정보처리산업기사 필기_5과목, 정보 통신 개론(#205~#215)

#205_데이터 처리 시스템

 - 정보 통신 시스템 중 데이터의 처리 기능을 하는 컴퓨터를 의미

 - 통신 소프트웨어를 실행하고 송수신되는 자료를 처리하는 등 데이터 통신 시스템 전체를 제어

 - 기계 장치인 하드웨어와 하드웨어를 움직이는 소프트웨어로 구성

 - 하드웨어

  ㆍ중앙처리장치 : 사람의 두뇌와 같이 컴퓨터 시스템에 부착된 모든 동작을 제어하고 명령을 실행하는 장치로 제어장치, 연산장치, 주기억장치로 구성

  ㆍ주변 장치 : 컴퓨터의 필수적인 부분은 아니지만 비교적 근거리에 위치하여 컴퓨터를 구성하는 보조기억장치와 입/출력 장치를 말함

 - 소프트웨어

  ㆍ운영체제 : 사용자의 펴의를 도모하는 동시에 시스템의 생산성을 높이기 위한 프로그램의 모임으로 제어 프로그램과 처리 프로그램으로 나뉨

  ㆍ통신 소프트웨어의 주요 기능 : 데이터 전송 회선과 통신 제어 장치를 이용하여 컴퓨터와 터미널 간의 데이터를 송수신하기 위한 프로그램을 총칭하는 것으로, 데이터의 송수신, 통신 하드웨어 제어, 사용자 인터페이스 제어 등의 기능을함

 

#206_꼬임선(Twisted Pair Wire)

 - 전기적 간섭 현상을 줄이기 위해서 균일하게 서로 감겨있는 형태의 케이블

 - 가격이 저렴하고 설치가 간편함

 - 거리, 대역폭, 데이터 전송률면에서 제약이 많음

 - 다른 전기적 신호의 간섭이나 잡음에 영향을 받기가 쉬움

 

#207_광섬유 케이블(Optical Fiver Cable)

 - 유리를 원료로 하여 제작된 가느다란 광섬유를 여러 가닥 묶어서 케이블 형태로 만든 것

 - 데이터를 빛으로 바꾸어 빛의 반사 원리를 이용하여 전송

 - 유선 매체 중 가장 빠른 속도와 높은 주파수 대역폭을 제공

 - 대용량, 장거리 전송이 가능

 - 가늘고 가벼워 설치 용이

 - 도청이 어려워 보안성이 띄어남

 - 무유도, 무누화의 성질을 가짐

 - 감쇠율이 적어 리피터의 설치 간격이 넓으므로 리피터의 소요가 적음

 - 설치 비용은 비싸지만 단위 비용은 저렴

 - 광 섬유 간의 연결이 어려워 설치 시 고도의 기술이 필요함

 

#208_통신 속도와 통신 용량

 - 통신 속도

변조 속도	1초 동안 몇개의 신호 변화가 있었는가를 나타내는 것(단위 : baud)
신호 속도	1초 동안 전송 가능한 비트의 수(단위 : bps(bit/sec) ㆍ데이터 신호 속도(bps) = 변조 속도(baud) x 변조시 상태 변화 수 ㆍ변조 속도(baud) = 데이터 신호 속도(bps) / 변조시 상태 변화 수
전송 속도	단위 시간에 전송되는 데이터의 양(문자, 블록, 비트, 단어 수 등)
베어러 속도	데이터 신호에 동기 문자, 상태 신호 등을 합한 속도(단위 : bps(bit/sec))

 - 통신 용량 : 단위 시간 동안 전송 회선이 최대로 전송할 수 있는 통신 정보량

  ㆍC=W log₂(1+S/N) [bps] (C : 통신 용량, W ; 대역폭, S : 신호 전력, N : 잡음 전력)

 - 전송로의 통신 용량을 늘리기 위한 방법 : 주파수 대역폭을 늘림, 신호 세력을 높임, 잡음 세력을 줄임

 

#209_데이터 전송 기본

 - 데이터

  ㆍ아날로그 데이터 : 셀 수 없는 연속적인 값 ex)음성, 화상, 온도, 유압 등

  ㆍ디지털 데이터 : 셀 수 있는 이산적인 값 ex)문자, 숫자

 - 신호 : 데이터를 전송 매체를 통해 전송할 수 있는 상태로 변환시켜 놓은 것

  ㆍ아날로그 신호 : 정현파에 주파수, 진폭, 위상 특성을 포함하여 표현되는 전기적 신호가 연속적으로 변하는 파형

  ㆍ디지털 신호 : 2진수 0과 1에 대한 전압 펄스의 연속적인 구성

 - 주파수 : 단위 시간(주로 1초)내에 신호 파형이 반복되는 횟수를 의미(단위 : Hz)

  ㆍ고주파 : 파형의 가로 폭이 좁음, 고속 전송에 사용, 전송 거리가 짧음

  ㆍ저주파 : 파형의 가로 폭이 넓음, 저속 전송에 사용, 전송 거리가 김

  ㆍ단위 시간과의 관계 : f = 1/T (f : 주파수, T : 주기)

  ㆍ주요 데이터의 주파수 : 음성 300Hz ~ 3400Hz, UHF 300MHz ~ 3000MHz

 - 대역폭(Bandwidth) : 주파수의 변화 범위, 즉 상한 주파수와 하한 주파수의 차이를 의미

 - 신호 변환 방식의 종류

  ㆍ아날로그 데이터 → 아날로그 신호 : 진폭 변조, 주파수 변조, 위상 변조

  ㆍ디지털 데이터 → 아날로그 신호 : 모뎀 이용, 변조 방식 : 진폭 편이 변조, 주파수 편이 변조, 위상 편이 변조, 직교 진폭 변조

  ㆍ아날로그 데이터 → 디지털 신호 : 코덱 이용, 변조 방식 : 펄스 코드 변조(PCM)

  ㆍ디지털 데이터 → 디지털 신호 : 2진 데이터의 각 비트를 디지털 신호 요소로 변환하며, DSU를 이용함

 

#210_신호 변환 방식  - 디지털 변조

 - 진폭 편이 변조(ASK)

  ㆍ2진수 0과 1을 서로 다른 진폭의 신호로 변조

 - 주파수 편의 변조(FSK)

  ㆍ2진수 0과 1을 서로 다른 주파수로 변조

  ㆍ1200bps 이하의 저속도 비동기식 모뎀에서 사용됨

 - 위상 편이 변조(PSK)

  ㆍ2진수 0과 1을 서로 다른 위상을 갖는 신호로 변조

  ㆍ한 위상에 1비트(2위상), 2비트(4위상), 3비트(8위상)를 대응시켜 전송하므로 속도를 증가시킬 수 있음

  ㆍ중고속의 동기식 모뎀에 많이 사용됨

 - 직교 진폭 변조(QAM) = 진폭 위상 변조, 직교 위상 변조)

  ㆍ반송파의 진폭과 위상을 상호 변환하여 신호를 얻는 변조 방식

  ㆍ고속 전송 가능, 9600bps 모뎀의 표준 방식

 

#211_신호 변환 방식 - 펄스 코드 변조(PCM)

 - 화상, 음성, 동영상 비디오, 가상 현실 등과 같이 연속적인 시간과 진폭을 가진 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변조하는 방식으로, CODEC을 이용함

 - 펄스 변조 : 펄스파의 진폭, 폭, 위상 등을 변화시키는 변조 방식

  ㆍ연속 레벨 변조 : 펄스 진폭 변조, 펄스 폭 변조, 펄스 위상 변조, 펄스 주파수 변조

  ㆍ불연속 레벨 변조 : 펄스 수 변조, 펄스 부호 변조, 델타 변조

 - 펄스 코드 변조(PCM) 순서 : 표준화 → 양자화 → 부호화

표본화 (Sampling)	ㆍ음성, 영상 등의 연속적인 신호 파형을 일정 시간 간격으로 검출하는 단계 ㆍ샤논의 표본화 이론 : 어떤 신호 f(t)가 의미를 지니는 최고 주파수보다 2배 이상의 주파수로 균일한 시간 간격동안 채집된다면 이 채집된 데이터는 원래의 신호를 가진 모든 정보를 포함함 ㆍ표본화 횟수 = 2배 x 최고 주파수 ㆍ표본화 간격 = 1/표본화 횟수
양자화(Quantizing)	ㆍ표본화된 PAM 신호를 유한 개의 부호에 대한 대표값으로 조정하는 과정 ㆍ실수 형태의 PAM 신호를 반올림하여 정수형으로 만듦 ㆍ양자화 잡음 : 표본 측정값과 양자화 파형과의 오차 ㆍ양자화 레벨 : PAM 신호를 부호화할때 2진수로 표현할 수 있는 레벨
부호화 (Encoding)	양자화된 PCM 펄스 진폭 크기를 2진수(1과 0)로 표시하는 과정
복호화 (Decoding)	수신된 디지털 신호(PCM 신호)를 PAM신호로 되돌리는 단계
여파화 (Filtering)	PAM 신호를 원래 입력 신호인 아날로그 신호로 복원하는 과정

 

#212_베이스밴드(Base Band) 전송

 - 컴퓨터나 단말 장치 등에서 처리된 디지털 데이터를 다른 주파수 대역으로 변조하지 않고 직류 펄스의 형태 그대로 전송하는 것으로, 기저 대역 전송이라고도 함

 - 신호만 전송되기 때문에 전송 신호의 품질이 좋음

 - 직류를 사용하므로 감쇠 등의 문제가 있어 장거리 저송에 적합하지 않음

 - 컴퓨터와 주변장치간의 통신이나 LAN등 비교적 가까운 거리에서 사용됨

 - 베이스밴드의 전송 방식 : 단류 NRZ, 복류 NRZ, 단류 RZ, 복류 RZ, 바이폴라, 맨체스터, RB 방식, CMI 방식, 차분 방식

 

#213_아날로그/디지털 전송

 - 아날로그 전송

  ㆍ전송 매체를 통해 전달되는 신호가 아날로그 형태인 것

  ㆍ신호의 감쇠 현상이 심하므로 장거리 전송 시 증폭기에 의해 신호를 증폭하여 전송하며, 이때 신호에 포함된 잡음까지도 같이 증폭되기 때문에 오류의 확률이 높음

 - 디지털 전송

  ㆍ전송 매체를 통해 전달되는 신호가 디지털 형태인 것

  ㆍ장거리 전송 시 중계기에 의해 원래의 신호 내용을 다시 복원한 다음 전송하는 방식이기 때문에 잡음에 의한 오류율이 낮음

  ㆍ대역폭을 효율적으로 이용하여 더 많은 용량을 전송할 수 있음

  ㆍ아날로그나 디지털 정보의 암호화를 쉽게 구현할 수 있음

  ㆍ전송 장비의 소형화, 가격의 저렴화

 

#214_직렬/병렬 전송

 - 직렬 전송

  ㆍ정보를 구성하는 각 비트들이 하나의 전송 매체를 통하여 한 비트씩 순서적으로 전송되는 형태

  ㆍ전송 속도가 느리지만 구성 비용이 적게 듬

  ㆍ원거리 전송에 적합하며 대부분의 데이터 통신에 사용됨

 - 병렬 전송

  ㆍ정보를 구성하는 각 비트들이 여러 개의 전송 매체를 통하여 동시에 전송되는 형태

  ㆍ전송 속도는 빠르지만 구성 비용이 많이 듬

  ㆍ근거리 전송에 적합하며 주로 컴퓨터와 주변기기 사이의 데이터 전송에 사용됨

 

#215_통신 방식

 - 단방향 통신 : 한쪽 방향으로만 전송이 가능한 방식

 - 반이중 통신 : 양방향 전송이 가능하지만 동시에 양쪽 방향에서 전송할 수 없는 방식

 - 전이중 통신 : 동시에 양방향 전송이 가능한 방식으로, 전송량이 많고, 전송 매체의 용량이 클 떄 사용