Layer 1 Physical

Day 1 & Day 2

🔴Cable & Connector

📌Cable & Connector

-네트워크에서 물리적으로 장비를 연결하는 매체(media)
-네트워크 장비나 컴퓨터들 사이에서 전기적 신호를 전송
-네트워크 종류에 적합한 케이블을 선택해야 함
-케이블 종류에 따라 사용되는 커넥터의 종류가 달라짐

• 통신 Cable 종류
  -동축 케이블 (Coaxial Cable)
  -꼬임쌍선 케이블 (Twisted - Pair(TP) Cable)
  -시리얼 케이블 (Serial Cable)
  -광 케이블 (Fiber - Optic Cable)

📌꼬임 쌍선 케이블(TP케이블)

• 꼬임 쌍선(TP) 케이블
  -8개의 구리 선을 두 개씩 꼬아서 사용하는 방식
  -각 쌍 별로 꼬아진 간격을 서로 다르게 하여 내부 구리선 간의 충돌을 방지

• 꼬임 쌍선(TP) 케이블 종류
  -Shielded TP(STP)
  -Ubshielded TP(UTP)
  

• 꼬임 쌍선(TP) 케이블 종류

  • Shielded TP(STP)
    -은박지를 이용해 외부 저항을 줄여주는 기능 추가
    -신호 손상을 줄여 더 먼거리로 데이터 전송 가능
    -단가가 높음
    -신호 간섭이 많은 공장이나 야외, 또 빠른 통신 속도가 필요한 곳에 쓰임
    -유럽에는 STP가 주로 사용됨

  • Ubshielded TP(UTP)
    -Shield 기능이 없는 TP Cable(일반적인 TP Cable)
    -단가가 저렴
    -처리가 간단하고 값이 싸서 빠른 전송이 필요 없는 Ethernet의 LAN 용도에 표준으로 사용됨
    -EIA(Electronic industries Alliance)에서 Cable Category 라는 표준 규격을 제시 함

📌꼬임 쌍선 케이블 (Cable Category)

📌꼬임 쌍선 케이블 용 커넥터 = RJ45

• 8개의 구리선을 연결 할 수 있게 8개의 핀으로 구성되어 있음
• 암 커넥터의 내부 핀은 장비가 만들어질 때 역할이 정해 짐
  -TD(Transmit Data) : 데이터를 전송하는 역할
  -RD(Receive Data) : 데이터를 받는 역할
  -TD+로 전송되는 데이터는 RD+로, TD-로 전송되는 데이터는 RD-로 받아야 함
• 계층 별 핀 배열이 다르기 때문에 케이블을 만드는 방법이 다름(최근 장비는 구분 없이 사용 가능)

📌Serial Cable

• Serial Cable
  

• Clock Signal
  

📌Cable Type 명명 법

① Bandwidth(Mbps)

• 케이블을 통해 초당 전달할 수 있는 데이터의 양
• 전송 속도를 측정하는 단위
• 기본 단위 : Mbps(bps : bit per second)
  ② Signal Type
• Baseband : Digital Signal -> LAN, WAN(전용선)
• Broadband : Analog Signal -> WAN(공용선)
  ③ Cable Type(Max Distance)
• 케이블의 종류와 단일 케이블로 연결할 수 있는 최대 연장 거리
• Number(2 or 5) -> Coaxial cable(2: 185m, 5: 500m)
• T, Tx -> Twisted-pair cable(100m)
• F, Fx -> Fiber-Optic cable(Variable)
  

🔴Hub & Repeater

• 신호를 재생시켜 좀 더 먼거리까지 신호를 전달하기 위한 장비

• Repeater
  -port의 개수 : 2개
  -한쪽 port로 전달받은 신호를 재생시켜 반대쪽 포트로 전달 함
  -주로 거리 연장을 위해 사용 함

• Hub
  -port의 개수 : 여러 개
  -한 쪽 port로 전달받은 신호를 재생시켜 나머지 포트로 모두(flooding) 전달 함
  -다수의 포트를 이용하여 장비의 연결을 집중시키는 집선장비로 사용 함
  -※집선 장비 : 선을 집중해서 모아 주는 장비

📌신호 전달 방식

• Simplex
  -단 방향 신호 전달 방식
  -한 방향으로만 신호 전달 가능
  -Ex) 방송국, 일방통행 도로

• Half-Duplex
  -반 이중 신호 전달 방식
  -양쪽 전송이 가능하지만 한 순간에 한 방향으로만 신호 전달 가능
  -Hub의 기본 신호 전달 방식
  -Ex)무전기, 1차선 도로

• Full-Duplex
  -전 이중 신호 전달 방식
  -동시에 양 방향으로 신호 전달 가능
  -Switch의 기본 신호 전달 방식
  -Ex)전화기, 2차선 도로

📌충돌 가능 영역(Collision Domain)

• Hub 통신의 문제점
  -Half-Duplex 통신만 지원되므로 경쟁을 통해 매체를 이용하는 환겨에서는 신호의 충돌(Collision)이 발생할 가능성이 존재 함

• Collision Domain
  -Half-Duplex 환경에서 동시에 양방향으로 Data가 전송되는 경우 충돌이 발생
  -신호 충돌이 발생 가능한 영역을 Collision Dmain이라 함
  -Hub, Repeater 등 1계층 장비는 Half-Duplex 방식을 사용

• 해결 방법
  -CSMA/CD기법
  -Switch 등 Layer2 이상의 장비 사용
  -Full-Duplex로 동작
  

📌CSMA/CD

🔴Layer 1 Device ETC.