[데이터 통신과 네트워킹] Analog Transmission

디지털-대-아날로그 변환

• 디지털-대-아날로그 변환 : Modulation

Amplitude Shift Keying (ASK)

• 신호 요소를 만들어내기 위해 반송파에 진폭을 변경한다.
• 주파수와 위상은 진폭이 변화하는 동안에도 일정하게 유지된다.

Frequency Shift Keying (FSK)

• 데이터를 나타내기 위해 반송파 신호의 주파수가 바뀐다.
• 최고 진폭과 위상은 일정하게 유지된다.

Phase Shift Keying (PSK)

• 2개 이상의 서로 다른 신호 요소를 나타내기 위해 신호의 위상이 바뀐다.
• 위상은 변화하지만 최대 진폭과 주파수는 일정하게 유지된다.

Quadrature PSK (QPSK)

• 위상을 4개로 변환
• 같은 시간대에 데이터를 더 많이 보낼 수 있음
  • 4-PSK : 2 bit
  • 8-PSK : 3 bit

Constellation diagram for 4-PSK and 8-PSK

Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

• ASK와 PSK를 결합한 QAM은 가장 많이 사용하는(dominant) 방법이다.

• 원의 크기가 신호의 크기이다.
  • 노란색 : 신호의 크기가 작음
  • 분홍색 : 신호의 크기가 큼
• 위상의 갯수는 4개고 신호의 크기를 변화시킨 것이다.
• 주파수는 동일하다.

QAM 적용 예제

• 디지털을 아날로그로 바꾸면 신호를 멀리 보낼 수 있음
• Satelite 디지털 TV : QPSK Modulation
• CATV 디지털 TV : QAM modulation

방송국에서 디지털로 만들어 전송할때 아날로그로 전송

아날로그-대-아날로그 변환

• 아날로그 데이터를 아날로그 신호로 변환
• bandpass(내가 통과시켜야하는 범위가 정해져 있을때)일 때 사용
  • 매체가 특정대역 통과 특성을 갖고 있는 경우
  • 특정 대역만 사용 가능한 경우

변환 측면

Carrier signal(Carrier Frequency) - 반송파

• 동반시켜 보내는 신호
• 정보 전달을 목적으로 입력 신호를 변조한 파형
• 반송파는 일반적으로 입력신호보다 훨씬 높은 주파수를 가진다.

Modulation (변조)

• 반송파라 불리는 주기적인 파형에 하나 이상의 속성(amplitude, frequency, phase)를 변화시키는 과정

아날로그-대-아날로그 변환 유형

AM(Amplitude Modulation)

• 변조 신호의 진폭에 따라 반송파 신호의 진폭이 같이 바뀌는식으로 변조된다.
• 최대 진폭 변형, 주파수 동일

AM 라디오의 대역폭

• 오디오 신호(음성 및 음악)의 대역폭은 일반적으로 5kHz
• AM 라디오 방송국의 경우 10kHz 대역폭이 할당된다.

FM(Frequency Modulation)

• 반송파의 신호의 주파수가 변조 신호의 전압 레벨(진폭) 변화에 따르도록 변조된다.
• 주파수 변형, 최대 진폭 동일
  

FM 라디오의 대역폭

• 스테레오로 방송되는 오디오 신호(음성 및 음악)의 대역폭은 거의 15kHz
• 각 라디오 방송국에는 200kHz(0.2MHz)의 대역폭이 할당된다.

PM(Phase Modulation)

• 반송파 신호의 위상은 변조 신호의 전압 레벨(진폭)을 따르도록 변조된다.
• 반송파 신호의 최대 진폭과 위상은 일정하게 유지
• 주파수 변화와 파형 모양은 비슷