※ 공부 내용의 복습 개념으로 정리된 글입니다. - 출처 시나공
정보 통신 시스템의 기본 구성
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단말장치(DTE, Data Terminal Equipment)는 통신 시스템과 사용자의 접점에 위치하여 컴퓨터(Host)에 의해 처리될 데이터를 입력하거나 처리된 결과를 출력하는 기능을 합니다.
신호 변환장치
신호 변환장치는 컴퓨터나 단말장치의 데이터를 통신회선에 적합한 신호로 변경하거나 통신회선의 신호를 컴퓨터나 단말장치에 적합한 데이터로 변경하는 신호 변환 기능을 수행합니다.
전송 회선의 양쪽 끝에 위치하므로 데이터 회선 종단장치(DCE, Data Circuitterminal Equipemnt)라고도 합니다.
- 모뎀(MODEM)
- 컴퓨터나 단말장치로부터 전송되는 디지털 데이터를 아날로그 회선에 적합한 아날로그 신호로 변환하는 변조(MOdulation) 과정과 그 반대의 복조(DEModulation) 과정을 수행합니다.
- 디지털 데이터를 공중 전화 교환망(PSTN)과 같은 아날로그 통신망을 이용하여 전송할 때 사용합니다.
- 기능 : 변 복조 기능, 자동 응답 기능, 반복 호출 기능, 자동 속도 조절 기능, 모뎀 시험 기능
- DSU (Digital Service Unit)
- 컴퓨터나 단말장치로부터 전송되는 디지털 데이터를 디지털 회선에 적합한 디지털 신호로 변환하는 과정과 그 반대의 과정을 수행합니다.
- 신호의 변조 과정이 없이 단순히 유니폴라(단극성) 신호를 바이폴라(양극성) 신호로 변환하여 주는 기능만 제공하기 때문에 모뎀에 비하여 구조가 단순합니다.
- 디지털 데이터를 공중 데이터 교환망(PSDN)과 같은 디지털 통신망을 이용하여 전송할 때 사용합니다.
- 송 수신 기능과 타이밍 회복 기능을 DSU 자체에서 수행합니다.
- 속도가 빠르고, 오류율이 낮습니다.
- 코텍(CODEC)
- 아날로그 데이터를 디지털 통신 회선에 적합한 디지털 신호로 변환하는 변조 과정과 그 반대의 복조 과정을 수행합니다.
- 펄스 코드 변조(PCM) 방식을 이용하여 데이터를 변환합니다.
※ 유나폴라 인코딩
유니폴라 인코딩은 단일 전압 레벨을 사용하여 데이터를 전송하는 방식입니다.
보통 0V와 양의 전압(+)을 사용합니다.
※ 바이폴라 인코딩
바이폴라 인코딩은 양의 전압, 음의 전압, 그리고 0V를 사용하여 데이터를 전송하는 방식입니다.
DTE / DCE 접속 규격
DTE/DCE 접속 규격이란 단말장치(DTE)와 회선 종단장치(DCE) 간의 접속을 정확하게 수행하기 위한 기계적, 전기적, 물리적, 논리적 조건을 사전에 정의해 놓은 규격으로, OSI 참조 모델의 물리 계층에 관계합니다.
ITU-T
- V 시리즈
- 공중 전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격입니다.
- V.24 : 기능적, 절차적 조건에 대한 규정입니다.
- V.28: 전기적 조건에 대한 규정입니다.
- X 시리즈
- 공중 데이터 교환망(PSDN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격입니다.
- X.20 : 비동기식 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격입니다.
- X.21 : 동기식 접속을 위한 DTE/DCE 접속 규격입니다.
- X.24 : DTE/DCE 간의 상호 접속 회로에 대한 규격입니다.
- X.25 : 패킷 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격입니다.
EIA
- RS-232C
- 공중 전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격입니다.
- V.24, V.28, ISO2110을 사용하는 접속 규격과 기능적으로 호환성을 가지며, 현재 가장 많이 사용됩니다.
- RS-449
- 고속 데이터 통신을 위한 DTE/DCE 접속 규격입니다.
- RS-232C의 단점을 보완하기 위한 새로운 표준입니다.
- 거리에 제한이 없고, RS-232C에 비해 속도가 빠릅니다.
※ OSI 참조 모델
운영 방식이 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약으로, 개방형 시스템 간의 데이터 통신시 필요한 장비 및 처리 방법 등을 7단계로 표준화하여 규정했습니다.
※ 패킷(Packet)
패킷은 전송 혹은 다중화를 목적으로, 메시지를 일정한 비트 수로 분활하여 송 수신 측 주소와 제어 정보 등을 부가하여 만든 데이터블록입니다.
패킷 크기는 송 수식 측에서 사용되는 통신 규약에 의해 결정되는데 일반적으로 1024(1K) ~ 2048(2K) 비트의 크기가 사용됩니다.
데이터 프레임(Frame)과 같은 의미입니다.
RS-232C 커넥터
DTE와 DCE 사이의 접속 규격으로는 RS-232C가 가장 많이 이용됩니다.
- 25핀으로 구성된 커넥터로, 전송 거리는 15m 이하입니다.
- 데이터 신호 속도는 최고 20Kbps입니다.
- 전이증 / 반이증, 동기 / 비동기 모드에 대응합니다.
다중화기
다중화기(MUX, Multiplexer)는 하나의 통신 회선에 여러 개의 단말장치가 동시에 접속하여 사용할 수 있도록 하는 장치를 말합니다.
주파수 분할 다중화기(FDM, Frequency Division Multiplexer)
주파수 분할 다중화기는 통신 회선의 주파수를 여러 개의 분할하여 여러 대의 단말기가 동시에 사용할 수 있도록 한 것입니다.
- 전송 신호에 필요한 대역폭보다 전송 매체의 유효 대역폭이 큰 경우에 사용합니다.
- 다중화기 자체에 변 복조 기능이 내장되어 있어 모뎀을 설치할 필요가 없습니다.
- 시분할 다중화기에 비해 구조가 간단하고 가격이 저렴합니다.
- 대역폭을 나누어 사용하는 각 채널들 간의 상호 간섭을 방지하기 위한 보호 대역(Guard Band)이 필요합니다.
- 보호 대역(Guard Band) 사용으로 인한 대역폭의 낭비가 초래됩니다.
- 저속(1,200bps 이하)이며, 비동기식 전송으로만 이용됩니다.
- 멀티 포인트(Multi-Point) 방식, 아날로그 신호 전송에 적합합니다.
시분할 다중화기
시분할 다중화기는 통신 회선의 대역폭을 일정한 시간 폭(Time Slot)으로 나누어 여러 대의 단말장치가 동시에 사용할 수 있도록 한 것입니다.
- 디지털 회선에서 주로 이용하며, 대부분의 데이터 통신에 사용됩니다.
- 대역폭(Bandwidth)의 이용도가 높아 고속 전송에 용이합니다.
- 시분할 다중화기에는 동기식 시분할 다중화기와 비동기식 시분할 다중화기가 있습니다.
동기식 시분할 다중화기(STDM, Synchronous TDM)
- 일반적인 다중화기를 말하는 것으로, 모든 단말장치에 균등한(고정된) 시간폭(Time Slot)을 제공합니다.
- 다중화기의 내부 속도와 단말장치의 속도 차이를 보완해 주는 버퍼가 필요합니다.
- 전송할 데이터가 없는 경우에도 시간폭(Time Slot)이 제공되므로 효율성이 떨어집니다.
비동기식 시분할 다중화기(ATDM, Asynchronous TDM)
- 마이크로프로세서를 이용하여 접속된 단말장치 중 전송할 데이터가 있는 단말장치에만 시간폭(Time Slot)을 제공합니다.
- 다중화기의 내부 속도와 단말장치의 속도 차이를 보완하기 위한 버퍼가 필요합니다.
- 데이터 전송량이 많아질 경우 전송 지연이 생길 수 있습니다.
- 지능 다중화기, 확률적 다중화기, 통계적 다중화기라고도 합니다.
※ 대역폭(Bandwidth)
대역폭은 주파수의 변화 범위, 즉 상한 주파수와 하한 주파수의 차이를 의미합니다.
※ 상호 간섭
상호 간섭은 주파수 대역폭을 나누어 쓰는 여러 개의 채널들이 서로 겹치면서 생기는 것으로, 상호 변조 잡음이라고도 합니다.
참고로, 채널은 주파수나 시간폭에 의해 논리적으로 형성되는 전송로를 의미합니다.
※ 보호 대역(Guard Band)
보호 대역은 각각의 채널들이 겹치지 않도록 채널들 사이에 사용 하지 않고 남겨두는 부분을 말합니다.
※ 디지털 회선을 이용하여 아날로그 데이터를 전송하려면..
시분할 다중화기는 디지털 회선을 이용하여 디지털 전송을 하는 경우에 사용되며, 아날로그인 음성을 전송할 경우에는 디지털로 변환해야 시분할 다중화기를 이용할 수 있습니다.
음성을 디지털화할 때에는 코덱(CODEC)을 이용하여 PCM(Pulse Code Modulation) 방식으로 변조합니다.
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