정보통신 : 기술 면접 준비 2 신호 변환, 아날로그 전송, 디지털 전송, 통신 회선망

자 오늘은 정보통신 관련 : 신호 변환, 아날로그 전송, 디지털 전송, 통신 회선망에 대하여 공부하여보자.

그루케 어렵지 아누니까누 촌촌히 정도크 부탁드리미다.

 

 

신호 변환 장치

 

정보 전달을 위해 송신특과 수신측에서 사용되는 장치는 아래와 같다.

DCE 부분을 아래와 같이 4가지 장치로 나눠 볼 수 있다.

모뎀(Modem) - 디아디

• 디지털 정보를 아날로그 정보로 변환(변조, Modulate) 후 송신

• 수신한 아날로그 정보를 디지털 정보로 복원(복조, Demodulate) 

 

DSU(Digital Service Unit) - 디디디

• 디지털 정보에 대한 형식(format)을 변환

• 고속용으로 CSU(Channel Service Unit)가 사용됨 

 

코덱(CODEC) - 아디아

• 아날로그 정보를 디지털 정보로 변경(Coding) 후 송신

• 수신한 디지털 정보를 아날로그 정보로 복원(Decoding) 

 

전화기(Telephone) - 아아아

• 아날로그 신호를 다른 형식(증폭 등)으로 변환

 

 

 

여기서 부터는 조그무 어려운 개녀무기 때무네 아래 미디어를 한번쯤 보구 나서 다시 오는게 좋다구 생각크 합니다.

 

번역: 아래 개념을 이해하기 전에 맛보기로 기초를 다지고 흥미를 느낀다음 접근 하는 것이 좋을 듯해서 설명이 잘된 영상을 준비 했다.

 

 

 

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위에서는 장치들을 알아 보았으니 실제 전송을 어떻게 하는지 아날로그와 디지털 전송 기법에 대하여 알아보자

 

먼저 아날로그 전송을 하는데 있어서 사용 되는 기법에 대하여 알아보자 

 

아날로그 전송 방법

 

종류 

• ASK (Amplitude Shift Keying, 진폭 편이 변조)  : 쉽게 이해하면 파도가 위 아해 얼마나 크고 낮은지
• FSK (Frequency Shift Keying, 주파수 편이 변조) : 파도가 얼마나 빠르게 천천히 오는지 
• PSK (Phase Shift Keying, 위상 편이 변조)  : 0과 1을 가지고 아날로그 위치에 따른 좌표 값 던진다 생각
• QAM (Quadrature Amplitude Modulation, 진폭 위상 변조, 직교 위상 변조) : 위에 것을 mix 

 

 

디지털 전송 방법

 

종류 

• 단극 RZ(Return to Zero) 
• 양극 NRZ(None Return to Zero) 
• 바이폴라(Bipolar)
• 맨체스터(Manchester)
•  

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코덱(CODEC) - 아디아 : 에 대하여 좀더 살펴보자 

 

CODEC(Coder/DECoder)

• 아날로그 데이터를 전송하기 위해 디지털 신호로 변환하여 송신 -> Coder
• 디지털 신호를 수신하여 아날로그 데이터로 복원 -> Decoder 
• PCM(Pulse Code Modulation)과 DM(Delta Modulation)이 있음

PCM 순서 

1. 표본화(Sampling)

2. 양자화(Quantization)

3. 부호화(Encoding)

4. 복호화(Decoding)

5. 여파화(Filtering)

 

 

PCM 기타 

 

• Nyquist 정리
  •  어떤 신호의 최고 주파수(frequency)에 대하여 최소 2배 이상의 간격으로 채집된다면 원래의 신호와 근접한 값을 얻을 수 있음을 증명
  • – 예: 4,000Hz의 신호 파형을 복원하기 위해서는 최소 8,000Hz의 샘플링이 필요 

 

• 표본당 전송 비트(N)
  • 양자화 스텝(Step)이 S 일 때, – 예: 양자화의 값이 16스텝으로 구분되면 4의 비트 수가 필요

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데이터 전송 형태

 

데이터 전송형태에 대한 전반적인 이해를 해보자.

이 부분을 좀더 자세히 알아보자  모뎀 뿐만 아니라 항상 다른 장치 또한 공통적인 개념인것을 인지 해야 한다.

 

 

 

위와 같이 전송모드는 직렬과 병렬로 나뉜다는 것을 알 수 있었다 그렇다면

이번에는 전송 방향에 대하여 알아보자

 

전송방향

 

단방향 전송(Simplex)

• 데이터를 한쪽 방향으로만 전송 가능

• 단말기에서 컴퓨터 방향으로만 데이터를 전송

• 예: 라디오 방송, 공중파 TV 방송, GPS, 무선호출기 등

 

반이중 양방향 전송

• 양방향데이터 전송이 가능

• 시간을 나누어 지정된 시간에는 한 방향으로만 데이터를 전송

• 동시에 양방향으로는 전송 불가

• 예: 무전기(워키토키)

 

전이중 양방향 전송

• 데이터를 동시에 양방향으로 전송이 가능

 

동기형식

비동기

• 비정기적인 데이터 전송

• 송신할 데이터가 있을 때 전송

• 주로 이벤트 데이터 전송에 활용

• 예: 키보드 입력, 마우스 입력 등 

 

동기

• 정기적(주기적)인 데이터 전송

• 시간을 분배하여 할당된 시간에 데이터를 전송

그렇다면 우리는 데이터가 어떻게 전송되는지를 알아 보았기 때문에 전송효율에 대하여 알아볼 필요가 있다.

 

 

전송 효율 

• 목적 데이터를 전달 하는데 있어서, 부가적인 정보들을 제외한 나머지의 비율 
• 전송 효율이 높을 수록 좋음 
• 전송 비트: 정보 비트 + 제어 비트(동기 문자, 오류 검출 비트 등) 

 

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이제 우리는 데이터 전송을 위한 통신 회선망들이 어떤식으로 이루어져 있는지 살펴볼 필요가 있다.

통신 회선망

• 통신회선(Wire) + 망(Network) : 단말기를 컴퓨터(데이터 처리계)와 서로 결합한 형태 
• 단말기 및 컴퓨터들을 망에서는 노드(node)로 부름 
• 토폴로지(Topology) : 노드 간 연결 구조

 

쉽게 아래와 같은 구조들이 즉 DTE , DCE, 서버가 이렇게 1대1이 아니고 여러개가 있을때 어떤식으로 구조화 되어 있는지 살펴 본다고 생각하자.

 

분류

• 성형(Star, Point-to-Point) 
• 멀티 드롭형(Multi-drop, Bus) 
• 루프형(Loop, Ring) 
• 트리형(Tree)
• 망형(Mesh) 
• 교환형(Switch Type)

 

성형(Star, Point-to-Point)

• 두 개의 컴퓨터가 하나의 회선을 통해 연결된 방식
• 하나의 중앙 분리기를 중심으로 다른 노드들이 연결 
• LAN(Local Area Network, IEEE802.3)에서 가장 많이 사용하는 구조
  •  허브(hub)나 스위치가 이러한 역할을 함 => 고비용 발생 

 

장점:

• 고속의 네트워크에 적합

• 노드 추가가 쉽고 에러 탐지가 용이

• 노드에 장애가 발생해도 네트워크는 사용이 가능 

 

단점:

• 중앙 분리기가 고장이 나면 전체에 영향이 있음

• 설치 비용이 고가이고 노드가 증가하면 네트워크 복잡도가 올라감

 

 

멀티 드롭형(Multi-drop, Bus) 

• 하나의 통신회선을 모든 노드들이 공유
• 끝 단에 신호 반사를 막기 위해 터미네이터(Terminator)를 사용
• 예: IEEE 802.4 (토큰 버스)
• LAN에서 일반적으로 사용

 

장점:

• 설치비용이 적고 신뢰성이 우수

• 구조가 간단 • 버스에 노드 추가가 쉬움

 

단점:

• 전송되는 데이터가 많으면 병목현상이 발생 (하나 끝날때 까지 대기해야 함)

• 장애 발생시 전체 네트워크에 영향을 줌

 

 

루프형(Loop, Ring) 

• 인접해 있는 정보 단말기가 연결된 구조 
• LAN에서 일반적으로 사용 
• 토큰링(Token Ring)에서 사용
  • IEEE 802.5 (토큰링)

 

장점:

• 노드의 수가 증가 되어도 데이터 손실이 없음

• 충돌이 발생하지 않음

• 경제적인 네트워크 구성이 가능 

 

단점:

• 네트워크 구성의 변경이 어려움

• 회선에 장애 발생 시 전체 네트워크를 사용할 수 없음

 

 

트리형(Tree)

• 트리 구조 형태로 정보 통신망을 구성하는 방식 
• 정보 단말 장치를 추가하기 쉬운 구성 

 

장점:

• 네트워크 관리가 쉽고 확장이 편리

• 네트워크의 신뢰도가 높음

 

단점:

• 특정 노드에 트래픽이 집중화 되면 네트워크 속도가 떨어짐

• 병목 현상이 발생할 수 있음

 

망형(Mesh) 

• 주로 정보통신 네트워크에서 사용
  • 인터넷에서 흔히 사용하는 구조 
• 하나의 통신회선이 고장이 나더라도 다른 회선을 통해 통신이 가능 
• 원활한 데이터 통신과 불필요한 데이터의 소거를 위해서는 적절한 라우팅 기법과 주소 체계가 필요함 
• 회선의 교환은 라우터(router)에서 수행 

 

장점:

• 다중화 회선을 통해 장애 발생에도 내성이 강함

• 많은 양의 데이터 송수신이 가능

 

단점: 

•고가의 네트워크 구축 비용

• 운영 비용이 비쌈