정보통신개론3 [ 정보 전송방식과 기술_ 정보전송시스템 ]

Part.3 정보 전송 방식과 기술

정보 전송의 개요

1.     정보 전송 시스템 [ 데이터 전송계 ]

: 데이터를 전송하는 역할

: 단말 장치[DCE], 정보 전송회선, 통신 제어장치[CCU]

 

2.     정보 전송 방식과 기술

: 감쇄, 잡음 등의 손상을 최소화하는 정보 전송 기술의 필요성

-      정보 전송 방식

: 통신회선의 구성/교환/이용 , 통신회선망의 구성, 데이터의 전송, 캐스팅모드 전송

-      정보 전송 기술

: 정보 전송의 부호화, 정보 전송의 변조, 정보 전송의 다중화

 

정보 전송 시스템

1.     정보 전송 시스템

: DTE → DCE → 전송로 → DCE → DTE

-      단말장치 : 정보의 입력과 수신

-      신호 변환 장치 : 변조와 복조  [ MODEM ]

-      통신회선 : 변환된 신호의 이동 통로나 통신망 [ UTP , Twisted Pair …]

-      통신 제어 장치 : PC와 MODEM 사이 위치 송수신되는 데이터 변환

2.     정보 전송의 원리

-      아날로그 → 디지털 변환 [ AD변환 ]

: 변조와 복조 과정[DSU, Digital Serivce]을 거친 이후 데이터를 전송  

-      디지털 → 아날로그 [ DA변환, 역AD변환 ]

: 복조와 변조 과정을 거친 이후 데이터를 전송

 

3.     정보 전송의 기본 요소

3.1  신호의 분석

: 데이터 전송 과정을 시간에 따른 전압[전류]의 변화 상태로 표시

l  아날로그 신호

: 자연계, 주기 신호와 비주기 신호

: 주기신호 = 정현파 + 비정현파

: 비주기신호 = 계단파, 직선파, 삼각파

n  주기 신호

: x(t) = x(T+t)                       ※ T : 주기

n  정현파

x(t) = Asin(wt+q)      ※ A : 진폭[Amplitude], W : 주파수, q : 위상[Phase]

l  디지털 신호

: 이산 신호, 물리량을 숫자화한 것

: Hz의 구분

  [ 전화선 : 300Hz 아날로그 신호 , 디지털 X ]

 [ 주파수 300Hz 디지털 신호 : 1을 뜻하는 5V와 0을 뜻하는 0V가

    1초 동안에 300번 반복하는 PULSE를 나타낸다.]

-      진폭 [ Amplitude ]

: 신호의 크기나 세기로, 단위는 V를 사용, 음성의 크기가 바로 진폭

-      주파수 [ Frequency ]

: 단위 시간당 사이클을 반복하는 횟수로 단위는 Hz를 사용

-      위상 [ Phase ]

: 임의의 시간에서 반송파 사이클의 상대적인 위치

 

3.2  통신속도

: 단위 시간당 전달되는 데이터량

: 표현 방법 [ 신호속도, 전송속도, 변조속도, 베어러속도 등 ]

l  데이터 신호속도

: 1초 동안 전달되는 비트[bit]수 , 단위 [ bit/sec , bps ]

: bit는 정보를 표현하는 최소 단위, 0이나 1로 표현

: 데이터 신호를 표시하는 일반식 S

 S = i=1m1T1log2n

  S : 데이터 신호 속도 [ bps ]

 M : 병렬 전송에서 전송로의 수, 직렬 전송이면 1

  T : i번째 전송로의 펄스 1개당 지속시간

  N : i번째 전송로의 펄스 1개가 표시할 수 있는 부호의 상태 수

l  데이터 전송속도

: 단위 시간에 전송되는 데이터양

: 데이터양으로는 byte, 문자, block, packet

: 메시지 크기가 일정한 블록 단위로 분할하여 전송, 분할된 블록 단위 : packet

: 데이터 전송 속도를 계산하는 일반 식

데이터 전송소도 = 데이터 신호속도  x 60전송 프레임을 구성하는 비트수

l  변조 속도

: 신호를 변조하는 과정에서 1초에 몇 회 변조가 발생했는지 나타내는 것으로

 단위는 Baud 를 사용한다.

: 변조된 신호는 신호를 변화한 위치에 정보를 표시

: 이 변화점 사이에 있는 간격이 가장 짧은 시간의 역을 변조속도라 한다.

: 즉, 0 또는 1을 나타내는 펄스의 수를 1초동안 몇 개 포함하는 지 의미

: 변조속도를 표시하는 일반식

B = 1/T    

B = S/N             ※ B : 변조속도[Baud], T[단위 펄스의 시간 길이]

                           S : 데이터 신호속도 [bps], N : 단위 시간당 비트 수

: bps 와 Baud의 관계

Baud = bps/단위 신호당 비트 수

l  전송 효율

: 통신 선의 사용 효율

: 총 비트 수에서 순수 정보 비트 수가 차지하는 비율을 백분율로 표시

: 동기 전송은 비동기 전송보다 전송 효율이 높다

→ 비동기전송에서는 전송된 총 비트 수에 시작 비트와 정지비트가 추가 때문이다.

전송효율 = 순수 정보 비트수 / 전송된 총 비트수 X 100%

 

3.3  통신 용량 [ 전송 용량 ]

: 전송 채널을 이용해 오류 없이 정보를 전송할 수 있는 최대 속도

전송 용량을 표시하는 일반 [ Shannon의 정리 ]

C = Wlog2(1+sn)

C : 통신 용량 [ Capacity ]

W : 채널의 대역폭 [ Bandwidt ]

S/N : 신호 대 잡음비

 

3.4  오류율

-      발생 가능성

: 통신회선의 순간 절단 현상, 잡음, 감쇄, 혼선, 찌그러짐, 펄스성 잡음, 에코현상

: 장치의 기계적, 구조적원인

: 전원의 중단 등 전기적 원인

 

: 데이터 전송 시 발생하는 장애의 주요 형태는 다음과 같다.

 

l  신호 감쇄 [ Signal Attenuatiopn ]

: 먼 곳까지 전송할 때 거리가 멀어질수록 전자적 신호의 세기가 약해짐

l  지연 왜곡 [ Delay Distortion ]

: 전송 매체를 이용해 전달하는 신호의 속도가 주파수에 따라 차이가 발생

: 유도 전송매체[꼬임선, 동축케이블,광케이블]에서 발생

l  잡음 [ Noise ]

: 전송로에서 전송 신호에 포함되는 불필요한 신호를 말한다.

 

오류율을 구하는 식

l  비트 오류율 [ BER, Bit Error Rate ]

: 오류가 발생한 비트 수 / 전송된 총 비트 수

l  블록 오류율 [ BER, Block Error Rate ]

: 오류가 발생한 블록 수 / 전송된 총 블록 수

l  문자 오류율

: 오류가 발생한 문자 수 / 전송된 총 문자 수