[컴퓨터네트워크] 3. Data and Signals

3.1 Analog and Digital

📁 Analog

• 연속적인 정보 ex) 음성

📁 Digital

• 이산적인 정보, 0과 1로 저장되는 데이터
  
• T : 주기
• aperiodic signal : 반복적인 주기가 없는 signal

3.2 Periodic analog signals

📁 analog signal 특징

• amplitude : 진폭
• period (T) : 주기
• frequency (f) : 진동수 (Hz) = 1초에 몇개의 신호를 보내는 지
• phase : 위상 = 반복되는 파형의 한 주기에서 첫 시작점의 각도 또는 어느 한 순간의 위치
  
  
• f = 1 / T

📁 Time and Frequency domains

📁 Composite Signal

• 여러 개의 파형이 합쳐진 것
• 매우 많은 파형이 합쳐지면 digital 처럼 표현 가능

📁 Bandwidth (대역폭)

• Hz 단위의 대역폭 : 신호의 최고 주파수 - 최저 주파수 = 전송할 수 있는 주파수 영역
  

• bps 단위의 대역폭 : 초당 전송가능한 bit 수 = speed of bit transmission

3.3 Digital Signals

• 전압, 와트, 암페어 등으로 신호를 분리
• L개의 Level = log₂L개의 비트 전송
  -> (b) Level 4개 = 2bit -> 1s에 총 16bit 전송

🍪 Bandwidth

= 무한대의 대역폭을 가진다.

🍪 Bit Rate

= 1초 동안 전송된 비트 수 (bps)
= 디지털 신호의 단위

🍪 Bit Length

= propagation speed x bit duration

3.4 Transmission impairment (전송 장애)

🍪 Attenuation(감쇠)

• loss of Energy
• 매체의 저항때문에 손실된다.
• Amplifier(증폭기)를 통해 다시 증폭시킨다.

🍪 Distortion(왜곡)

• 주파수의 전파 속도가 다르다 = 지연(Delay)가 다르다.
• 신호의 위상이 변한다.

🍪 Desibel (dB)

-> dB = -3 + 7 - 3 = + 1

🍪 Noise

🍪 Signal to Noise Ratio

• 신호 대 잡음 비
• 값이 작으면 안좋다! Noise가 많다는 뜻
  

3.5 Data rate limits

🍪 Data rate(전송률) 결정 조건

1. Bandwidth = 넓을수록
2. Level의 개수 = 많을수록
3. Noise 채널 품질 = 좋을수록 = 잡음 적을수록

🍪 Nyquist Bit Rate

• Noiseless channel = 잡음이 없는 경우
• L = 신호 level 수
  (Bit Rate = Data Rate)

🍪 Shannon Capacity

• Noise channel = 잡음이 있는 경우
• Capacity (bps) = 얼마나 많은 bit를 보낼 수 있는가
  

3.6 Performance

🍪 Bandwidth = 대역폭

🍪 Throughput = 처리율

🍪 Latency(Delay) = 지연

= propagation time(전파시간) + transmission time(전송시간) + queuing time(큐시간) +processing delay( 처리시간)

• propagation time : bit가 실제로 목적지 도달하기까지 필요한 시간
  

• transmission time : 첫 bit가 송신기를 통과하고부터 마지막 bit가 수신기에 도착할 때 까지의 시간

🍪 Bandwidth-delay Product (BDP)

• Bandwidth * Delay 만큼(=전송 가능한 최대량) 링크를 채워서 보낸다.
• Delay = propagation delay
  
• 거리가 먼 곳에 전송할 때 유리하다. 응답하는 거 기다리다간 언제 다보내나. 일단 꽉채워서 보내자.