데이터 전송은 송신기와 수신기 사이서 발생하고 전기적인 신호의 형태로 주고 받는다
적은 손실률
단방향통신 simplex: 한쪽은 송신만 한쪽은 수신만 가능
양방향통신
- 반이중 Half duplex: 두 단말기 중 한쪽이 송신을 하면 한쪽은 수신만 가능
- 전이중 Full duplex: 접속된 두 단말기가 서로 동시에 송수신 가능 (전송 효율이 높으나 높은 비용)
주파수: 1초에 한 주기(cycle)를 진동하는 횟수 (Hz, 1Hz는 1초에 1번 진동)
주파수 = 1/주기
파장 wavelength: 한 peak에서 다음 peak까지의 거리 -> 람다
주파수와 파장은 반비례 관계
저주파 일수록 파장이 길고, 고주파일 수록 파장이 짧다
즉, 저주파(주파수가 낮고)이고 파장이 길면 멀리 전달된다.
신호는 많은 주파수에 의해 만들어진다
스펙트럼과 대역폭 (Spectrum and Bandwidth)
데이터 속도와 대역폭 (Data Rate and Bandwidth)은 밀접한 관련 !
대역폭이 클 수록 왜곡이 크다
Digital Data
- 디지털 신호에서 대역폭이 클 수록 왜곡이 커진다
전송 손상 (Transmission Impairment): 입력신호와 매체에 들어가고 나서 나온 출력신호가 다른 것 (필연적인 현상)
- 아날로그: 신호 품질의 감소
- 디지털: 비트 에러
주요 손상 원인 - 감쇄 (Attenuation): 열 방출로 인해 신호가 작아지는 현상
- 왜곡 (Distortion): 주파수마다 도착시간이 달라 신호가 일그러짐, 주파수에 따라 신호의 지연이 일어남
중심 부근의 주파수는 전송 속도가 빠르고 멀어질수록 주파수는 전송 속도가 떨어짐 -> 몇몇 주파수는 전송속도가 떨어지기 때문에 여러 성분들이 다른 시간에 도착하고, 신호가 왜곡되어 보이는 현상 - 잡음 (Noise): 여러가지 이유가 존재
유선미디어의 경우 신호의 감쇄가 심해짐
감쇄 (Attenuation)
전송신호가 전송매체를 통해 전파되면서 점점 약해지는 현상
감쇄가 발생해도 정상적으로 통신하기 위해서
- 수신 장소에서 수신 가능한 신호 크기
- 잡음의 크기에 비해 상대적으로 큰 신호의 크기 (증폭)
- 신호의 감쇄는 주파수 증가에 비례 (주파수가 커지면 신호의 감쇄도 커짐) -> 데이터를 주고 받는 입장에서 가장 이상적
지연왜곡 (Delay Distortion)
신호가 전송매체를 통해 전파하는 경우 주파수에 따라 . 그전파의 전달속도가 다르기 때문에 발생하는 현상
잡음 (Noise)
송신기와 수신기가 불필요한 신호를 받는 현상 -> 원래의 신호를 손상하거나 왜곡시킴
잡음의 종류
- 충격잡음 (Impurse Noise): 예측할 수 없는 외부적 요인 (즉, 번개나 자기적/기계적 충격 또한 통신 시스템의 결함)
- 누화 (Crosstalk): 전화 중 다른 사람의 말이 들리는 혼선과 같은 현상 -> 전화선을 꼬아 누화를 방지함
수신된 신호로부터 원래의 신호를 추출할 때에 원래 신호에 대한 잡음의 상대적 크기를 신허 대 잡음비라고 하는데
이것은 채널 용량 (Channel Capacity)를 결정짓는 중요한 요소임 -> 주어진 기본 조건에서 보낼 수 있는 최대의 데이터
나이퀴스트 대역폭 (Nyquist Bandwidth)
- 잡음이 없는 채널의 채널용량을 구하는 공식
- 잡음이 없다면 데이터 전송률을 제한하는 것은 신호의 대역폭 뿐
Shannon 용량 계산 공식 (Shannon Capacity Formula)
잡음은 하나 이상의 비트를 훼손시킴
데이터 전송률과 잡음은 비례 관계 -> 전송률이 높아지면 원치 않은 잡음에 의한 손상이 커짐 -> 신호의 세기를 크게하여 데이터를 정확히 수신한다 (신호 대 잡음비 SNR)
- 데이터 전송률의 상한선 (Capacity)
