물리 계층에서 데이터가 전기 신호로 변환된다고 한다.
전기 신호로 변환되는 과정은 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 네트워크 매체를 통해 전송하는 데 중요한 역할을 한다.
이번 포스트에서 여러가지 데이터 인코딩 방식에 대해 좀 더 자세하게 알아보려 한다.
데이터 인코딩
디지털 데이터는 0과 1로 구성된 비트 스트림이다. 이 비트 스트림을 전송하기 위해, 데이터를 전기 신호로 변환하는 과정이 필요하다. 이 과정은 인코딩(encoding)이라고 불리며, 여러 가지 인코딩 방식이 존재한다.
인코딩 방식은 일반적으로 특정 네트워크나 통신 환경에 맞게 하나의 방식을 선택하여 사용하지만, 필요에 따라 여러 인코딩 방식을 혼합해서 사용할 수도 있다. 그러나 이는 주로 인코딩 방식보다는 변조 방식에서 더 자주 이루어진다.
Non-Return to Zero (NRZ)
0과 1을 각각 낮은 전압과 높은 전압으로 표현한다. 전압 수준이 변화하지 않는다는 특징이 있다.
이미지출처 -https://terms.tta.or.kr/dictionary/dictionaryView.do?subject=%EB%B9%84%EC%A0%9C%EB%A1%9C+%EB%B3%B5%EA%B7%80
Manchester Encoding
0과 1을 전압의 변화로 표현한다. 각 비트의 중간에서 전압이 변하여 0은 중간에서 높은 전압에서 낮은 전압으로, 1은 중간에서 낮은 전압에서 높은 전압으로 변환된다.
이미지출처 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A7%A8%EC%B2%B4%EC%8A%A4%ED%84%B0_%EC%BD%94%EB%93%9C
Differential Manchester Encoding
각 비트의 시작에서 전압이 변하고, 0과 1은 비트 중간에서 전압이 변하지 않는 경우와 변하는 경우로 표현된다.
이미지출처 - https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_Manchester_encoding
변조 (Modulation)
변조는 전송 매체(예: 케이블, 광섬유, 무선)를 통해 신호를 전송하기 위해 아날로그 신호로 변환하는 과정이다.
변조 방식에는 크게 세 가지가 있다.
진폭 변조 (Amplitude Modulation, AM)
신호의 진폭을 변화시켜 데이터를 표현한다.
주파수 변조 (Frequency Modulation, FM)
신호의 주파수를 변화시켜 데이터를 표현한다.
이미지출처 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A7%84%ED%8F%AD_%EB%B3%80%EC%A1%B0
위상 변조 (Phase Modulation, PM)
신호의 위상을 변화시켜 데이터를 표현한다.
이미지출처 - https://www.javatpoint.com/phase-modulation
신호 전송
인코딩 및 변조 과정을 거친 전기 신호는 네트워크 매체를 통해 전송된다.
이 신호는 송신 측에서 수신 측으로 전달되어, 수신 측에서 다시 디지털 데이터로 변환된다. 수신 측에서는 원래의 비트 스트림을 복원하기 위해 인코딩 및 변조 과정을 역으로 수행한다.
이 과정을 통해 디지털 데이터는 전기 신호로 변환되어 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 변환된 신호는 수신 측에서 다시 디지털 데이터로 복원된다. 이 과정이 물리 계층에서 데이터 전송의 기본적인 원리이다.
