생성일: 2021년 10월 9일 오후 5:23

5.1 전화 네트워크 (Telephone Networks)

• 전통 전화 시스템(POTS) : 음성을 전송하는 아날로그 신호를 사용하는 아날로그 시스템
• 현재 전화 시스템 : 아날로그/디지털 방식
• 전화 시스템 Local loop (지역 루프) : 꼬임 쌍선 케이블
  Trunk (간선) : 전화국 사이의 통신을 담당하는 전송 매체
  Switching Offices (교환국) : 교환기를 사용하여 여러 개의 지역 루프 또는 간선을 연결
  
• LATA (Local Access Transport Area)

  • 지역 접근 전송 구역

    

    LATA의 교환국

• 통화 연결 (Signaling)
  • 대역 내 연결 (In-band Signaling)
    • 통화 연결과 실제 통화가 동일한 회선에서 사용
  • 대역 외 연결 (Out-of-band Signaling)
    • 음성 채널의 일부를 할애하여 통화 연결에 사용

💡 데이터 전송의 임무와 통화 연결의 임무는 현대 전화 네트워크에서는 데이터 전송은 한 네트워크에 하고 통화 연결은 다른 네트워크에서 하도록 분리 됨

• 통화 연결 네트워크
  • OSI모델이나 인테넷 모델과 유사한 구조로 되어 있는 패킷 교환 네트워크 SP(연결점), STP(연결 전송 포트), SCP(서비스 제어점)
    
  • SS7 (Signaling System Seven)

    • 통화 연결 네트워크에서 사용하는 프로토콜

    • 계층 구조

      

• 서비스
  • 아날로그 서비스
    • 아날로그 교환 서비스
    • 아날로그 임대 서비스
  • 디지털 서비스
    • 교환식/56
    • 디지털 데이터 서비스
• 전화선 모뎀

  • 전화선의 대역폭 : 3000Hz (300~3000Hz)

  • 데이터 통신을 위한 대역폭 : 2400Hz (600~3000Hz)

    

  • 모뎀 (Modem)

    • 변조기 (Moculator) + 복조기 (Demodulator)
    • 컴퓨터가 모뎀의 변조기로 디지털 신호를 보내면 데이터는 전화선을 따라 아날로그 신호로 전송
    • 수신자 모뎀은 아날로그 신호를 받아 복조기를 통해 복조하고 컴퓨터에게 보냄
• DSL 기술

  • Digital Subscriber Line : 디지털 가입자 회선

  • 기존의 지역 루프 상에서 고속 디지털 통신을 지원

  • DSL 기술은 앞 글자가 다른 몇 가지 기술들의 집약체 (ADSL, VDSL, ...)

    

    ADSL의 점대점 네트워크

5.2 케이블 네트워크

• 케이블 TV는 비디오 채널의 일부를 인터넷 접속에 사용
• 전통적인 케이블 네트워크
  • CATV (Community Antenna TV)

    • 동네 안테나 TV

      

• HFC

  • Hybrid Fiber-Coaxial Network

  • 광섬유 동축 혼합 네트워크

  • 2세대 케이블 네트워크 → 양방향

    

5.3 셀 방식 전화 (Cellular Telephony)

• 다음 두 관계를 위한 통신을 제공
  1. 이동국(MS, mobile station)으로 부르는 두 이동 단위 사이
  2. 하나의 이동 단위와 육상 단위(land unit)로 부르는 고정 단위 사이
• 서비스 제공자는
  1. 반드시 호출자의 위치를 파악하고 추적
  2. 호출에 대한 채널을 할당
  3. 호출자가 영역 밖으로 이동할 때 다른 기지국으로 채널을 이전
• 셀(Cell)

  • 호출자를 추적하기 위해 서비스 영역은 셀이라는 작은 지역으로 나뉨

  • 작은 기지국 (BS, Base station)

  • 이동 교환 센터 (MSC, Mobile Switching Center)

    

• 동작
  • 주파수 재사용 원칙

    • 이웃하는 셀들은 같은 주파수를 통신에 사용 불가 (간섭 영향)

      

      주파수 재사용 패턴

  • 전송
    1. 호출자가 전화 번호를 입력하고 전송버튼 누름
    2. 이동국은 강한 신호를 가진 채널을 사용하여 기지국에 데이터 보냄
    3. 기지국은 데이터를 MSC로 중계하고 이는 전화 중앙국으로 송신
    4. 피호출자가 전화가능하면 연결이 만들어지고 결과가 MSC로 역중계
  • 수신
    1. 이동국이 호출될 때는 전화 중앙국이 MSC로 번호를 전송
    2. MSC는 페이징(paging)과정에서 각 셀에 질문하여 이동국을 찾음
    3. 이동국이 발견되면 MSC는 벨소리 신호를 전송
    4. 이동국이 응답할 때 음성 채널을 할당하여 통신이 시작되도록 함
• 1~4세대로 진화
  • 4세대 (4G)
    • 무선 통신에서 완벽한 진화
    • 패킷 기반, IPv6 제공
  • 5G로 넘어가는 중

5.4 위성 네트워크

• 지구의 한 지점에서 다른 지점으로 통신을 제공하는 노드의 조합
• 네트워크의 노드는 위성, 지구국 또는 사용자 터미널이나 전화가 될 수 있다.
• 동작
  • 위성망 : 지구상 한 지점에서 다른 지점으로 통신을 제공하는 노드들의 조합
  • 궤도 : 위성이 지구를 따라 움직이는 경로
  • 위성주기 : 위성이 지구를 완전히 한바퀴 도는데 필요한 시간 C = (1/100), 케플러의 법칙
    
  • 위성 궤도의 고도 GEO > MEO > LEO
    
• GEO 위성 (정지 궤도 위성)
  • 지구와 같은 속도
• MEO 위성 (중지구 궤도)
  • 두 밴 앨런 방사대 사이
  • 지구를 도는데 대략 6~8시간 소요
  • GPS
    • 지구 상공 18,000km에서 이동
    • 6궤도, 24개 위성
    • 지구상 어느 점에서도 4개의 위성이 보임
    • 삼변측량법
      
• LEO 위성 (저 지구 궤도)
  • 극궤도를 가진다
  • 고드는 500~2,000km, 회전 주기 90~120분