Transcript 데이터통신정리(1~5장)

Chapter 1
Introduction
컴퓨터교육과
2004051027 박용민
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Comedu 2004051027 박용민
Chapter 1. Data flow (simplex, half-duplex, and full-duplex)
단방향 방식
Ex) 모니터 출력
반이중 방식
Ex) 무전기, 라디오
전이중 방식
Ex) 전화(폰)
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Chapter 1. Types of connections: point-to-point and multipoint
Categories of topology
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Chapter 1. A fully connected mesh topology (five devices)
그물형(Mesh)
모든 장치와 전용의 점대점 링크
링크 수 : n(n-1)/2 개
장치별 I/O포트 수 : n-1개
장점 : * 전용선 → 통신량 문제X
* 안전성이 높다
* 비밀유지, 보안
* 결함의 식별, 분리가 용이
단점 : * 설치와 재구성이 어렵다
* 실제 필요한 용적이(전선의 용적)
가용 용적보다 커질 수 있다.
* I/O포트와 전선에 엄청난 비용이
들 수 있다
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Chapter 1. A star topology connecting four stations
* 스타형(Star)
허브(Hub)라 불리는 중앙제어장치와
전용 점 대 점 링크
자료를 먼저 제어장치에 보내고,
제어장치는 그 자료를 연결되어 있는
다른 장치로 중계
장점 : * Mesh형 보다 비용이 적게 든다
* 설치와 재구성이 용이
* 이동과 삭제가 용이
* 안전성
* 결함의 식별, 분리가 용이
단점 : * Hub와 연결되어 있음으로
Tree형, Bus형, Ring형보다
많은 케이블 연결이 필요
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Chapter 1. A bus topology connecting three station
* 버스형(Bus)
다중점 형태, 하나의 긴 케이블이 네트워크상의 모든 장치를 연결하는 중추 네트워크 역할
Tap과 Drop line에 의해 케이블에 연결된다.
장점 : * 설치가 쉽다
* 적은 양의 cable 사용
단점 : * 재구성 및 결함분리가 어렵다.
* Bus cable 결함 및 파손 → 모든 전송 중단
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Chapter 1. A ring topology connecting six stations
* 링형(Ring)
각 장치는 자신의 양쪽에 있는 장치와 전용으로 점 대 점 회선 구성
신호는 한 방향으로만 링을 따라 흐름
각 장치는 Repeater(중계기)를 통해, 다른 기기가 보낸 신호를 재생하여 전달
장점 : * 설치, 재구성 용이
* 결함분리 쉬움
단점 : * 링의 결함 → 전체 네트워크 사용 못함 (단방향 통신 이므로)
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Chapter 1. Network Topology
Hybrid
Hybrid
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Chapter 1. Standard Organization
ISO
International Standardization Organization

지적 활동이나 과학·기술·경제활동 분야에서 세계 상호간의 협력
을 위해 1946년 설립한 국제기구.
설립연도

1947년 2월 23일
목적

지적활동, 과학, 기술, 경제활동 분야에서 세계 상호간의 협력 발
전
주요활동

공업규격 조정, 통일, 물자 및 서비스의 국제적 교류 원할
가입국가

139개 회원국(2002)
본부소재지

스위스 제네바
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Chapter 1. Standard Organization
ITU
International Telecommunication Union (국제전기통신연합)

CCITT의 후신
CCITT (Consultative Comittee on International Telegaphy and
Telephony)





CCITT는 ITU의 산하기관으로 몇 개의 연구그룹으로 나뉘어 전화와 전신
에 관한 여러 측면에서의 권고안을 제정
1947년 전기통신, 전파통신, 위성통신, 방송 등의 국제정보통신 분야를
총괄하는 국제연합(UN: United Nations)에서의 전문기구로 그 위상을 정
립
1865년 유럽국가들을 중심으로 유선전신에 관한 국제협력을 위해 설립.
이후 무선기술의 발달로 인해 유·무선 통신을 포괄적으로 취급
1992년 추가전권위원회를 개최하여, 급증하고 있는 국제 및 지역기구들
가운데 주도적 역할을 하기 위해 국제전기통신헌장과 협약을 대폭 개편
하여 이를 준수
1993년 3월 1일 ITU로개명
회원국 및 본부


1996년 6월 현재 185개 회원국들이 참여, 우리나라는 1952년 ITU에가입
스위스 제네바
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Chapter 1. Standard Organization
ITU
목적
모든 종류의 정보통신을 개선하고 합리적으로 이용하기 위해 ITU의 모든 회원국들 사이에
국제적인 협력을 유지하고 증진함

정보통신분야에 있어서 개발도상국들에 대한 기술지원을 장려 및 제공하며 이를 이행하는데 필요한
물질적 및 재정적인 재원의 조달을 촉진함

정보통신 업무의 효율성 제고 및 이용 확대, 그리고 이러한 업무가 일반 대중에게 가능한 쉽게
활용될 수 있도록 기술적 설비들을 개발하고, 이들 설비들이 최적으로 운용될 수 있도록 촉진함

전세계 모든 사람들에게 새로운 정보통신 기술의 혜택이 확대되도록 노력함

평화적 국제관계를 강화시키기 위해 정보통신 업무의 이용을 증진함

상기목적들을 달성하기 위하여 회원국들의 활동을 조화시킴

범세계적인 차원에서 전기통신 문제를 해결하기 위하여 국제적/지역적 정부간 기구뿐만 아니라
민간기구까지 광범위한 협력을 도모함
주요업무

국가간의 유해한 전파간섭을 방지하기 위하여
효율적인 주파수 스펙트럼 분배 및 할당 주파수 등록, 정지위성궤도의 위치 등록

국가간의 유해한 전파간섭 방지를 위한 조정, 주파수 이용 개선 및
정지위성궤도 이용개선에 따른 국가간 분쟁조정

범세계적인 전기통신 표준화 추진

개발도상국의 전기통신설비 구축 및 개선을 위해 필요한 기술 및 설비의 국제적인 지원을 도모

우주기술을 사용하는 각종 통신시설 개발을 조정

효율적인 통신서비스를 보장하는 최소한의 수준에서
전기통신요금을 설정토록하기 위하여 회원국간의 협력을 촉진

전기통신업무의 협력을 통하여 인명안전을 보장할 수 있는 수단 확보를 도모

전기통신에 관한 연구, 규칙 개정, 결의 채택, 권고 및 의견 작성, 정보의 수집 및 발간

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Chapter 1. Standard Organization
ISO/IEC JTC1
ISO/IEC Joint Technical Committee
정보처리시스템에 대한 국제표준화 활동(ISO/TC97)과
정보기기에 대한 국제표준화 활동(IEC/TC83)을 통합하여 구성된
정보기술분야의 국제표준화 활동을 위한 공동기술위원회
ISO, IEC간 정보기술 분야의 상호 협력적인국제표준화 추진을
목적으로 1987년에 설립
ISO/IEC JTC1표준은

표준화 추진으로 편의를 기대하는 당사자(공급자, 사용자,정부 등)가
재료의 선정과 분류, 제품의 제조, 서비스의 제공에 있어
정합성을 가지고 적용되어야 할 규격에 대한 협정
IEEE
(Institute of Electrical and Electronics Engineers
ANSI의 회원이며 직업적인 학회로서 IEEE 802 표준 위원회에서는
근거리 통신망(LAN)에 관한 표준화를 추진하고 있다.
근거리 통신망에서의 표준화는 ISO의 OSI 참조 모델의
하위 2계층만을 대상으로 한다.
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Chapter 1. Standard Organization
3GPP (3rd Generation Partnership Project)
3세대 GSM 네트워크 및 이를 기초로 한 W-CDMA 접속기술과
단말기 등 세부규격서 작성을 위해 ETSI, ARIB/TTC, T1, TTA가 결성
IETF [ Internet Engineering Task Force ]
인터넷 표준규격을 개발하고 있는 미국 IAB(Internet Architecture
Board) 산하의 조사위원회.
분야 : 정보과학
설립연도 : 1986년 1월
소재지 : 미국
설립목적 : 인터넷의 원활한 실행
주요업무 : 인터넷 표준규격 제정
RFC(Request For Command)?

IETF라는 국제적인 모엠에서 인터넷에 대한 기술적인 정보를
체계적으로 정리해 만들어 놓은 문서를 보통 말한다.
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Chapter 1. Standard Organization
EIA
Electronic Industries Association
1924년 RMA(Radio Manufacture Association)란 이름으로
창설된 이후 EIA로 개편
기술위원회 TR-30(Data Transmission)


데이터통신의 표준에 대해서는 이 담당
2개의 보조위원회로 구성


TR-30.1은 신호품질
TR-30.2는 디지틀접속부분

RS-232 접속규격 개발(1962년)
FTSC
Federal Telecommunication Standards Committee
역할

미연방정보의 표준안을 국내 및 국제표준안과 비교 확인하는 업무
구성



변복조기표준안(FED-STD-1005,FED-STD-1006등)을 개발
시스템의 성능을 평가하기위한 파라메터와 관련된 작업
FIPS데이터 암호화 알고리즘에 관한 표준안을 개발
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Chapter 1. Standard Organization
ANSI
American National Standard Institute
목적

미국내에서 공업 표준을 확립
비영리, 비정부 조직의 기구
역할



표준화 정책 결정에 영향력을 행사
ISO의 미국대표
IEC(International Electrotechnical Commission:국제전기표준회의)의 일원
소재

미국 워싱턴 본부
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Chapter 1. Standard Cartegory
De Facto Standard
사실표준
표준화 기관 등과 같은 특정기관에 의해 표준으로 정해지지
않았으나, 시장에서 실질적으로 사용되어 시장원리에 의해 인
정된 표준
USB, IEEE1394
De Jure Standard
공적표준, 법적표준
ISO 등과 같은 표준기구에 의해 권고한 표준
ETC
표준권고안 vs 지식재산권
표준화의 중요성
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Chapter 2
Network Models
Chapter 2. Seven layers of the OSI model
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Chapter 2. Physical layer
* 물리층 (physical layer) : 개별 비트들을 한 노드에서 다음 노드로 전달하는 책임을 갖는다.
-
인터페이스와 매체의 물리적 특성 : 장치와 전송 매체간의 인터페이스 특성을 규정, 전송매체의 유형에 대해서도 규정
비트의 표현 : 부호화의 유형을 규정(0과 1을 신호로 변환)
데이터 속도 : 신호가 유지되는 비트의 주기를 규정
비트의 동기화 : 송신자와 수신자의 비트 동기화
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Chapter 2. Data Link layer
* 데이터 링크층 (data link layer) : 한 노드에서 다른 노드로 프레임을 전송하는 책임을 갖는다.
- 프레임 구성 : 네트워크층으로 부터 받은 비트 스트림을 프레임(frame)이라는 데이터 단위로 나눈다.
- 물리주소 지정 : 송신자(source address, 발신지 주소) 와 수신자(destination address, 목적지 주소)의
물리주소(physical address)를 나타내는 정보를 프레임 헤더에 추가한다.
- 흐름 제어 : 수신자 데이터 전송률과 송신자 데이터 전송률을 맞춰 수신자 수신초과 방지
- 오류 제어 : 손상 및 누락 프레임 발견 → 재전송 요청, 물리층의 신뢰성을 높임. 중복 방지
프레임의 끝에 추가된 트레일러를 통해 이루어 짐
- 접근 제어 : 둘 이상의 장치가 같은 링크에 연결 → 장치 결정 (hop-to-hop, node-to-node)
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Chapter 2. Network layer
* 네트워크층 (netwrok layer) : 발신지로부터 최종 목적지로 패킷을 전달하는 책임을 갖는다.
- 논리주소 지정 : 물리주소는 네트워크 내부적인 주소인데 반하여, 논리주소는 네트워크 외부의 주소로
발신지와 목적지의 논리주소(logical address)를 헤더에 추가한다.
- 라우팅 : 네트워크와 네트워크 간 패킷이 최종 목적지에 전달 될 수 있도록 경로 지정, 교환 기능 제공
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Chapter 2. Transport layer
* 전송층 (transprot layer) : 하나의 프로세스로 부터 다른 프로세스로 메시지를 전달하는 책임을 갖는다.
- 오류제어와 흐름제어를 발신지 대 목적지 수준에서 감독하며 전체 메시지가 완전하게 바른 순서로 도착하는 것을 보장
- 포트 주소지정 : 포트주소(prot address) 지정으로 네트워크층은 각 패킷을 정확한 컴퓨터에 전달하고,
전송층은 전체 메시지를 해당 컴퓨터의 정확한 프로세스에 전달
- 분할과 재조립 : 메시지→세그먼트 단위 분할→ 각 세그먼트별 번호 부여 → 목적지에서 재조립(손실된 패킷 발견 가능)
- 연결제어 : 비연결 전송층 : 독립된 패킷으로 분할, 전송
연결 지향 전송층 : 패킷 전송 전 먼저 목적지 시스템의 전송층과 연결 설정, 모든 전송 후 연결 종료
- 흐름제어 : 종단 대 종단 흐름제어
- 오류제어 : 종단 대 종단 오류제어, 송신하는 전송층이 전체 메시지를 오류 없이 수신하는 전송층에 도착하도록 제공
오류교정은 항상 재전송을 통해 이루어 짐.
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Chapter 2. Session layer / Presentation layer
* 세션층 (session layer)
통신 시스템 사이에서 상호 연결을 정하고
유지하며 동기화 하는 책임을 갖는다.
* 표현층 (presentation layer)
통역, 번역, 암호화, 압축하는 책임
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Chapter 2. Application layer
* 응용층 (Application layer) : 사용자에게 서비스를 제공하는 책임을 갖는다.
-
우편 서비스 : 전자우편의 전달과 저장을 제공
파일 접근, 전송 및 관리(FTAM) : 로컬과 원격간 파일의 접근, 제거, 관리 및 제어를 제공
원격 로그인 : 원격 컴퓨터에 접근하여 자원에 접근할 수 있다.
www 접근 : 웹에 접근
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Chapter 2. OSI 7 Layers & Internet Layers
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Chapter 2. TCP/IP and OSI model
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Chapter 2. TERMS
SCTP : Stream Control Transmission Protocol(스트림 제어 전송 프로토콜). SIGTRAN(Signaling Transport)을 구성하는
요소의 하나로, IP 네트워크로 PSTN 시그널링 메시지를 전송하기 위한 프로토콜
ICMP : Internet Control Message Protocol(인터넷 제어 메시지 프로토콜). RFC 792로 공식적으로 발표.
오류를 보고하고 IP 패킷 프로세싱과 관련된 다른 정보를 제공하는 네트워크 계층 인터넷 프로토콜.
IGMP : Internet Group Management Protocol(인터넷 그룹 관리 프로토콜)의 약어.
IP 호스트가 멀티캐스트 그룹 멤버십을 인접 멀티캐스트 라우터로 보고하는데 사용.
RARP : Reverse Address Resolution Protocol(역방향 주소 분석 프로토콜)의 약어.
MAC 주소를 기초로 IP 주소를 찾아내는 방법을 제공하는 TCP/IP 스택의 프로토콜.
ARP : Address Resolution Protocol(주소 분석 프로토콜)의 약어.
IP 주소를 MAC 주소로 맵핑하는데 사용되는 인터넷 프로토콜. RFC 826에 정의
SMTP : Simple Mail Transfer Protocol(단순형 메일 전송 프로토콜). 전자우편 서비스를 제공하는 인터넷 프로토콜.
FTP : File Transfer Protocol(파일 전송 프로토콜)의 약어. 애플리케이션 프로토콜.
네트워크 노드 사이에서 파일을 전송하는데 사용되는 TCP/IP 프로토콜 스택의 일부. FTP는 RFC 959에 정의
HTTP : Hypertext Transfer Protocol(하이퍼텍스트 전송 프로토콜)의 약어.
웹 브라우저와 웹 서버가 텍스트 파일이나 그래픽 파일과 같은 파일을 전송하는데 사용하는 프로토콜
DNS : Domain Name System(도메인 이름 시스템)의 약어.
네트워크 노드의 이름을 주소로 변환하기 위해 인터넷에서 사용하는 시스템.
SNMP : Simple Network Management Protocol(단순형 네트워크 관리 프로토콜)의 약어.
TCP/IP 네트워크에서 거의 전용으로 사용되는 네트워크 관리 프로토콜. SNMP는 네트워크 장치를 모니터하고
제어하는 수단이 되며, 환경 설정, 통계 자료 수집, 수행성능, 보안 기능 등을 관리하는 수단도 된다.
TELNET : TCP/IP 프로토콜 스택에 포함된 표준 터미널 에뮬레이션 프로토콜. 텔넷은 원격 터미널 연결을 위해 사용.
이것을 이용하면 사용자들이 원격 시스템으로 로그인해 리소스를 마치 로컬 시스템에 연결돼 있는 것처럼
사용할 수 있다. 텔넷은 RFC 854에 정의돼 있다.
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Chapter 2. Relationship of layers and addresses in TCP/IP
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Part 2.
Physical Layer
Chapter 3
Data and Signals
Chapter 3. TERMS
Signal
통신로를 통하여 정보를 전송할 때 정보의 물리적 형태, 시계
열(time series), 음성 등 시간 함수적 특성이나 화상 등의 공
간 도형적 특성을 이용하여 이에 대응되도록 변환된 전압, 전
류 또는 빛.
통신회선의 단말장치나 교환국으로부터 상대방 단말 장치나
교환국을 불러내기 위하여 교류나 직류 전류를 송출하고 수신
측에서 그것을 받아 벨이나 램프, 표시기 등으로 표시하는 것.
형태, 색깔, 소리 등으로 열차나 차량에 일정 구역 내를 운전
할 조건을 지시하는 것.
Data
정보를 작성하기 위해 필요한 자료
컴퓨터에 입력하는 기호 ·숫자 ·문자
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Chapter 3. Frequency and Fourier analysis
* 주기와 주파수는 서로 역의 관계이다.
Table 3.1 주기와 주파수 단위
* Fourier analysis(푸에리 해석)
임의의 복합신호는 서로 다른 주파수, 위상, 진폭을
갖는 단순 Sine wave의 조합으로 나타낼 수 있다.
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Chapter 3. Frequency / Amplitude / Degrees
* 주파수는 시간에 대한 신호의 변화율이다.
* 위상은 시각 0시에 대해
- 짧은 시간 내의 변화는 높은 주파수를 의미한다.
파형의 상대적인 위치를 기술해 준다.
- 긴 시간에 걸친 변화는 낮은 주파수를 의미한다.
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Chapter 3. The time domain and frequency domain of three sine waves
The frequency domain is more compact and useful
when we are dealing with more than one sine wave.
Figure 3.8 shows three sine waves, each with different amplitude and frequency.
All can be represented by three spikes in the frequency domain.
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Chapter 3. The bandwidth of periodic and nonperiodic composite signals
Bit invertal(비트간격)
* 비트간격(bit interval)
* 대역폭(Bandwidth)은 전송매체의 특성
- 하나의 단일비트를 전송하는데 드는 시간
- 전송매체가 성공적으로 통과시키는
* 비트율(bit rate)
최고 주파수와 최저 주파수의 차이다.
- 시간당 비트 간격의 개수(1초동안 전송된 비트수)
* 대역폭 = 최고주파수 - 최저주파수
- 단위 : bps (bits per second)
* 비트간격 = 1 / 비트율
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Chapter 3. Impairment Causes
2. 일그러짐, 왜곡(Distortion)
감쇄
일그러짐(왜곡)
잡음
1. 감쇄(Attenuation)
* 왜곡 : 신호의 모양이나 형태의 변화
- 반대되는 신호를 발생시키거나 다른 주파수의 신호를 만듬
3. 잡음(Noise)
* 감쇄 : 에너지의 손실을 의미
- 신호가 매체를 이동할 때 매체의 저항을
이겨내기 위한 에너지 손실
dB = 10 log10 ( P2 / P1 )
P2 , P1 : 점1과 점2의 신호의 전력
* 잡음
- 열잡음 : 임의의 신호가 생성된 전선에 있는 전자의 임의의 움직임
- 유도된 잡음 : 모니터나 기구와 같은 원천에서 발생
- 혼선 : 전선이 다른 것에 미치는 효과
- 충격잡음 : 전선에서 발생하는 스파크나 빛 등에 의한 잡음
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Chapter 4
Digital Transmission
Line Cording(회선코딩) : 2진데이터 → 디지털 신호
Sampling(샘플링) : 아날로그 데이터 → 디지털 신호
Block Cording(블록코딩) : 회선코딩의 효율 증가
Chapter 4. Signal level versus data level
* 직류성분
* 신호준위, 데이터 준위
* 자기동기화
* 펄스 전송률 (pulse rate)
- 초당 펄스의 수
- 펄스 : 하나의 심벌을 전송하기 위한
필요한 최소한의 소요시간
* 비트 전송률 (bit rate)
- 초당 비트의 수
펄스전송률
= 1 / 펄스시간
* 비트 전송률 = 펄스전송률 X log2L
(L : 신호의 데이터 준위 개수)
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Chapter 4. Line coding schemes
* 단극형 부호화 (Unipolar) : 오직 한 준위의 값만 이용
- 장점 : 단순, 저렴
- 단점 : 직류성분, 동기화 부재
* 극형 부호화 (Polar) : 양과 음의 두가지 준위 사용
- 회선의 평균 전압 준위를 감소시킴
- 단극형 부호화의 직류 성분 문제 완화
* 양극형 부호화 (Bipolar) : 양, 음, 영 세가지 준위를 사용
* 단극형 부호화 (Unipolar) : 오직 한 준위의 값만 이용
- 장점 : 단순, 저렴
- 단점 : 직류성분, 동기화 부재
NRZ-L : Non-Return-to-Zero-Level
NRZ-I : Non-Return-to-zero Inversion
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Chapter 4. Polar NRZ-L and NRZ-I schemes
* NRZ-L (Nonreturn to Zero Level)
- 신호의 준위는 비트의 상태에 따라 좌우된다.
- 양전압이 0, 음전압이 1 (또는, 양전압이 0, 음전압이 1)
- 0 또는 1의 긴 스트림 발생 : 동기화 문제 발생
* NRZ-I (Nonreturn to Zero Invertion)
- 전압준위의 반전이 비트 1을 나타낸다.
(1을 만나면 신호가 반전된다.)
- 신호의 양/음에 따라 임의로 1 또는 0을 지정해 준다.
* RZ (Return to Zero)
- 신호가 매 비트 구간동안 바뀜
- 각 비트 간격의 반이 지나고 나면 신호는 0으로 돌아옴
- NRZ-L과 같이 양전압 1, 음전압 0 (또는 양전압0,음전압1)
- 단점 : 너무 많은 대역폭(bandwidth)를 차지
(한 비트를 부호화 하기 위해 두번의 신호 변화가 필요)
* NRZ-L에 비하여 NRZ-I가 우수한 이유
- 비트 1을 만날 때 마다 신호가 변하기 때문에
동기화를 제공해 줄 수 있음.
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Chapter 4. Polar biphase: Manchester and differential Manchester schemes
* Manchester
- 동기화와 비트 표현을 위해 비트 중간 지점에서
신호 전이를 사용한다.
- 오직 두 준위의 진폭을 사용하여
RZ와 같은 수준의 동기화를 달성
* Differental Manchester
- 비트 간격 중간지점에서 반전은
동기화를 위해 사용된다.
- 비트의 시작점에서의 반전 : 0
반전된 것과 반대의 모양 : 1
- 1을 만나면 모양이 바뀐다.
(경계선에서 전이가 일어나지 않는다)
- 2진수 0을 표현하는데 두번의 신호 변화 요구
2진수 1을 표현하는데 한번의 신호 변화 요구
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Comedu 2004051027 박용민
Chapter 4. Bipolar AMI encoding
* Bipolar AMI (Alternate mark Inversion)
- 교대로 나타나는 반전되는 1을 의미
- 중립의 zero 전압은 2진수 0을 나타내고
2진수 1은 교대되는 양과 음의 전압에 의해 표현
* MLT-3 (Multiline Transmission Three Level)
- NRZ-I와 유사하나 세개의 신호준위 사용
- 1이 시작할 때 level 이 바뀌고
0 비트가 시작할 때는 바뀌지 않는다
* 2B1Q (2 binary, 1 quaternary)
- 네개의 전압 준위를 사용
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Comedu 2004051027 박용민
Chapter 4. Summary of line coding schemes
Table 4.1 Summary of line coding schemes
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Comedu 2004051027 박용민
Chapter 4. Sampling
PAM / PCM
* Sampling
- 2진 데이터 신호를 디지털 신호로 바꾸는데 사용
- PAM 과 PCM 방식이 사용
* 펄스 진폭 변조(PAM)는 약간의 응용이 있긴 하지만 그 자체로는 데이터 통신에 사용되지 않는다.
하지만 펄스 코드 변조(PCM)라 불리는 매우 널리 쓰이는 다른 부호화 방식의 첫 단계가 된다.
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Chapter 4. Quantized PAM signal
* 펄스 코드 변조 (PCM, pulse code modulation)
1. PAM 펄스를 정량화 한다.
2. 부호와 크기를 이용한 정량화
3. 2진 신호로 변환(디지털대 디지털 부호화)
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Chapter 4. Nyquist theorem
나이퀴스트 정리에 의하면
표본채집률(sampling rate)은 최소한 최고주파수의 두 배가 되어야 한다.
표본간격 =
1
표본채집률
* 표본채집율(sampling rate) = 2 X 최고주파수(frequency)
* 비트율(bit rate) = 표본채집율 X 표본당 비트 수
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Chapter 4. Data transmission
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Chapter 5
Analog Transmission
Chapter 5. Digital-to-analog modulation
* 아날로그 전송
- ASK(Amplitude Shift Keying) :
- FSK(Frequency Shift Keying) :
- PSK(Phase Shift Keying) :
- QAM(Quadrature Qmplitude Modulation) :
* bit rate / baud rate / bandwidth 관계(유추)
- 승객 : bit rate
- 자동차 : baud rate
- 도로의 넓이 : bandwidth
* Bit rate(비트율) & Baud rate(보오율)
- bit rate : 초당 전송되는 비트의 수
- baud rate : 그 비트들을 표현하는데 필요한 초당 신호단위의 수
- 즉, 대역폭을 결정 짓는 것은
비트의 수가 아니고, 보오의 수이다.
* 보오율 = 신호 요소의 수
* 비트율 = 보오율 X 신호 요소당 비트 수
* 반송파 신호(carrier signal)
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Chapter 5. ASK
반이중(half-duplex)
* ASK (Amplitude Shift Keying)
- 2진수 1과 0을 나타내기 위해 신호의 강도를 변경
- 어느 전압이 1이고, 0인지는 시스템 설계자 임의 설정
- 비트 지속 기간 : 특정 비트를 정의하는데 드는 시간
- 단점 : 잡음 간섭에 매우 민감
(잡음에 의해 가장 큰 영향 받음)
* ASK의 대역폭(bandwidth)
- BW = (1+d) X Nbaud
( d : 회선 상태와 관련된 계수, 최소값 0)
* ASK 에서…
전이중(full-duplex)
baud rate = bit rate = bandwidth
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Chapter 5. FSK
* FSK (Frequency Shift Keying)
- 각 비트의 지속 시간 동안 신호의 주파수 일정하되 그 값은 해당 비트(0 또는 1)에 의해 결정
- 최고 진폭과 위상은 일정하게 유지
- 주파수의 변화만을 찾기 때문에, 전압 스파크는 무시
* FSK의 대역폭(bandwidth)
- BW = ( fc1 – fc0 ) + Nbaud
( d : 회선 상태와 관련된 계수, 최소값 0)
* FSK 에서…
baud rate = bit rate
bandwidth = ( fc1 – fc0 ) + baud rate
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Chapter 5. PSK
* PSK (Phase Shift Keying)
- 위상은 변하지만 최대 진폭과 주파수는 일정
- ASK에 미치는 잡음과 FSK의 대역폭 제한 등에
영향을 받지 않는다.
즉, 신호의 작은 변화도 수신자에 의해 신뢰성 있게 검출
* 2n-PSK 에서…
1/n * bit rate = baud rate = bandwidth
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Chapter 5. QAM
* QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
- ASK 와 PSK 의 조합
- 각각의 비트, 이중비트, 삼중비트, 사중비트 등의 사이에
최대한의 대비를 갖도록 ASK 와 PSK 를 조합한 것
* QSK의 대역폭(bandwidth)
- 최소 대역폭은 ASK 와 PSK에 요구되는 것과 같다.
- ASK에 비해 우수한 PSK의 장점을 QAM도 그대로 가짐
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Chapter 5. Bit and baud
Telephone line bandwidth and Modulation/demodulation
Units
Bits/Baud
Baud
rate
Bit Rate
Bit
1
N
N
4-PSK, 4-QAM
Dibit
2
N
2N
8-PSK, 8-QAM
Tribit
3
N
3N
16-QAM
Quadbit
4
N
4N
32-QAM
Pentabit
5
N
5N
64-QAM
Hexabit
6
N
6N
128-QAM
Septabit
7
N
7N
256-QAM
Octabit
8
N
8N
Modulation
ASK, FSK, 2-PSK
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Chapter 5. Amplitude modulation
* AM (Amplitude Modulation)
- 변조신호의 진폭 변화에 따른 반송파 진폭 변화
* AM의 대역폭(bandwidth)
- BWt = 2 X BWm
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Chapter 5. Frequency modulation
* FM (Frequency Modulation)
- 반송파 신호의 주파수가
변조 신호의 전압 준위 변화를 따라가도록 변조
- 반송파 신호의 최고 진폭과 위상은 일정하게 유지
- 정보 신호의 변화 ∝ 반송파 주파수 (비례)
* FM의 대역폭(bandwidth)
- BWt = 10 X BWm
- 스트레오 오디오 신호의 대역폭은 일반적으로 15KHz
방송국은 적어도 150KHz의 대역폭을 필요로 하며,
FCC는 최소 200KHz(0.2MHz)의 대역폭을 요구한다.
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