※ 정보신호란?
1-1) 아날로그 신호와 디지털 신호
- 아날로그 신호
- 연속적으로 변화하는 전자기파
- 사람의 음성 신호
- 유연한 곡선형 형태로 나타나며 신호는 거리가 멀어질수록 감쇄
- 디지털 신호
- 컴퓨터처럼 0과 1로 데이터를 표현
- 잡음이 적고 오류율이 적은 장점
1-2) 신호 변환 방식
| 정보 형태 | 전송 회선 | 내용 | 신호 변환기 |
| 아날로그 | 아날로그 전송 | - 증폭기를 이용 - 잡음까지 증폭 - 왜곡 심함 |
- 전화기 |
| 디지털 전송 | - 코덱을 사용 - 원음만 재생 - 왜곡 현상 방지 |
- PCM | |
| 디지털 신호 | 아날로그 전송 | - 모뎀을 사용 | 모뎀 |
| 디지털 전송 | - DSU를 사용 - 적당한 간격으로 리피터 |
- DSU |
- 아날로그 신호를 디지털 신호로 변화하는 것을 PCM(Pulse Code Modulation)
- 디지털 신호를 디지털로 전송할 때는 DSU(Digital Service Unit) (안정적 + 멀리 보내기)
1-3) 디지털 신호의 장점, 아날로그 신호의 단점
| 디지털 신호 장점 | - 저렴한 비용 - 데이터 무결성의 보장 - 전송 용량의 이용 확대 - 데이터 안정성 |
| 아날로그 단점 | - 유지보수 비용 증가 - 잡음 증폭도 높음 |
※ 정보 전송 방식이란?
1) 정보 전송 부호화
- 정보 전송 부호(Transmission Code)는 송신자와 수신자 상호 간에 규정된 데이터 형태를 약속
- 전송 부호에는 2진 부호, ASCII Code, EBCDIC Code 존재
- 2진 부호는 정보 전송을 두가지 형태(0, 1) 비트
- BCD Code는 2^6 = 64가지 표현
- ASCII Code는 7개의 정보비트 + 1개의 패리티(Parity)비트 (에러)로 총 128개 표현
- EBCDIC Code는 정보 비트가 8비트로 구성된 문자코드를 지원하며 총 256개 표현
2) 직렬 전송과 병렬 전송
2-1) 직렬 전송과 병렬 전송 개요
- 직렬 전송
- 한 문자의 비트를 하나의 전송로를 사용해 데이터를 순차적으로 송신
- 회선이 적고 전송 비용이 적음
- 동기식 전송이며 전송 속도가 느림
- 전송 에러가 적음
- 병렬 전송
- 한 문자의 문자를 여러 개의 전송로로 데이터를 동시에 전송 (회선이 많이 필요)
- 전송 비용이 비교적 많이 발생
- 송수신기가 단순하며 전송 속도가 빠름
- 에러 발생 가능성이 높음
3) 비동기식 전송과 동기식 전송
- 비동기식 전송
- 한 문자 단위로 데이터를 전송하는 방식
- 스타트 비트(Start Bit) & 스톱 비트(Stop Bit)를 사용
- 동기식 전송
- 문자를 블록 단위로 빠르게 전송하는 방식
- 많은 양의 데이터를 전송할 수 있다.
- 문자 동기방식과 비트 동기 방식이 존재한다.
| 구분 | 비동기식 전송 | 동기식 전송 |
| 개념 | - 한번에 한 문자씩 전송 - 한 문자 정송마다 동기화 수행 |
- 데이터를 블록으로 나누어 블록 단위로 전송 |
| 전송 단위 | - 문자 단위의 비트 블록 | - 프레임 |
| 전송 속도 | - 저속 | - 고속 |
| 전송 효율 | - 낮음 | - 높음 |
| 장점 | - 동기화가 단순하며 저렴 | - 원거리 전송에 용이 |
| 단점 | - 문자 사이에 유휴 시간이 발생 | - 고가 |
※ 데이터 통신 방식과 전송 매체란?
1) 교환 회선과 전용 회선
- 정보 전송 회선은 정보를 전송하기 위한 매체
- 교환 회선
- 교환기를 사용해서 데이터를 전환하는 것
- 회선 교환 및 축적 교환으로 나누어짐
- 데이터 양이 적으며 사용자가 많을 때 사용
- 전용 회선 방식
- 정보 송신자와 수신자 간에 직접 전달하는 것
- 일대일로 직접적으로 통신을 수행
- 사용자는 적지만 전송할 데이터 양이 많을 때 사용
2) Point to Point와 Multi Point 개요
- 1) Point to Point 방식
- 송신자는 하나의 통신 회선을 통해서 1대1로 연결하여 데이터를 전송
- 전용 회선을 통해 데이터를 통신하기 때문에 안정적이고 빠르게 데이터를 전송
- 2) Multi Point 방식
- 한개의 회선을 통해서 여러 명의 사용자에게 데이터 전송
- 한개의 회선을 사용하기 때문에 어느 순간에 어느 사용자에게 데이터를 보내야 하는지 결정해야하는데 폴링과 셀렉션 존재
- 폴링(Polling) : 전용 회선에 전송할 데이터가 있는지 주기적으로 검사
- 셀렉션(Selection) : 수신자가 받을 준비가 되어 있는지 확인
3) Point to Point와 Multi Point의 회선 제어 기법
- 1) Point to Point 방식의 회선 제어 기법인 컨텐션(Contention)
- 송신자와 수신자가 한번 연결되면 독점적으로 사용
- 송신 요구를 누가 먼저 했는지에 따라 회선 사용권이 결정
- 2) Multi Point 방식의 회선 제어기법인 폴링과 셀렉션 방식
- 폴링 : 송신자 단말기에서 전송할 데이터가 있으면 전송을 허가하는 방법
- 셀렉션 : 수신자의 단말이가 데이터를 수신받을 준비가 되어 있으면 데이터를 전송하는 방법
4) 회선 제어 단계
- 회선 연결
- 링크 확립
- 메시지 전송
- 링크 단절
- 회선 절단
5) 전송 매체
5-1) 유선 선로
- 1) 트위스티드 페어 케이블 (Twisted Pair Cable)
- 트위스티드 페어는 2개의 구리 선이 서로를 감싸 있는 것으로 전화선으로 사용
- 구성이 용이하고, 비용이 저렴하나, 혼선, 감쇠, 도청이 쉬움
- 2) 등축 케이블 (Coaxial Cable)
- 중앙의 구리선에 플라스틱 전연체로 감싸서 만든것으로 TV수신할 때 사용
- 3) 광섬유 케이블 (Optical Fiber Cable)
- 빛의 전반사 현상을 이용
- 신뢰성이 높고 온도 변화에도 안정적
- 에러율 적음
- 높은 비용에 설치가 어려움
5-1-1) 전송 에러
- 1) 노이즈 (Noise)
- 다소의 왜곡을 포함한 전송 신호
- 불필요한 신호
- 전자레인지, 모니터, 형광등 환경 특성에서 유발
- 2) 감쇠 (Attenuation)
- 전기적 신호가 약해지는 현상
- 3) 혼선 (Crosstalk)
- 통신 품질을 저하시키는 직접적인 영향
※ 변조란?
1) 변조
- 변조(Modulation)는 아날로그 혹은 디지털 신호를 전송할 수 있도록 주파수 및 대역폭을 갖는 신호를 생성하는 과정
- 부호화(Encoding)는 신호를 다른 형태로 변화하는 것
- 디지털 신호를 아날로그 신호로 변조하는 방식은
- 1) 진폭 편이 변조
- 2) 주파수 편이 변조
- 3) 위상 편이 변조
2) 아날로그 변조
- 아날로그 신호(연속적인 변화를 갖는 신호)를 전송하기 위해 고주파 신호와의 조합으로 변환하는 기술을 말함
- 이 경우, 더 멀리, 빠르게, 정확하게 정보를 전달할 수 있음
- 즉, 기존의 아날로그 신호를 전송에 적합한 신호로 변화하는 과정
- 1) 진폭 변조(AM : Amplitude Modulation)
- 2) 주파수 변조(FM : Frequency Modulation)
- 신호의 주파수 대역은 넓어지지만 잡음에 강함
- FM 방송, 지속 데이터 전송용 모뎀 등에 사용
- 3) 위상 변조(PM : Phase Modulation)
- 디지털 전송용 모뎀
- 디지털 무선 전송 등에 사용
3) 디지털 변조
- 디지털 신호를 아날로그 신호로 변조하는 것
3-1) 진폭 편이 변조(ASK : Amplitude Shift Keying)
- 0과 1의 진폭을 적용하여 신호를 변조하는 방법으로 광섬유로 디지털 데이터를 전송
- 장점 : 회로 간단하며 가격이 저렴
- 단점 : 잡음이나 신호의 변동에 약하며 비효율 방법
3-2) 주파수 편이 변조(FSK : Frequency Shift Keying)
- 0과 1의 서로다른 주파수를 사용하여 변조하는 방법으로 비동기식에 사용
- ASK보다 에러에 강하고 회로가 간단
3-3) 위상 편이 변조(PSK : Phase Shift Keying)
- 0과 1의 서로 다른 위상을 적용하여 변조하는 것으로 중속, 고속 동기전송에서 많이 사용
- 장점 : 복잡도가 높은 데이터 전송률이 높아짐
3-4) 직교 진폭 변조(QAM : Quadrature Amplitude Modulation)
- 0과 1의 서로 다른 위상을 적용하여 변조하는 것으로 중속, 고속 동기전송에서 많이 사용
- 장점 : 복잡도가 높은 데이터 전송률이 높아짐
4) 베이스밴드(Baseband)와 브로드밴드(Broadband)
1) 베이스밴드
- 변조하지않고 그대로 전송하는 방식 (별도 모뎀이 필요 없음)
- 데이터 전송 품질이 우수
- 근거리 전송에 많이 사용
1-1) 장점
- 운영 비용이 저렴
- 전이중 방식인 양방향 전송 가능
- 네트워크 구성이 간단하여 통신에 많이 사용
1-2) 단점
- 추가적으로 리피터라는 장치가 필요 (장거리 전송시)
- 통신 잡음에 쉽게 변형됨
2) 브로드밴드
- 디지털 신호를 여러 개의 신호로 변조해서 다른 주파수 대역으로 동시에 전송하는 방식
- 하나의 통신선로에 여러 개의 채널을 사용해서 동시에 전송
- 장거리 전송에 사용
2-1) 장점
- 장거리 전송에 효율적이고 저렴
- 잡음에 의한 신호 감소가 적다
- 다중 채널을 사용
2-2) 단점
- 회로가 복잡해 설치 및 관리가 어려움
- 속도가 느리다
- 단방향 전송이다.
| 구분 | 베이스밴드 | 브로드밴드 |
| 종류 | - 디지털 | - 아날로그 |
| 거리 | - 단거리 | - 장거리 |
| 채널 | - 단일채널 | - 다중채널 |
| 방식 | - 양뱡향 | - 단방향 |
| 용도 | - 데이터 전송 | - 음성, 영상, 데이터 |
| 변복조 | - 없음 | - 필요함 |
| 다중화 | - 시분할 다중화 | - 주파수 분할 다중화 |
5) PCM(Pluse Code Modulation)
1) PCM 변조 개요
- 아날로그 신호를 디지털 신호로 변조하는 것
- 아날로그 신호를 펄스로 변환하여 전송
- 수신측에서 이를 다시 아날로그 신호로 환원
- 고품질의 정보와 다양한 형태의 서비스 가능
- 잡음에 강하며 다중화가 용이함
- 점유 주파수 대역폭이 큰 단점이 존재
2) PCM 변조 과정
- 표본화 : 작은 간격의 직사각형으로 시분할하여 신호를 만듦
- 양자화 : 수량화를 수행
- 부호화 : 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환
- 복호화 : 디지털 신호를 펄스 신호로 변환
- 여과 : 본래의 아날로그 신호로 변환
※ 다중화란?
1) 다중화(Multiplexing) 개요
- 여러 단말장치의 신호를 하나의 통신회선을 통해서 송신하고
- 수신측에서 여러 단말장치의 신호를 분리하여 입출력할 수 있는 방식
- 하나의 통신회선을 사용 (회선과 모뎀을 절약)
1) 주파수 분할 다중화(FDM : Frequency Division Multiplexing)
- 좁은 주파수 대역을 사용하는 여러 개의 신호를 넓은 주파수 대역을 가진 하나의 전송로를 사용해서 전송
- 주파수 대역을 여러 개의 독립된 저속 채널의 집단으로 분리
- 사용자는 채널을 점유
- 보호대역은 채널 간의 완충 지역으로 불필요하게 대역폭을 낭비
2) 시분할 다중화(TDM : Time Division Multiplexing)
- 타임슬롯이라는 일정한 시간폭으로 나누어서 일정한 크기의 데이터를 채널 별로 전송하는 방법
- 고속 전송이 가능
- 포인트 투 포인트 방식에 주로 사용
3) 역다중화(Demultiplexing)
- 하나의 신호를 2개의 저속 신호로 나누어서 전송
- 하나의 채널이 고장나도 50% 속도로 계속적으로 진행 가능
- 두 개의 음성 회선을 사용해서 광대역 통신 속도를 얻을 수 있음
4) 파장 분할 다중화(WDM : Wavelength Division Multiplexing)
- 광섬유를 사용해서 하나의 선로에 8개 이하의 신호를 중점에서 전송
2) 집중화기(Concentrator)
- 여러 개의 입력회선을 n개의 출력 회선으로 집중화하는 장치
- 입력 회선의 수는 출력 회선의 수보다 같거나 많음
- 집중화기는 하나의 고속 통신회선에 여러 개의 저속 통신 회선을 접속하기 위해서 사용
1) 집중화기 특징
- 고속 회선을 사용
- 동적인 시간을 할당
- 입출력 각각의 대역폭이 다름
- 구조가 복잡하고 불규칙한 전송에 사용
'Network > 네트워크 관리사' 카테고리의 다른 글
| TCP/IP : Section 1 OSI 7계층 (7) | 2023.03.08 |
|---|---|
| 네트워크 일반 : Section 4 광대역 기술 (0) | 2023.03.07 |
| 네트워크 일반 : Section 2 근거리 통신 기술이란? (0) | 2023.03.02 |
| 네트워크 일반 : Section 1 네트워크 개요란 (0) | 2023.03.02 |