3.4 전송장애

보통 ATTENUATION, DISTORTION, NOISE의 장애가 생긴다.

ATTENUATION

감쇠는 에너지 손실을 의미한다.
신호가 매체를 통해 이동할 때 매체의 저항을 이겨내기 위해서는 약간의 에너지가 손실된다.
주파수 정도마다 감쇠가 다르다!
이러한 손실을 줄이기 위해 신호를 증폭시키는 증폭기가 사용된다.

데시벨

Distortion

신호의 모양이나 형태가 변하는 것, 반대되는 신호를 발생시키거나 다른 주파수의 신호를 만든다.
복합신호에서 다른 주파수로인해 일어날 수 있다.
주파수들에 따른 지연의 차이는 위상차이를 만든다!

Noise

다양한 종류: 열잡음, 유도된 잡음, 혼선 그리고 충격 잡음

Thermal Noise

• electron의 열교 때문에,
• 연속 균등 분포, Uniformaly distributed
• White Noise(백색 소음)
  

Intermodulation(상호변조)

• Signals that are the sum and difference of the two original frequencies sharing a medium or multiples of those frequencies
• 시스템에 비선형선이 있을 때 발생한다.

Crosstalk

• A signal from one line is picked up by another due to capacitive coupling between signal paths

Impulse Noise

• 갑작스러운 pulses or noise spike
• 짧은 기간
• 높은 amplitude
• ex) 전파방해, lightning, system faults

Signal-to-Noise Ratio(SNR)

• SNR = average signal power / average noise power
  

3.5 데이터 전송률의 한계

데이터 전송률의 세 요소

1. 가용 대역폭
2. 사용 가능한 신호 준위
3. 채널의 품질(잡음의 정도)

데이터 전송률을 계산하는 두가지 이론 수식

• 나이퀴스트 수식(Nyquist bit rate): 잡음이 없는 채널에서 사용
• 새논 수식(Shannon capacity): 잡음이 있는 채널에서 사용

나이퀴스트 전송률

• 잡음이 없는 채널의 경우 사용
• C: 전송률, B: 대역폭, M: 데이터를 나타나는데 사용한 신호준위의 개수
  
• 신호 준위를 늘리면 신뢰도가 떨어질 수 있다.
• 실제로는 어떤 신호준위의 어떤 대역폭이 필요한지 알기 위해 두가지 방법을 모두 사용한다
  * 섀넌 수식은 상한, 나이퀴스트 식은 신호 준위를 알려준다.
  

섀넌 용량

• 잡음이 있는 채널에서의 최대 전송률을 결정하는 수식
  

3.6 성능: Performance

Bandwidth, Throughput, Latency(Delay), Bandwidth-Delay Product

대역폭

1. 헤르츠 단위의 대역폭은 복합 신호의 주파수 영역이나 채널이 통과시킬 수 있는 주파수 영역을 말한다.
2. 비트율 단위의 대역폭은 채널 또는 링크의 비트 전송 속도를 말한다.

처리율(throughput)

어떤 지점을 데이터가 얼마나 빨리 지나가는가를 측정

지연(delay, latency)

• 발신지에서 첫 번째 비트를 보낸 시간부터 전체 메시지가 목적지에 도착할 때까지 걸린 시간
• Latency = propagation time + transmission time + queuing time + processing time

전파 시간(propagation time)

• 비트가 발신지에서 목적지까지 이동하는데 걸리는 시간
• 전파시간 = 거리/전파속도
• 진공에서 빛의 전파 속도 = 3x 10^8 m/s

전송 시간(transmission time)

• 메시지를 전송하는데 걸리는 시간은 메시지 크기와 채널의 대역폭에 좌우
• 메시지 크기 / 대역폭

큐 시간(Queuing time)

• 중간 또는 종단 장치들이 메시지를 전송하기 까지 가지고 있는 시간

Bandwidth - Delay Product

• bandwidth x delay
• Case 1 (대역폭 1bps 링크)