디지털 통신의 기본 개념과 신호 전송 특징에 대해 알아봅시다.
1. 디지털 통신의 기본 개념
아날로그와 디지털의 차이
아날로그 신호가 연속적인 값의 변화를 가지는 것과 달리, 디지털 신호는 이산적인 값(0과 1)을 사용합니다.
디지털 신호의 특징:
- 이산적인 값 사용
- 노이즈에 대한 강한 내성
- 데이터 처리와 저장이 용이
- 복제와 전송 과정에서 품질 저하가 적음
2. 2진수와 디지털 신호
2진수 채택의 배경
컴퓨터와 디지털 통신이 2진수를 사용하는 것은 다음과 같은 이점 때문입니다:
오류 최소화
- 두 가지 상태만 사용하여 구분이 명확
- 노이즈에 대한 내성이 강함
- 장거리 전송에도 신호 품질 유지가 용이
하드웨어 구현
- 반도체로 쉽게 구현 가능
- 회로 설계가 단순
- 제작 비용이 상대적으로 저렴
처리 효율
- 단순한 논리 회로로 처리 가능
- 빠른 연산 속도
- 전력 소비가 적음
3. 디지털 신호의 전송 방식
기저대역과 반송대역 방식
| 구분 | 기저대역(Baseband) | 반송대역(Broadband) |
|---|---|---|
| 신호 형태 | 디지털 신호 직접 전송 | 아날로그로 변환하여 전송 |
| 장점 | - 변조/복조 불필요 - 높은 전송 효율 - 구현이 단순 | - 장거리 전송 - 다중 채널 사용 가능 |
| 단점 | - 단거리 전송만 가능 - 단일 채널 | - 변조/복조로 인한 지연 - 구현이 복잡 |
| 용도 | - 근거리 통신 - 컴퓨터 내부 통신 | - 장거리 통신 - 대규모 네트워크 |
4. 전송 매체와 특성
동축 케이블
- 구리선 기반 전송 매체
- 아날로그/디지털 신호 모두 전송 가능
- 높은 주파수 대역 제공
- 비용 효율적인 솔루션
광케이블
- 빛을 이용한 디지털 신호 전송
- 매우 낮은 신호 손실
- 극히 높은 대역폭
- 외부 간섭에 강함
5. 디지털 대역폭과 성능
대역폭의 의미
디지털 대역폭은 초당 전송할 수 있는 비트 수를 의미합니다.
주요 단위:
- bps (bits per second)
- Bps (Bytes per second)
세대별 이동통신 비교
| 구분 | 4G | 5G |
|---|---|---|
| 최대 속도 | 1Gbps | 20Gbps |
| 지연 시간 | 10ms | 1ms |
| 연결 밀도 | 10만 기기/km² | 100만 기기/km² |
정리
디지털 통신은 아날로그 통신과 비교하여:
- 더 안정적인 데이터 전송
- 더 효율적인 데이터 처리
- 더 높은 확장성
을 제공합니다. 특히 노이즈에 대한 강한 내성과 데이터 처리의 용이성은 현대 통신 시스템에서 디지털 방식이 선호되는 주된 이유입니다.
