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다중화 기법

1. 다중화를 위한 기본개념

통신자원

- 시스템에서의 자원 나누어 쓰기와 마찬가지로통신에서도 동일하게 적용

- 자원은 한정적이기 떄문에 자원을 나누어 쓰면서 경제적으로 통신비용을 줄이고 전송효율을 높일 수 있음

대역폭(Bandwidth)

- 정보의 전송채널이 얼마만큼 정보 전송능력을 가지는지의 대한 능력

- 대역폭이 넓어질수록 채널의 전송능력이 커짐

대역폭 넓히기 작업의 목적

- 넓은 대역폭을 여러 사용자가 나누어 씀으로써 한 사용자당 통신비용을 최소화

- 고속 통신을 수용하기 위하여 필요

다중화(Multiplexing)

- 단일 통신링크에 다수의 통신서비스를 사용할 수 있도록 해주는 기술

- 수신측에서 본래의 신호로 분리하여 전달

- 다중화 장비 : MUX(Multiplexer)와 DEMUX(Demultiplexer)가 존재

다중화의 종류

- 주파수 분할 다중화(FDM) : 주파수 영역을 나누어 사용

- 시분할 다중화(TDM) : 시간 영역을 나누어 사용

일대일 통신(Point to Point) 방식

- 중앙의 호스트 컴퓨터와 여러개의 터미널들이 독립적인 회선을 이용

- 이용자나 단말의 수에 따른 회선수가 요구됨

* 장점
    : 응답이 신속하고 전송 지연을 최소화 해줌

* 단점

: 구축 및 일괄 관리가 어려움

: 확장시 회선료 부담이 큼

다중화(Multiplexing) 방식

- 단일링크를 통하여 여러 개의 신호를 동시에 전송할 수 있음

- 전송회선 설치비용을 낮출 수 있고 데이터의 전송효율 극대화

2. 주파수 분할 다중화 방식

주파수 분할 다중화 방식(FDM : Frequency Division Multiplexing)

- 넓은 대역폭을 일정한 주파수 영역으로 나누어 몇 개의 좁은 대역폭으로 사용하는 방식

- 아날로그 형태로 전송

주파수 분할 다중화 방식의 특징

- 가장 고전적인 다중화 방법

- 비효율적이지만 시분할 다중화 방식보다 구조가 간단

- 신호간섭을 방지하기 위해 보호대역 사용

주파수 분할 다중화 방식의 사용 예

- TV 신호 : 채널당 6MHz 대역폭이 필요

- CCTV

- AM, FM

FDM 다중화 과정

- 송신측

- 수신측

3. 시분할 다중화 방식

시분할 다중화 방식(TDM : Time Division Multiplexing)

- 가상회선 접근방법은 패킷이 전송되기 전에 논리적인 경로를 설정하여 패킷을 전달하는 방식

타임슬롯을 할당하는 방법에 따라 구분

- 동기식 시분할 다중화(STDM : Synchronous Time Division Multiplexing)

- 비동기식 시분활 다중화(ATDM : Asynchronous Time Division Multiplexing)

동기 시분할 다중화(STDM : Synchronous Time Division Multiplexing)

- 동기 시분할 다중화에서 동기의 의미
    : 다중화기가 각 장치에 대해 그 장치가 전송할 데이터의 유무에 상관없이 항상 시간에 맞추어 타임슬롯을 할당하는 것

- 특징

: 기본적인 시분할 다중화 방식

: 타임슬롯을 모든 사용자에게 규칙적으로 할당

: 모든 사용자의 데이터 전송사용과 관계없이 타임슬롯을 할당하므로 프로토콜에 투명성을 가짐

- 단점

: 비효율적으로 채널을 사용하는 경우

→ 실제 전송데이터가 없는 단말장치도 일정한 타임슬롯을 할당 받음

- 동작과정

① 각 단말장치를 통해서 생성된 일련의 정보들을 버퍼에 저장

② 타임슬롯이 할당될 때까지 버퍼에 생성된 정보들을 저장

③ 정해진 순서를 기다려 타임슬롯이 할당되면 저장된 버퍼의 프레임을 전송매체를 통해 전송

④ 전송된 프레임은 수신측에서 정해진 순서대로 분리

※ 끼워넣기(Interleaving)
: 송신장치에서 수신장치로 프레임을 전송할 때 데이터 등을 일련의 연송성을 유지하면서 구성 요소를 서루 바꾸어 넣어 상호 배치하는 것

동기 시분할 다중화 과정

- 다중화

- 다중화 풀기

비동기 시분활 다중화(ATDM : Asynchronous Time Division Multiplexing)

- 특징

: 통계적 시분할 다중화(Statistical Time-Division Multiplexing)라는 용어로도 쓰임

: 전송할 데이터를 갖고 있는 사용자에게만 타임슬롯을 할당하고 빈 타임슬롯은 다른 사용자에게 할당하는 방식

- 장점

: 실제 데이터가 빈 타임슬롯을 제거하여 전송효율을 높임

- 공간/시분할 결합

① 각 단말장치에서 데이터가 발생하면 지정된 프레임 크기만큼 데이터를 모아 프레임 주소 영역과 함께 버퍼로 저장

② 가장 최근에 버퍼에 저장된 프레임에 타임슬롯을 할당하여 전송

③ 수신측에서는 수신된 프레임의 주소영역에 따라 프레임을 분리

비동기 시분할 다중화 과정

- 비동기 시분할 다중화 방식에서는 동기 시분할 다중화 방식에서처럼 타임슬롯이 고정되어 있지 않음

→ 주소 필드 필요

- 비동기 시분할 다중화 방식에서는 타임슬롯을 동적 할당하므로 목적지가 들어있는 주소 필드를 만들어야 한다.

디지털 가입자 회선

1. 디지털 가입자 회선

디지털 가입자 회선(DSL : Digital Subscriber Line)

- 일반 구리 전화선을 통하여 데이터, 소리, 영상, 멀티미디어의 고속전송을 이루기 위한 기술

xDSL

- 여러 유형의 DSL 기술의 총괄적 명칭

- 전화선의 문제점인 좁은 대역폭의 문제를 해결하기 위하여 전화선의 아날로그 대역폭을 확대하여 사용하는 방법으로 디지털 전송 속도를 높임

- ADSL, SDSL, HDSL, RADSL, VDSL이 있음

- VOD(Video On Demand), 고속 인터넷 접속, 원격교육, 비디오 폰 같은 고속 멀티미디어 서비스 제공

2. ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)

비대칭 디지털 가입자 회선 (ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line)

- 특징

: 하향 스트림 방향이 상향 스트림 방향보다 높은 데이터 전송률을 제공

→ 비대칭성

: 주파수 분할 다중화 방식(FDM) 사용

: 트위스터 페어 케이블(1MHz)의 대역폭을 3개의 대역으로 나눔

- 장점

: 정보 검색 및 대량 데이터 수신 등의 서비스에 적합

: 대칭성 DSL(HDSL, SDSL)에 비해 전송거리를 더 멀리 확장 가능

- 단점

: 다른 회선에 영향을 줄 수 있음

: 사용주파수가 높음

: 선로에 따라 불안정할 수 있음

- 변조방법

: CAP(Carrierless Amplitude/Phase) 변조방식과 DMT(Discrete Multitone Technique) 변조방식

- ADSL 전송 속도

: 통신사에서 가입자로의 하향 스트림 속도 1.544Mbps ~ 8Mbps 지원

: 가입자에서 통신사로의 상향 스트림 속도 16Kbps ~ 640Kbps 지원

: 데이터 전송 속도는 전화국에서 가입자까지의 거리, 사용되는 전화선의 종류, 사용되는 ADSL 장비의 종류에 따라 다름

- ADSL의 대역

* 0 ~ 25 KHz 대역

: 보통 전화서비스(평범한 전화 서비스 또는 POTS)에서 사용

: 대역의 4KHz만 사용(전화 통화 시 목소리를 들을 수 있는 대역)

: 나머지 대역은 데이터 채널로부터 소리 채널을 분리하기 위한 보호대역으로 사용

* 25 ~ 200 KHz 대역

: 상향 스트림(Upstream) 통신에 사용(통신자에서 가입자쪽으로 데이터 전송)

* 250 ~ 1000 KHz 대역

: 하향 스트림(Downstream) 통신에 사용(가입자쪽에서 통신사쪽으로 데이터 전송)

ADSL 서비스 적용

- 가상도시, 생활정보 서비스, TV 쇼핑, 기상정보, 온라인 게임 등

3. RADSL(Rate Adaptive Asymmetrical Digital Subscriber Line)

특징

- ADSL을 기반으로 하는 기술(비대칭성)

- 통신의 종류(소리, 데이터, 영상, 멀티미디어 등)에 따라 다른 데이터 전송률을 허용

장점

- ADSL보다 최소 1.2배의 전송거리가 늘어남

- 새로운 전송선로를 구축하지 않고 가장 저렴한 비용으로 멀티미디어 서비스를 위한 충분한 고속 대역폭을 가입자에게 제공

단점

- 다른 회선에 영향을 줄 수 있음

- 사용주파수가 높음

전송속도

- 통신사에서 가입자로의 하향 스트림 속도 7.5Mbps 지원

- 가입자에서 통신사로의 상향 스트림 속도 640Kbps ~ 1Mbps 지원

활용사례

- 안정성을 최우선 하는 국방관련 네트워크

- 관공서의 행정망

- 원자력 발전소의 제어

4. HDSL(High bit rate Digital Subscriber Line)

특징

- 2B1Q 선로 부호방식 사용

- 기존 가입자의 전화 선로를 이용해서 별도의 중계장치 없이 T1(1.544Mbps)이나 E1(2.048Mbps)급의 고속 전송을 가능하게 해주는 장비

- 전송거리는 4.2 ~ 4.5Km

- 대칭형(양방향의 대역폭의 크기가 같음) 기술

- 두 개의 트위스트 페어 케이블을 이용하여 전이중 전송방식 사용

→ 주문형 비디오(VOD)의 일종인 VDT 서비스 등에 필요한 핵심기술

- 중계기가 필요 없이 전송이 가능하므로 이동교환기에서 기지국까지 중계회선, 인터넷 서버 연결, 사설 데이터망으로 사용

장점

- 기존 전화선을 이용하므로 설치 비용 절감

- 고속 데이터 전송 가능

단점

- 기존 전화선으로 고속 데이터 전송을 제공하므로 전송 거리 제약

활용사례

- T1/E1 서비스

- WAN, LAN 접속

5. SDSL(Symmetric Digital Subscriber Line)

특징

- HDSL과 동일한 형태

- HDSL과는 달리 일반가정용으로 개발된 기술

- 한 개의 트위스트 페어 케이블 사용

- 대칭형의 데이터 전송 속도를 요하는 서비스에 적합한 기술

장점

- 기존 전화선을 이용하므로 설치 비용 절감

- 고속 데이터 전송 가능

단점

- 누화(Crosstalk)현상이 시스템에 영향을 미쳐 전송 속도 제한

- 전송 거리(약 1Mbps 내외)가 짧아짐

전송속도

- 160Kbps에서 2.048Mbps의 전송속도 제공

활용사례

- 양방향 화상회의, LAN 연결, SOHO(Small Office Home Office)등의 서비스 제공

6. VDSL(Very high bit rate Digital Subscriber Line)

특징

- 비대칭 디지털 가입자 회선인 ADSL에 이어 등장한 초고속 디지털 전송 기술

- 일반 가정에서 기존의 전화선을 이용해 양방향으로 빠른 속도로 전송이 가능하고, 많은 양의 데이터를 초고속으로 전송할 수 있어 '광섬유의 가정화(FTTH : Fiber To The Home)'를 위한 최종 단계로 평가되는 기술

- 전송장비로는 동축케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어 케이블 등을 사용

장점

- ADSL과는 달리 가입자에게 필요한 데이터만을 전송

- 기존의 전화선을 그대로 이용

- 공급가격이 저렴하고 비교적 작은 설치 공간이 필요

단점

- 이용자 수가 늘어날수록 급격한 성능 저하

전송속도

- 비대칭 서비스(하향 13 ~ 52Mbps, 상향 1.6 ~ 6.4Mbps)와 대칭 서비스(13Mbps, 26Mps) 모두 제공

- 하향스트림 전송속도는 13 ~ 52Mbps, 상향 스트림 전송 속도는 1.5 ~ 2.3Mbps, 전송 거리는 0.3 ~ 1.5km

활용사례

- 우리나라에서는 2003년도부터 상용화

- 완벽하게 상용화가 되면 인터넷 방송, 주문형 비디오(VOD : Video On Demand) 등에 적용 가능하며 원격 교육, 고화질 텔레비전등 대용량 멀티미디어 서비스를 수용할 수 있는 양방향 전송 가능

18. 데이터베이스(MySQL) 이론

https://www.opentutorials.org/course/1688/9386

※ Codeanywhere 사용자

https://www.youtube.com/watch?v=3tyWhVCBiJE&feature=youtu.be

[Project Name] 우클릭 → [SSH Terminal]

명령어 : mysql -u root -p    (패스워드 셋팅 X)

1) 데이터베이스 이론1

데이터베이스란?

- 정보를 관리하는 전문 애플리케이션

파일

- 가장 기본적이고 원시적인 형태의 데이터 관리 수단

- 잘 사용하지 않음

- 장점 : 어느 시스템에서나 사용 가능 / 따로 설치 필요 X / 심플

데이터베이스

- 주로 사용

- 장점 : 안전하다(외부 접근, 시스템 고장) / 빠르다(인덱스) / 프로그래밍적 제어가능

- 단점 : 따로 공부 필요 / 따로 설치 필요

데이터베이스 ⊃ 관계형 데이터베이스 ⊃ MySQL, MSSQL, Oracle

 MySQL

- Web과 함께 성장한 데이터베이스

- Open Source라고 하는 형태로 개발된 데이터베이스

- MariaDB는 MySQL이 완벽하게 호환

데이터베이스

- Structured : 구조화된

ex) 표(=table)

- Structured Query Language : 컴퓨터에게 구조화된 정보를 질의하는 프로그래밍 언어

Client와 Server는 상대적인 개념

- 웹브라우저(Client) ↔ PHP(Server)

- PHP(Client) ↔ MySQL(Server)

2) 데이터베이스 이론2

MySQL monitor

- 표준적인 MySQL Client

- 사용이 조금 어려움

운영체제 별 MySQL monitor 실행 방법

- 윈도우

1) cmd 실행

2) cd [mysql이 들어있는 경로]

ex) cd C:\Bitname\wampstack...\mysql\bin

3) mysql -hlocalhost -uroot -p

- 맥

1) Terminal 실행

2) cd [mysql이 들어있는 경로]

ex) cd /Applications/mampstack.../mysql/bin

3) ./mysql -hlocalhost -uroot -p

- 리눅스

1) terminal 실행

2) cd [mysql이 들어있는 경로]

ex) cd /opt/lampstack.../mysql/bin

3) ./mysql -hlocalhost -uroot -p

명령어 해석

→ mysql -hlocalhost -uroot -p

- 'mysql' : MySQL monitor라고 하는 프로그램을 실행시키겠다.

- '-hlocalhost' : -h 뒤에 따라오는 것이 MySQL Server의 주소이다.

→ MySQL monitor가 설치되어 있는 컴퓨터에 같이 설치되어있는 MySQL Server에 접속하겠다.

- '-uroot' :  -u 뒤에 따라오는 것이 관리자 아이디이다.

→ localhost에 존재하는 MySQL Server에 접속할 수 있는 관리자 아이디가 root이다.

- '-p' : 비밀번호를 입력받아라

3) 데이터베이스 이론3

- 하나의 서버안에는 여러 개의 데이터베이스가 존재할 수 있다.

- 하나의 데이터베이스 안에는 여러 개의 테이블이 존재할 수 있다.

데이터베이스 보기

데이터베이스 생성

데이터베이스 선택

- 데이터베이스를 선택하고 나면, 그 다음부터 내리는 명령이 해당 데이터베이스에게 전달된다.

테이블 생성

- 지정한 데이터타입이 아닌 값이 들어오면 오류가 발생한다.

- NOT NULL : 반드시 정보가 입력되어 있어야 한다.

- AUTO_INCREMENT : 행이 추가될 때마다 해당 데이터의 값이 1씩 자동 증가 

테이블 확인

데이터 삽입

데이터 가져오기

- title, author 정보만 알고 싶을 때

데이터 추가 삽입

- 특정 행의 데이터만 가져오고 싶을 때

→ WHERE 사용

- 정렬

→ ORDER BY 사용

(DESC = descendent : 하강성의)

17. PHP실습

https://www.opentutorials.org/course/1688/9383

1) PHP 실습1

- 하나의 PHP 안에 HTML 코드들이 모여있고, 정보들은 각각의 텍스트 파일로 분리되어 있는 상태

 데이터베이스의 역할

- 체계적인 데이터 관리

- 많은 데이터를 효과적으로 처리

- 높은 보안성

2) PHP 실습2

정보는 파일에 저장하고, HTML은 PHP 안에서 관리하도록 개선시켜보자

1.php

- ? : 주소와 값 구분

- & : 값과 값 구분

2.php

1.txt

3) PHP 실습3

문서에서 정보와 정보가 아닌 부분을 분리한 후, 정보들을 txt 파일로 빼내자

index.php

list.txt

4) PHP 실습4

index.php

list.txt

1.txt

2.txt

3.txt

style.css - 추가부분

아날로그와 디지털

1. 아날로그와 디지털 데이터

전자기적 신호

- 컴퓨터나 통신기기들은 정보를 전송할 때 전자적인 신호형태로 바꾸어 상호전송을 한다.

- 정보를 전송할 때, 정보 전송 주체 및 수신 주체에 따라 그 형태에 맞는 데이터로 가공하여 전송

→ 데이터의 형태 : 아날로그, 디지털

아날로그 데이터

- 사람의 목소리는 말을 했을 때 공기중에 연속적인 파형이 생기는데 이것이 아날로그 데이터이다.

- 연속적 형태의 데이터

ex) 목소리, 온도

디지털 데이터

- 컴퓨터는 0과 1의 형태로 기억장치에 저장되는 데이터를 가지는데 이것은 디지털 데이터이다.

- 이산적 형태의 데이터

ex) 컴퓨터

2. 아날로그와 디지털 신호

아날로그 신호(Analog Signal)의 의미

- 연속적인 값

- 주파수에 따라 다양한 매체를 통해 전송되는 연속적 신호

ex) 사람의 음성, TV 안테나의 수신된 영상

아날로그의 분류

- 단순 아날로그 신호 : 단 하나의 정현파

- 복합 아날로그 신호 : 여러 개의 정현파

아날로그 신호의 요소

- 진폭(Amplitude)

: 신호의 높이로 파형 위의 임의의 점에서 신호가 가지는 값

* 신호의 정류에 따른 진폭의 단위 : Volts(전압), Ampere(전류), Watt(전력)

- 주기(Period)

: 신호가 한 사이클을 완성하는데 걸리는 시간의 양

* 단위 : Second

* 표시 : T

- 주파수(Frequency)

: 1초 동안에 생성되는 주기의 개수 혹은 1초 동안의 사이클 반복 회수

* f(주파수) = 1/T(주기),        T(주기) = 1/f(주파수)

* 단위 : Hertz(Hz)

- 위상(Time)

: 주기적으로 반복되는 현상에 대해 어떤 시각 또는 어떤 지점에서의 변화의 상태

: 시각 0시에 대한 파형의 상대적인 위치

* 측정 : 각도 또는 라디안(360도 = 2라디안)

디지털 신호의 의미

- 0과 1의 두 레벨을 갖는 신호

ex) 이미지 정보, 휴대폰에서 수신되는 정보

비트 간격과 비트율

- 비트 간격 : 하나의 단일비트를 전송하는데 드는 시간

- 비트율 : 1초 동안 전송된 비트의 수

- 단위 : bps (bits per second)

- 비트율 = 1/비트간격,        비트간격 = 1/비트율

부호화와 부호체계

1. 디지털 대 디지털 부호화

디지털 - 디지털 부호화

- 0과 1로만 표현된 디지털 데이터를 디지털 신호로 표현하는 것으로, 단극형, 극형, 양극형으로 분류할 수 있다.

 단극형(Unipolar)

- 0(제로전압, 휴지회선)과 1(양극) 중 하나의 값만 사용

- 다른 복잡한 부호화 시스템 개발의 비교 대상으로 용이

- 구현 비용 저렴

- 직류성분과 동기화 문제 발생

* 직류성분(DC component) : 주파수가 0인 성분

→ 신호에 직류성분이 존재하면, 그 신호는 직류성분을 다룰 수 없는 매체를 통과하지 못하게 된다.

* 동기화(Synchronization) : 적절한 방법을 통해 송신측에서 전송한 데이터의 비트를 수신측에서 정확하게 수신할 수 있도록 하는 기술

→ 연이은 1이나 0을 포함하는 데이터 흐름이 나타나면 단극형 부호화에서 동기화 문제가 발생한다.

극형(Polar)

- 양극과 음극 두 값을 사용

- 평균전압 감소, 직류성분 완화

- 비영복귀(NRZ, Non-return to Zero) : 신호의 준위는 항상 양 아니면 음이다.

* NRZ-L(Non-return to Zero, Level) : 두 개의 전압으로 0과 1을 부호화하여 양의 전압 0, 음의 전압 1을 의미

* NRZ-I(Non-return to Zero, Invert) : 전압 준위는 비트 1표시이면 반전되고 비트 0이면 변화 없음

- 영복귀 (RZ, Return to Zero)

: 3개의 값을 사용(양극, 음극, 제로)

: 0일 경우, 음(-) 전압으로 시작해서 중간에 0으로 북귀

: 1일 경우, 양(+) 전압으로 시작해서 중간에 0으로 복귀

: 0 전압은 동기화에 사용

- 2상(Biphase) : 신호가 비트 간격의 한 가운데서 변화하되, 0으로 되돌아 오지 않는다.

* 맨체스터 동기화(Manchester Synchronization)

음 → 양 전이 : 비트 1

양 → 음 전이 : 비트 0

* 차분 맨체스터 동기화(Differential Manchester Synchronization)

비트 0 : 전압의 변화가 있음(비트 시작점에 전이가 있음)

비트 1 : 전압의 변화가 없음(비트 시작점에 전이가 없음)

양극형(Bipolar)

- 3개의 전압 레벨 사용(양극, 음극, 제로)

- 0전압 준위 : 2진수 0으로 표현

- 양극과 음극 전압을 교대로 비트 1로 표현

- 양극형 교대표시 반전(AMI, Alternate Mark Inversion)

: 양극화 부호화 중 가장 단순한 형태

: 0 전압은 0을 나타내고 1 전압은 양, 음을 교대로 반전

- 양극형 8영대입(B8ZS, Bipolar 8-Zero Substitution)

: 양극형 AMI에서 연속해서 8개의 0이 나타나면 특정한 패턴을 대신 보낸다.
: 북미에서 사용

ex) +00000000    →    +000+-0-+

- 고밀도 양극형 3(HDB3, High Density Bipolar 3)

: 연속적인 0이 3개를 초과해서 나타나지 않아야 한다.

: 유럽이나 일본에서 사용

ex) 1의 개수가 홀수일 때 : +0000    →    +000+,    -0000    →    -000-

     1의 개수가 짝수일 때 : +0000   →    +-00-,    -0000    →    -+00+

2. 디지털 대 아날로그 변조

디지털 - 아날로그 변조

- 디지털 신호를 갖는 데이터를 아날로그 신호의 특성을 갖는 데이터로 바꾸는 과정

진폭편이변조(ASK, Amplitude Shift Keying)

- 데이터의 신호와 전압 변화에 따라 반송파의 진폭을 변화

- 반송파 송출(OOK, On-Off Keying) : 1, 반송파 송출 중단 : 0

- 잡음에 민감하여 비효율적

- 광섬유로 데이터 전송

주파수편이변조(FSK, Frequency Shift Keying)

- 두 개의 이진 값에 서로 다른 반송파의 주파수를 적용하는 방법

→ 주파수는 다르나 진폭은 동일

- 높은 주파수 : 비트 0, 낮은 주파수 : 비트 1

- ASK의 잡음문제 대부분 해결 가능

- 비교적 회로 구성이 단순

- 동축 케이블을 이용한 근거리 통신망에 사용

위상편이변조(PSK)

- 위상의 변화로만 0과 1을 표현

- 위상의 변화를 다양하게 해서 한 위상에 3비트까지 한꺼번에 할당 가능

* 2위상 : 0은 0도, 1은 180도로 위상 표현(위의 그림)

* 4위상 : 90도 간격으로 위상 표현(2비트)

* 8위상 : 45도 간격으로 위상 표현(3비트)

- 고속 데이터 통신용으로 사용

3. 부호체계

부호(Code)

- 각 데이터 정보마다 할당되는 2진 표현

부호체계

- 모든 문자 집합에 대한 부호집합

ASCII(American Standard Code for Information Interchange) 코드

- 미국 표준협회가 제안하여 채택된 코드

- 7비트로 한 문자를 표현할 수 있어서 128문자까지 표현 가능

- 컴퓨터 통신 터미널 사이의 정보교환에 사용되고 소형 컴퓨터에서 사용

디지털 데이터 전송 방식

1. 직렬 전송방식과 병렬 전송방식

직렬(Serial) 전송 방식

- 한번에 한 비트씩 순서대로 데이터 전송

- 거리가 수십 미터 이상일 경우 사용

- 병렬 전송 방식보다 전송비용 감소 가능

- 장거리 전송 가능

- 병렬 전송 방식보다 속도가 느림

병렬(Parallel) 전송 방식

- 여러 개의 비트를 그룹으로 한번에 전송

- 컴퓨터와 주변기기 사이의 데이터 전송

- 전송속도가 빠르고 인터페이스 구성이 단순

- 거리가 멀수록 전송비용 증가

- 다수의 전선 필요

2. 비동기식 전송방식과 동기식 전송방식

비동기식 전송(Asynchronous Transmission) 방식

- 문자 단위의 비트 블록을 전송 기본 단위로 사용

- 한 번에 한 문자씩 전송

- 시작비트와 정지비트 사이의 간격이 가변적이므로 불규칙적인 전송에 적합

- 시작 비트(Start bit)와 정지 비트(Stop bit)가 존재 하므로 동기화가 유지됨

- 전송 방법 : 전송할 데이터가 있을 경우, 휴지상태(비트 1)에서 시작비트(비트 0)를 전송하여 선로를 0 상태로 전환

- 장점 : 단순하고 저가로 구현 가능

- 단점 : 전송효율이 떨어짐

동기식 전송(Synchronous Transmission) 방식

- 문자 또는 비트들의 데이터 블록 단위로 송수신

- 전송의 시작과 끝을 알리는 제어정보 부분을 데이터 블록 앞에 붙여 동기화를 유지

- 문자 중심의 동기 전송 방식 : ASCII 문자로 구성된 파일 등을 전송하는데 주로 사용되는 방식

- 프레임 중심의 동기 전송 방식 : 전송단위를 일련의 비트들의 묶음 즉, 프레임으로 보고, 비트 프레임의 처음과 끝을 나타내는 특별한 비트패턴을 덧붙여 전송하는 방식

- 전송 방법 : 시작 비트나 종료 비트를 간격 없이 전송

- 장점 : 전송 효율 및 전송 속도가 높다.

- 단점 : 장비가격 고가

전송매체

1. 전송매체의 구분

전송매체

- 통신기기와 통신기기 사이에서 실질적인 정보를 전송하는 물리적인 통로

유도매체

- 유선으로 지상 연결할 수 있는 매체 → 유선매체

ex) 트위스트 페어 케이블, 동축 케이블, 광섬유 케이블

비유도매체

- 무선으로 연결할 수 있는 매체 → 무선매체

ex) 마이크로파, 위성 마이크로파, 무선 라디오파

2. 유선매체와 무선매체

유선매체

-트위스트 페어 케이블(Twisted Pair Cable)

: 절연체를 입힌 2개의 구리선이 균일하게 서로 꼬여있는 형태

* UTP(Unshielded Twisted-pair Cable)

: 가장 일반적인 형태의 통신매체

: 전화 시스템과 컴퓨터 시스템에서 사용

: 음성 및 데이터 전송에 적합

: 가격이 저렴하고 설치와 사용이 용이

*STP(shielded Twisted-pair Cable)

: 데이터 신호 간섭을 줄이기 위해서 각 쌍들마다 외부 차폐 보호막을 한 형태

: 가격은 UTP에 비해 비싸지만 간섭에는 덜 민감

: 최근 다양화 되어가는 네트워크 환경에서 장비 보호, 성능 향상, 노이즈 방지, 원격격전송 및 정밀을 요하는 분야에서는 반드시 사용하여야 하는 케이블 

- 동축 케이블(Coaxial Cable)

: 두 개의 도체로 구성

: 중앙의 동선에 플라스틱 절연체를 씌우고 그 위에 그물 모양의 구리망을 두른 형태

: 외부와의 차폐성이 좋으며 간섭 현상이 적은 특성이 있음

: 이더넷 형태의 LAN의 연결, 장거리 전화망, 케이블 TV 등에 사용

* 특성

: 수백미터 이상의 거리에서 10Mbps 이상의 데이터 전송 속도 가능

: 아날로그 신호와 디지털 신호 전송 모두에 사용 가능

: 트위스트 페어 케이블보다 높은 주파수와 빠른 데이터 전송에 효과적

: 트위스트 페어 케이블보다 혼선과 간섭에 강함 

- 광섬유 케이블(Optical Fiber Cable)

: 여러 겹의 유리와 플라스틱으로 구성된 통로에 빛의 펄스 형태로 데이터를 전송

: 빛을 사용하는 만큼 내우 빠르게 전송

: 주로 초고속 통신, VDSL 등에서 사용

* 구성

▷ 내부 물질인 코어(Core) : 광섬유 중앙에 위치하여 빛이 펄스 형태로 데이터를 전송하는 통로

▷ 외부 물질인 클래딩(Cladding) : 빛이 코어 내부로만 흐르도록 코어를 감싸고 있는 부분

* 용도

: 광대역 전송로로 이용

: 데이터 전송 분야에서 사용

: 장거리 통신용으로 사용(장거리 국제 전화용)

: 근거리 통신망이나 단거리 화상 중계에 이용

* 장점

: 잡음에 대한 저항력

: 장거리 통신 가능

: 높은 대역폭

: 초소형

* 단점

: 고가의 가격

: 설치, 유지 및 보수가 어려움

: 부서지기 쉬움

무선매체

- 통신기기와 통신기기의 데이터 흐름이 특별한 물리적인 경로 없이 전송

- 지상 마이크로파

: 장거리 통신 서비스용

* 용도

: TV나 음성전송용 동축케이블의 대용으로 사용

: 빌딩 사이에서 짧은 지점간의 연결을 위해 사용

: 빌딩 사이의 짧은 지점간의 연결과 폐쇄회로 TV나 LAN을 서로 연결하기 위한 용도로 사용

* 장점

: 동축 케이블과 마찬가지로 마이크로파는 장거리 전송에서 높은 전송률을 제공
(같은 거리에서 동축 케이블보다 적은 증폭기나 리피터를 요구하지만 중간에 장애물이 없어야 함)

* 단점

: 건물이나 나쁜 기후 조건과 같은 요소들에 의해 방해를 받을 수 있음

* 잠재적 가능성

: 지역에서 디지털 데이터의 전송에 사용

- 위성 마이크로파

: 광섬유만큼이나 획기적인 기술

: 위성이 마이크로파의 중계국으로 지상에 설치된 두 개 이상의 송수신국을 서로 연결하기 위하여 사용

: 지상에서 마이크로파를 이용해서 위성으로 쏘아 올린 신호(Uplink)를 위성에서 증폭하고, 이를 다시 다른 주파수로 송신(Downlink)하는 형태

* 용도

: 장거리 전화, TV 방송 등에 이용

: 빌딩 사이에서 짧은 지점간의 연결을 위해 사용

: 빌딩 사이의 짧은 지점간의 연결과 폐쇄회로 TV나 LAN을 서로 연결하기 위한 용도로 사용

* 장점

: 사용빈도가 높은 국제간의 통신용으로 최상의 매체

: 큰 통신량

: 통신비용 감소

* 단점

: 장거리 통신이므로 송신국 사이의 전파 지연 발생

: 통신의 비밀 보장이 어려움

: 점 대 점(Point-to-Point) 네트워크 구성만 가능

- 무선 라디오파

: 다방향성이고, 정해진 지점에 정확히 설치될 필요 없음

: 불특정 다수를 대상으로 하는 방송(Broadcast)형태의 통신에 적합

: 건물, 강, 숲 등의 물체로부터 반사되어 발생하는 다중 경로로 인한 간섭이 발생할 수 있음