정보처리기능사 - 14. 정보 전송 회신

통신 회선

단말장치에 입력된 데이터 또는 컴퓨터에서 처리된 결과가 실질적으로 전송되는 물리적인 선로

• 1차 정수: 저항(R), 정전용량(C), 인덕턴스(L), 누설 컨덕턴스(G)
• 2차 정수: 감쇠정수, 위상정수, 전파정수, 특성 임피던스
• 전송 선로의 무왜곡 조건: RC = LG

꼬임선(Twisted Pair Wire, 이중 나선)

• 두 개의 절연된 구리선을 서로 꼬아(전기적 간섭 최소화) 하나의 전송 선로를 구성, 여러 쌍(Pair)의 꼬임선들을 하나로 묶어 케이블을 형성
• 가격이 저렴하고 설치가 간편하지만 거리 대역폭, 데이터 전송률 면에서 제약이 많고 다른 전기적 신호의 간섭이나 잡음에 영향을 받기가 쉬움

동축 케이블(Coaxial Cable)

• 중심 도체를 플라스틱 절연체를 이용하여 감싸고, 이를 다시 외부 도체를 이용하여 감싸는 형태로 구성
• 꼬임선에 비해 외부 간섭과 누화의 영향이 적음
• 고주파 특성이 양호하며, 광대역 전송에 적합, CATV, 근거리 통신말, 장거리 전화 등에서 다양하게 사용

광섬유 케이블(Optical Fiber Cable, 광 케이블)

• 유리로 제작된 가느다란 광섬유를 여러 가닥 묶어 케이블의 형태로 만든 것, 데이터를 전기 신호가 아닌 빛으로 바꾸어 전송(전반사 원리)
• 유선 매체 중 가장 빠른 속도와 높은 주파수 대역폭을 제공하여 데이터의 전송률이 높음
• 가늘고 가벼와 취급이 용이하고 대용량, 장거리 전송이 가능하며 도청이 어려워 보안성이 뛰어남
• 절연성이 좋아 전자 유도의 영향을 받지 않으므로(무유도성), 전자기적인 문제가 최소화되어 안정된 통신 및 누화 방지 가능

광통신의 3요소

• 발광기(LD: Laser Diode): 전광 변환(전기 에너지 -> 빛 에너지), 송신 측 요소
• 수광기(PD: Photo Diode): 광전 변환(빛 에너지 -> 전기 에너지), 수신 측 요소
• 광심선(광 케이블): 중계부로 석영, 유리로 구성

광섬유 케이블의 구성

• 코어(Core): 빛이 전파되는 영역, 클래드보다 높은 굴절률
• 클래딩(Cladding): 코어의 빛이 외부로 빠져나가지 못하게 보호, 코어보다 약간 낮은 굴절률
• 재킷(Jacket): 습기, 마모, 파손 등의 위험으로부터 내부를 보호

라디오파

무선 주파수를 사용하여 통신 장비의 이동이 빈번하고 통신 회선을 이용하기 어려운 지역 간의 통신하는 방식

동축 케이블이나 광섬유 케이블의 대용으로 주로 장거리 통신(음성 전송) 서비스에 이용

감쇠율이 적어 동축 케이블에 비해 중계기가 훨씬 적게 듬

지상 마이크로파

3~40GHz의 주파수 대역을 사용하여 라디오파와 마찬가지로 장거리 전송에 높은 전송률을 제공

동축 케이블에 비해 중계기가 적게 듬

위성 마이크로파

지상 마이크로파를 통신 위성을 통해 변환, 증폭한 후 다른 주파수로 지상에 송신하는 방식

대역폭이 넓어 고속 대용량 통신이 가능하고 통신 비용이 거리와 무관하게 일정하므로 저렴

오류율이 적어 고품질의 정보 전송 가능이 가능하지만 통신 위성을 거쳐야 하므로 전송 지연 시간이 김

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회선 구성 방식

포인트 투 포인트(Point-To-Point) 방식

중앙 컴퓨터와 단말기를 독립적(1:1)으로 연결하여 언제든지 데이터 전송이 가능하게 한 방식으로 전용 회선 또는 교환 회선에 이용

전송할 데이터의 양과 회선 사용 시간이 많을 때 효율적이고 유지보수가 쉬움

포인트 투 포인트(Point-To-Point) 방식

멀티 드롭(Multi-Drop, 멀티 포인트, Multi-Point) 방식

• 여러 대의 단말기들을 한 개의 통신 회선(전용 회선)에 연결하는 방식, 제어용 컴퓨터가 주국이 되고 단말기가 종국이 됨
• 전송할 데이터의 양과 외선 사용 시간이 적을 때 효율적이고 회선을 공유하기 때문에 효용도가 높고 가격이 저렴
• 제어 소프트웨어가 복잡하며 데이터 전송은 폴링(Polling)과 셀렉션(Selection)에 의해 수행
  • ※ 폴링/셀렉션(Polling/Selection) 방식: 주 컴퓨터에서 송수신 제어권을 가지고 있는 방식
    • 폴링(Polling): 주컴퓨터가 단말기에게 전송할 데이터가 있는지 물은 후 전송을 허가(주컴퓨터 ← 단말기)
    • 셀렉션(Selection): 주컴퓨터가 단말기에게 데이터를 받을 준비가 되어 있는지 물은 후 전송(주컴퓨터 → 단말기)

멀티 드롭(Multi-Drop, 멀티 포인트, Multi-Point) 방식

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통신 속도와 통신 용량

통신 속도

변조 속도

• 1초 동안 신호 변화 수를 나타내는 것
• 단위는 baud를 사용, baud = 1/1개의 신호가 변조회는 시간(초)
• 변조 속도 = 신호 속도 / 변조 시 상태 변화 수

신호 속도

• 1초 동안 전송 가능한 비트의 수를 나타내는 것
• 단위는 bps(bit/sec)를 사용, 1Kbps = 1초에 1,000개의 비트 전송 가능을 의미
• 신호 속도 = 변조 속도 X 변조 시 상태 변화 수

※ 변조 시 상태 변화 수: 모노비트(Monobit): 1Bit, 디비트(Dibit): 2Bit, 트리비트(Tribit): 3Bit, 쿼드비트(Quadbit): 4Bit

전송 속도

• 단위 시간에 전송되는 데이터의 양(문자, 블록, 비트, 단어 수 등)을 나타내는 것
• 단위는 정해진 것은 없으나 보통 문자/초(분, 시간), 블록/초(분, 시간), 단어/초(분, 시간), 비트/초(분, 시간) 등과 같은 형식

통신 용량

• 단위 시간 동안 전송 회선이 최대로 전송할 수 있는 통신 정보량을 의미

샤논(Shannon)의 정의

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

• 통신 용량을 늘리기 위한 방법으로는 주파수 대역폭 ↑, 신호 세력 ↑, 잡음 세력 ↓