정보 통신 개론 : 3-통신 회선 공유

1장 회선 공유 기술

다중화기(Multiplexer)의 분류

주파수 분할 다중화(FDM : Frequency Division Multiplexing)

통신 회선의 주파수를 여러 개의 작은 대역 폭(채널)으로 분할하여 여러 대의 단말기가 동시에 사용할 수 있도록 한 것이다. 채널 간의 상호 간섭을 막기 위해 보호 대역이 필요하고, 이 보호 대역은 채널의 이용률은 낮추게 한다.

> 전송 매체의 유효 대역폭이 클 때 사용한다.

> 전송 매체를 지나는 신호는 아날로그 신호이다.

> 비용이 저렴하며, 주파수 변조만 하므로 기술이 간단하다.

> 비동기식 저송이며, 멀티 포인트 방식에 적합하다.

> 모뎀의 역할을 겸하므로 별도의 모뎀이 필요하지 않다.

> 전송지연 없이 실시간 전송이 가능하다.

> 누화 잡음 및 상호 변조 잡음이 발생한다.

> 가드 밴드(보호 대역) 떄문에 대역폭이 낭비된다.

> 신호들이 전기적 중복 현상을 예방하기 위해서 인접하는 Sub-Channel들 사이에 위치하는 것이다.

 

보호대역(Guard Band)

> 보호 대역(가드 대역, 여유 대역)은 두 채널이 섞이는 현상(상호 변조 잡음)을 방지하기 위해 채널과 채널 사이에 여유분의 주파수 대역을 확보하는 것을 말한다.

 

시간 분할 다중화(TDM : Time Division Multiplexing)

> 한 통신의 회선의 대역폭을 일정한 시간 폭(Time Slot)으로 나누어 여러 개의 단말기가 하나의 통신 회선을 사용할 수 있도록 하는 기술을 말한다. 시간 분할 다중화에는 데이터 전송에 필요한 전송률보다 전송 매체에 유효 전송률 이 클 때 사용하는 다중화 방식이다.

 

동기식 시분할 다중화(STDM : Synchronous TDM)

> 동기식 시분할 다중화기는 일반적으로 사용하는 시분할 다중화기 방식으로, 모든 단말기에 고정된 시간 폭(Time Shot)을 제공한다.

 

비동기식 시분할 다중화(ATDM : Asynchronous TDM, 지능형, 확률적, 통계적 TDM)

> 비동기식 시분할 다중화기는 접속된 단말기 중 실제로 전송할 데이터가 있는 단말기에만 시간 폭을 제공하므로 전송 효율이 높다.

 

코드 분할 다중화(CDM : Code Division Multiplexing)

> CDM이란 하나의 채널로만 사용하는 아날로그 방식의 문제점을 해결하기 위해 개발된 다중화 방식이다. 아날로그 형태인 음성을 디지털 신호로 전환한 후 여기에 난수를 부가, 여러개의 디지털 코드로 변환해 다중화하는 것으로 각 채널에 고유한 코드를 부여하고 해당 코드를 가진 단말기만을 인식하게 하는 방법이다.

 

위성 통신

> 위성 통신이 중계소 역할을 하는 장거리 통신 방법으로 대기권 밖의 인공위성을 통하여 지구상의 어느 곳이든 통신을 할 수 있도록 하는 통신 방법이다.

 

2장 공유 회선 점유 방식

 

공유 회선 점유 기술(매체 접근 기술)

> 호스트 컴퓨터에 연결되어 있는 여러 개의 단말기들은 통신 회선을 공유하고 있다. 이 단말기들이 어떻게 통신 회선을 점유하는가에 따라 통신 시스템 효율에 영항을 주게 된다. 공유 회선을 동적으로 점유하는 것을 공유 회선 점유 방식이라고 하며 MAC(매체 접근 기술)이라고도 한다. 이러한 기술은 점휴나느 기술에 따라서 예약 방식, 경쟁 방식(ALOHA,CSMA/CD), 순서적 할당 방식(Polling, Token), 선택 방식(Selection)등으로 구분된다.

 

경쟁 방식(Contention)

> 트래픽이 적은 소량의 데이터 전송에 적합한 방식으로 모든 단말기가 컴퓨터에 전송하기 위하여 순서와 규칙이 없이 경쟁하여 선로를 점유하는 방식이다. 즉, 송신 요구를 먼저 한 쪽이 송신권을 갖는 방식이다. 구현이 쉽고 전송량이 소량일 때는 적합하지만 전송량이 많을때는 성능이 저하된다.

 

CSMA/CD 기법의 특징

 > 자유 경쟁으로 채널 사용권을 확보하는 방법으로, 노드 간의 충돌을 허용하는 네트워크 접근 방식이다.

 > 데이터 전송을 하고자 하는 모든 단말 장치는 서로 대등한 입장에 있으며, 송신 요구를 먼저 한쪽이 송신권을 갖는 방식이다.

> 전송로상의 데이터가 흐르지 않는 것을 확인한 후 데이터를 보내는 방식으로 LAN의 매체 접근 방식이다.

> 송신측이 전송할 메세지가 있을 경우 사용 가능한 회선이 있을 때까지 기다려야 한다.

> 버스(Bus)형 구조에서 주로 사용한다.

> 충돌이 발생하면 다른 단말기에서는 데이터 전송은 불가능하다.

> 통신량이 많아지면 채널의 이용률은 크게 떨어진다.

> 통신량이 적을 때 유리하며 데이터가 일정한 길이 이하일 경우에는 충돌 신호를 검출할 수 없다.

> 충돌이 발생할 경우 대기(지연) 시간을 예측하기 매우 어렵다.

> LAN에 연결되어 있는 어느 한 단말기가 고장이 나더라도 다른 단말기의 통신에는 전혀 영향을 미치지않는다.

> 채널로 송출된 패킷은 모든 제어기(집중화기, 선로 점유 기술 장비)에서 수신 가능하며, 제어기는 충돌 검출만 가능하다.

> 회선 이용률이 10% 이하이면 충돌이 빈번하게 발생하는 시점이고 따라서 대기 시간도 증가한다.

> Ethernet 모델과 개선된 Ethernet 모델에서 계속 사용하는 MAC 기술이다.

> 1차국에서는 회선 점유에 관련된 제어 프로그램이 필요 없으므로 경제적인 시스템을 구축할 수 있고 장애 처리가 간단하다.

> IEEE 802.3의 표준 규약이다.

 

IEEE 802 Standard Family

> IEEE은 LAN 기술의 표준화를 목적으로 설립한 소위원회이다. 위원회에서 결정된 표준안은 ANSI(미국표준협회)를 통해 ISO(국제표준화기구)의 심의 절차를 거쳐 대부분 국제표준으로 채택되고 있으니 LAN의 국제 표준화에 크게 기여하고 있다. 현재 15개의 조직으로 나누어져 있는데 하부 조직인 IEEE 802.3 작업 그룹은 이더넷(Ethernet) LAN의 규격을, IEEE 802.4 작업 그룹은 토큰 버스(Token Bus) LAN의 규격을, IEEE 802.5 작업 그룹은 토큰 링(Token Ring)LAN의 규격을 담당하고 있다.