데이터 통신

minkong·2024년 4월 23일
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통신의 진화 = 속도의 진화 = 대역폭의 확장
cf) 대역폭(bandwidth): 일정한 시간 내에 데이터 연결을 통과할 수 있는 정보량의 척도, 특정한 기능을 수행할 수 있는 주파수의 범위로 헤르츠 단위로 측정된다.
메가 비트(Mbps), 기가 비트(Gbps), 비트레이트(bps)
대역폭은 네트워크 대역폭, 데이터 대역폭, 디지털 대역폭 3가지로 나뉨
참고) https://m.blog.naver.com/on21life/221340548735

PCM (Pulse Code Modulation)
PCM은 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 기본 변조방식,
장거리 전송을 목적으로 하기보다 정보를 가공하는 것이 목적,
PCM 변조를 위해서는 표본화, 양자화, 부호화의 과정을 거침

DPCM (Differential PCM)
PCM과 달리 절대적인 값으로 부호화하는 것이 아니라 이전 데이터와의 차이만을 부호화하는 방식
고효율

참고) https://linecard.tistory.com/24

PCM
-> 장점:
-> 단점: 변조는 레벨을 여러 비트로 할당하여 많은 데이터가 필요함

Delta Modulation
아날로그 신호 > 디지털 신호: 신호를 1 늘림 -> 1으로 부호화
아날로그 신호 < 디지털 신호: 신호를 1 줄임 -> 0으로 부호화
증감 가능한 칸의 개수를 델타라고 함, 샘플링(표본화) 시 직전 표본과의 차이값
-> 장점: 한 비트로 아날로그 신호를 디지털로 변조 가능함
-> 단점: 신호가 선형적일 때 오차가 적지만, 작은 변화나 급격한 변화에는 큰 오차 발생함

변조 (Modulation)
cf) 반송파 (Carrier Wave): 정보를 담아서 가는 파형, 신호를 멀리 전달하는 역할을 하기 때문에 매우 높은 주파수
아날로그 변조: 반송파로 사용되는 정현파 신호의 진폭, 주파수, 위상 가운데 어느 부분을 입력신회에 의해 변화시켜 정보를 싣는 가에 따라 AM, FM, PM으로 구분

디지털 변조: 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 것을 의미

진폭 편의 변조 (ASK) : 2진수 0과 1을 서로 다른 진폭의 신호로 변조하는 방식
장점: 모뎀의 구조가 간단하고 가격이 저렴 -> 설계가 간단, 전송로의 주파수 변동에 강함
단점: 잡음과 레벨 변동에 약하여 데이터 전송용으로 거의 사용되지 않는다.

주파수 편이 변조 (FSK) : 2진수 0과 1을 서로 다른 주파수로 변조하는 방식
장점: 부호화가 간단하여 송신기 구성 용이, 복조장치가 간단하고 경제적, 신호 변동과 잡음에도 강하다
단점: 오류를 줄이기 위해서는 대역폭을 넓게 차지

위상 편이 변조 (PSK) : 2진수 0과 1을 서로 다른 위상을 갖는 신호로 변조하는 방식
장점: 대역폭을 늘리지 않더라도 수신 오류를 적게 유지
단점: 정확한 동기화를 위해 수신기가 복잡

4-ary PSK (QPSK) : 정현파인 반송파 360도의 위상을 4등분하여 90도씩 나누어 2비트(00,01,10,11)를 한 변조파로 전송하는 방식
장점: 대역폭 효율이 높음

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