 도표는 마치 잘 쌓아 놓은 테트리스 블럭 같다.”