자유공간 손실·링크 버짓 계산기

FSPL(dB) = 20log(거리 km) + 20log(주파수 MHz) + 32.45입니다. 예를 들어 2.4GHz에서 1km면 100.05dB, 1GHz에서 1km면 92.45dB입니다. 이 32.45라는 상수는 프리스 전달식 20log(4πdf/c)를 km·MHz 단위로 정리할 때 남는 값으로, 빛의 속도에서 계산하면 정확히 32.4478입니다. 교재에 따라 32.4나 32.44로 반올림해 적히기도 합니다.

주파수가 2배가 되면 자유공간 손실이 6.02dB 늘어나기 때문입니다. 손실이 주파수의 제곱에 비례해 들어가서 20log2 = 6.02dB가 됩니다. 5.18GHz는 2.442GHz보다 6.5dB를 더 손해 보고 시작하며, 같은 장비라면 도달 거리가 절반 남짓으로 줄어듭니다. 5GHz 와이파이가 2.4GHz보다 안 멀리 가는 이유가 이것입니다. 거리도 마찬가지여서 거리가 2배가 되면 손실이 똑같이 6.02dB 늘어납니다.

실외 고정 링크는 보통 10~20dB를 쌓아 두고 설계합니다. 자유공간 손실 계산에는 비·안개·나뭇잎·다중경로 페이딩·장비 노후가 전혀 들어 있지 않아서, 계산상 여유가 3dB뿐이면 비 오는 날 링크가 끊깁니다. 여유가 20dB면 넉넉하고, 10dB면 보통, 그 아래는 빠듯한 편으로 봅니다. 다만 필요한 여유는 대역과 환경에 따라 달라 절대적인 기준은 없습니다.

송신 출력에 안테나 이득을 더하고 케이블 손실을 뺀 값으로, 등방성 안테나로 같은 세기를 내려면 얼마가 필요한지를 나타냅니다. 출력 20dBm에 이득 12dBi 안테나, 케이블 손실 2dB면 EIRP는 30dBm, 곧 1W입니다. 대부분의 나라가 대역별로 EIRP 상한을 법으로 정하고 있어서, 이득이 큰 안테나를 달면 출력을 줄여야 규정을 지키는 경우가 있습니다.

dBd로 적힌 값에 2.15를 더하면 dBi가 됩니다. dBi는 모든 방향으로 똑같이 방사하는 가상의 등방성 안테나를 기준으로 한 이득이고, dBd는 반파장 다이폴을 기준으로 한 이득입니다. 다이폴 자체가 등방성 대비 2.15dBi이므로 같은 안테나가 dBd 표기에서는 2.15만큼 작게 적힙니다. 서로 다른 자료의 값을 섞어 쓸 때 이 2.15dB를 빠뜨리는 일이 잦습니다.

닿지 않습니다. 자유공간 손실은 말 그대로 아무것도 없는 빈 공간을 전제한 값이라, 지형·건물·나무·비·안개도, 지면 반사로 생기는 다중경로도, 프레넬 존 침범도 들어 있지 않습니다. 이 계산기가 내는 최대 거리는 이상적인 상한이며 실제 도달거리는 그보다 훨씬 짧습니다. 가시선이 뚫려 있어도 프레넬 존이 막히면 링크가 죽으므로, 실외 링크라면 프레넬 존 계산기를 함께 보시기 바랍니다.