핵심 인사이트 (3줄 요약)
> 1. **본질**: 다중 접속 (Multiple Access)은 MAC (Medium Access Control) 계층에서 여러 사용자가 하나의 공유 매체를 어떻게 나눠 쓰는지 정하는 기술이다.
> 2. **가치**: FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA, CSMA 계열은 자원을 나누는 기준이 달라서 충돌, 지연, 효율의 균형이 서로 다르다.
> 3. **판단 포인트**: 무선·유선·실시간 환경마다 적합한 방식이 다르므로, 공유 매체의 물리적 제약을 먼저 봐야 한다.
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## Ⅰ. 개요 및 필요성
다중 접속 (Multiple Access)은 한정된 채널을 여러 단말이 함께 사용할 때 충돌과 혼잡을 줄이는 방법이다. MAC (Medium Access Control) 계층은 누가, 언제, 어떤 자원을 사용할지 정한다.
이 기술이 중요한 이유는 대역폭이 항상 부족하기 때문이다. 유선이든 무선이든 같은 매체를 동시에 쓰려 하면 충돌이 생기므로, 시간을 나누거나 주파수를 나누거나 코드를 나누는 방식이 필요하다.
- **📢 섹션 요약 비유**: 하나의 운동장을 여러 반이 함께 쓰되, 줄과 시간표를 정하는 느낌이다.
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## Ⅱ. 아키텍처 및 핵심 원리
다중 접속 방식은 크게 채널 분할형, 경쟁형, 통제형으로 나눌 수 있다.
| 분류 | 대표 방식 | 충돌 처리 | 특징 |
|---|---|---|---|
| 채널 분할형 | FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA | 사전 자원 할당 | 예측 가능, 스케줄링 친화적 |
| 경쟁형 | ALOHA, CSMA/CD, CSMA/CA | 충돌과 백오프 | 단순하지만 혼잡에 약함 |
| 통제형 | polling, token passing | 순번 통제 | 지연 예측이 쉽다 |
시간 분할: | A | B | C | D |
주파수 분할: | A | B | C | D |
코드 분할: codeA codeB codeC codeD
핵심은 자원을 단순히 나누는 것이 아니라, 충돌이 생기기 쉬운 조건을 미리 설계로 흡수하는 데 있다.
- **📢 섹션 요약 비유**: 같은 간식을 나눌 때, 먼저 줄을 설지 시간표를 만들지 방법이 다르다.
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## Ⅲ. 비교 및 연결
경쟁형과 스케줄형을 비교하면 선택 기준이 분명해진다.
| 항목 | 경쟁형 | 스케줄형 |
|---|---|---|
| 충돌 | 발생 가능 | 거의 없음 |
| 지연 예측 | 어려움 | 쉬움 |
| 구현 | 단순 | 복잡 |
| 적합 환경 | 트래픽이 가변적인 공유 매체 | QoS가 중요한 관리형 네트워크 |
예를 들어 Wi-Fi는 충돌 감지가 어렵기 때문에 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)를 쓴다. 반면 LTE/5G는 중앙 스케줄러가 자원을 배분하는 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 계열을 활용해 더 정교한 QoS를 제공한다. 유선 Ethernet의 과거 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)는 충돌 검출이 가능했지만, 반이중 환경에서만 의미가 있었다.
- **📢 섹션 요약 비유**: Wi-Fi는 피해서 들어가고, 5G는 먼저 자리를 배정받는 방식에 가깝다.
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## Ⅳ. 실무 적용 및 기술사 판단
실무에서는 트래픽 성격과 물리 매체가 먼저다. 실시간 제어처럼 지연 상한이 중요하면 TDMA나 token 방식이 맞고, 사용량이 급변하는 무선 환경이면 경쟁형과 스케줄형을 혼합한 설계가 필요하다.
체크리스트
- 매체가 충돌 검출을 지원하는가, 아니면 회피만 가능한가?
- 지연 상한과 처리량 중 무엇이 더 중요한가?
- 숨은 단말(hidden node)이나 노출 단말(exposed node) 문제가 있는가?
- 사용량 패턴이 예측 가능한가, 버스트형인가?
안티패턴
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모든 환경에 동일한 접근 방식을 적용하는 것
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무선에서 CSMA/CD처럼 충돌 검출을 기대하는 것
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실시간 서비스에 경쟁형 접속만 두는 것
- 📢 섹션 요약 비유: 줄을 못 보면 서로 부딪히고, 줄을 잘 세우면 덜 기다린다.
Ⅴ. 기대효과 및 결론
다중 접속은 공유 매체를 효율적으로 쓰게 하지만, 물리적 한계를 없애지는 못한다. 따라서 좋은 방식이란 "모든 상황에 가장 빠른 것"이 아니라 "해당 환경의 제약을 가장 잘 감당하는 것"이다.
결국 MAC 계층의 설계는 자원 분배, 충돌 제어, 지연 예측을 동시에 다루는 균형 문제로 기억해야 한다.
- **📢 섹션 요약 비유**: 놀이터를 같이 쓰되, 누가 언제 그네를 탈지 정하는 규칙이 필요하다.
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### 📌 관련 개념 맵
| 개념 | 연결 포인트 |
| :-- | :-- | | MAC (Medium Access Control) | 공유 매체 제어 계층 | | FDMA | 주파수 분할 방식 | | TDMA | 시간 분할 방식 | | CDMA | 코드 분할 방식 | | CSMA/CA | 무선 충돌 회피 방식 |
### 📈 관련 키워드 및 발전 흐름도
공유 매체 등장
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▼
FDMA / TDMA / CDMA │ ▼ CSMA / ALOHA 계열 │ ▼ OFDMA / 스케줄링 / QoS 중심 설계
### 👶 어린이를 위한 3줄 비유 설명
1. 놀이터를 여러 반이 같이 쓰면 줄을 정해야 해요.
2. 먼저 줄을 설지, 시간이 올 때까지 기다릴지 방법이 달라요.
3. 그래서 통신도 누가 언제 쓰는지 규칙이 필요해요.