#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
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