정보 통신 개론 : 1-정보(데이터) 전송 이론

1장 통신의 개요

정보 통신(information Communication)

정보 통신 = 전기 통신 + 컴퓨터(정보 처리)

> 컴퓨터와 통신 기술의 결합에 의하여 통신 처리 기능을 물론이고, 정보 처리 기능에 정보의 변환, 저장 과정이 추가된 형태의 통신이다.

> 정보 처리가 가능한 기계와 기계 간에 전기적인 통신 회선을 통해 정보를 송수신하는 통신이다.

> 전기 통신과 컴퓨터의 정보 처리 능력을 부가시켜 정보를 송수신하는 통신이다.

> 컴퓨터나 통신 기기 사이에서 디지털 형태로 표현된 정보를 송수신하는 통신이다.

> 정보 처리 장치 등에 의하여 처리된 정보를 전송하는 기계 장치 간의 통신이다.

 

데이터 전송 시스템

단말 장치(DTE : Data Terminal Equipment)

사용자 인터페이스 장비로 터미널(Terminal)이라고도 한다. 정보 통신 시스템을 사람이 접근하여 사용하는 장비로 전화기, 컴퓨터, 팩시밀리, 휴대폰, PDA등이 있다.

> 사용자 인터페이스 기능을 담당한다.

> 데이터를 입력하고 출력한다.

> 전송 제어 기능(입출력 제어, 오류 제어, 송수신 제어)을 담당한다.

> 통신 회선을 통하여 송수신될 때 속도의 차이를 극복시켜 주는 임시 기억 장치의 역할을 담당한다.

   

통신 제어 장치(CCU : Communication Control Unit)       

> 통신 회선을 통하여 송수신되는 자료를 제어하고 감시한다.

> 통신 회선의 전송 속도와 중앙 처리 장치의 처리 속도 사이에서 조정을 수행한다.

> 통신 회선과 전기적으로 결합한다.

> 전송 문자 및 메세지를 조립, 분해한다.

> 송수신이나 전송을 제어한다.

> 통신 회선을 감시하거나 접속 순서를 제어한다.

> 통신의 시작과 종료 제어, 송신권 제어, 교환 분기 등을 한다.

> 동기 제어, 오류 제어, 흐름 제어, 응답 제어 등을 한다.

> 제어 정보 식별, 기밀 보호, 관리 기능이 있다.

> 통신 방식, 다중 접속을 제어한다.

> 전송 제어 장치(TCU : Transmission Control Unit)는 입출력 장치에 대한 각 데이터 전송 회선과의 접속 및 전송 제어를 수행하며 메세지를 처리한다.

 

2장 데이터 전송의 기초

데이터 전송 속도

데이터 신호 속도(bps)

> 데이터 신호 속도는 부호를 구성하는 데이터의 비트 수가 1초 동안에 얼마나 전송되었는가를 나타내는 단위로

bps(pits per second)를 사용한다. 예를 들어 1,200bps비트를 전송한다는 의미이디ㅏ.

> 데이터 신호 속도(bps) = 변조 속도(Baud) X 변조 시 상태 변화 수

 

3장 데이터와 신호 변환기

신호 변환기의 종류

Modem

> 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환시키는 장비로 PSTN(공중 전화망)에 접속되는 장비이다.

DSU

> 디지털 데이터를 전송망에 적합한 디지털 신호로 변환시키는 장비로 PSNDN(공중 전화망)에 접속되는 장비이다.

CODEC

> 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환시키는 장비로 PCM이 대표적인 예이다.

Telephone

> 아날로그 데이터를 아날로그 신호로 변환시키는 장비로 빠르고 멀리 전송하기 위해서 음성 대역의 낮은 주파수를 높은 주파수로 변환한다.

 

모뎀의 신호 변환 방식

> 디지털 데이터를 아날로그 통신망을 이용하여 전송되도록 아날로그 신호로 변환하는 방식으로 다음과 같디 4가지가 있다.

ASK(Amplitude Shift Keying : 진폭 편이 변조)

> 디지털 데이터의 1과 0을 진폭의 크기만 다르게 하여 전송하는 방식으로 300bps 이하의 저속도 모뎀에서 사용된다.

 

FSK(Frequency Shift Keying : 주파수 변이 변조)

> 디지털 데이터의 1과 0을 주파수의 주기 수를 다르게 하여 전송하는 방식으로 1,200bps이하의 중속도 모뎀에서 사용된다.

 

PSK(Phase Shift Keying : 위장 편이 변조)
> 디지털 데이터의 1과 0을 위상(각도,위치)을 다르게 하여 전송하는 방식으로 2,400 ~ 4,800bps의 중속도 모뎀에서 사용된다.

 

QAM(Quardrature Amplitude Modulation : 진폰 위상 변조, 직교 위상 변조)

> 디지털 데이터의 진폭과 위상을 변조하여 전송하는 방식으로 4,800bps 이상의 고속도 모뎀에서 사용된다. 예를들어 2진 4위상 변조 방식은 2개의 진폭을 가진 4개의 위상 차이로 신호를 보낸다. 따라서 신호 레벨이 총 8개가 되므로 신호당 3비트씩 전송할 수 있다.

 

DSU(Digital Service Unit)

> DSU는 네트워크 간에 서로 다른 디지털 신호를 사용하기 때문에 필요한 네트워크 연결 장비이다.

 

DSU의 사용 목적

> 디지털 데이터를 디지털 통신망을 이용하여 전송되도록 디지털 신호로 변환하는 방식이다.

> 디지털 신호를 변조하지 않고 DTE(단말 장치)를 데이터 교환망에 접속하기 위한 장비이다.

> 디지털 통신 회선을 이용하여 효율적(동기화, 필터링)으로 전송하기 위한 장비이다.

> 먼 거리까지 디지털 데이터를 전송하기 위해 사용한다.

> 동일하지 않는 네트워크 신호를 동일한 신호로 변환하기 위해 사용한다.

> 모뎀의 회로 구성보다 간단하고 속도가 빠르다.

  

CODEC(COder/DECoder)

CODEC 사용 목적

> 아날로그 데이터를 전송하기 위하여 디지털 신호로 변환시키고, 다시 디지털 신호를 아날로그로 복귀시키는 장비를 코덱(CODEC)이라 한다. 코덱의 기술로는 펄스 코드 변조(PCM)와 델타 변조(DM)가 있다.

 

PCM 순서 : 표본화 > 양지화 > 부호화 > 복호화 > 여파화(필터링)

 

4장 데이터 전송의 기본 형태

데이터 전송 방향

단방향 전송(Simplex)

> 한쪽 방향으로만 데이터 전송이 이루어지는 방식으로 TV, 라디오, 텔렉스(Telex), 원격 측정 등을 예로 들 수 있다.

양방향 전송(Duplex)

> 양쪽 방향에서 데이터 전송이 이루어지는 방식이다.

 

비동기식 전송과 동기식 전송의 비교

비동기식 전송

> 간헐적으로 시간을 맞춘다.

> 독릭접 전송이다.

> 문자 단위 전송이다.

> 휴지 시간이 있다.

> 1,200[bps] 이하의 저속 전송에 사용한다.

> ASK, FSK나 방식에 적당하다.

> Start/Stop 비트가 필요하다.

> 대화용 전송에 적당하다.

> 버퍼(Buffer)를 적게 사용한다.

 

동기식 전송

> 연속적으로 시간을 맞춘다.

> 종속적 전송이다.

> 블록(프레임) 단위 전송이다.

> 휴지 시간이 없다.

> 1,200[bps] 이상의 고속 전송에 사용한다.

> PSK, QAM 방식에 적당하다.

> 동기 문자(SYN)가 필요하다.

> 파일 전송에 적당하다.

> BASIC, HDLC, SDLC는 모두 동기식 전송이다.

 

네트워크 형태(토폴로지, Topology)

점 대 전형(Point-to-Point Type)

두 개의 컴퓨터가 하나의 회선을 통해 직접적으로 연결된 방식으로 일 대 일 방식과 일 대 다 방식이 있다.

일 대 다 방식은 중앙에 호스트 컴퓨터가 있고 이를 중심으로 단말기(Terminal)들이 연결되는 중앙 집중식의 네트워크 구성 형태를 보통 스타(Star)형이라고 한다. 점 대 점형은 직통 회선, 전용 회선, 직통 분기 회선 등으로도 불린다.

 

DCE/DTE(RS-232C 중심설명) 접속 규정

> 단말기를 비롯한 데이터 단말 장치(DTE)와 변, 복조기를 비롯한 데이터 회선 종단 장치(DCE) 사이의 전기적인 연결은 여러 가지 특성들을 고려해서 표준화해야 한다. 독자적인 개발, 제작, 사용은 기술의 혼란이나 부가적인 비용이 추가되어 효율적이지 못하다. 이를 위해 ITU-TS(구 CCITT)의 V.24, ISO, EIA의 RS-232C 등의 표준화 단체들은 이러한 DTE/DCE 접속 규격에 관한 표준을 제정, 권고하고 있다.

 

국제 표준화 단체

국제 전기 통신 연합(ITU : International Telecommunication Union/)

> UN 산하의 조직으로 세계 전기 통신의 규칙 및 설계, 장비 및 시스템에 대한 운용 기준의 설정, 전기 통신 업무의 설계 및 운용에 요구되는 정보의 조정 및 보급, 전기 통신 및 관련 서비스의 장려 및 개발에 대한 책임을 지고 있다.

 

CCITT(Consultative Commitee International Telegraph & Telephone)

국제 전신 전화 자문 위원회로 기술, 운용 및 요금에 대한 과제를 연구하는 세계적인 전기 통신의 표준화를 목적으로 창립되엇으며 이에 관한 권고 및 규약을 책자로 발행한다.