데이터 통신 기본 개념

통신(Communication)

통신은 인류의 발생과 함께 시작

인류가 최로로 행한 통신 : 손짓, 말, 외침 , 북

공동사회가 점점 커지고 영토가 넓어지면서 원거리 통신 방법이 필요해짐

원거리 통신 방법 : 봉화, 파발마, 비둘기 등

인쇄 기술의 발달은 통신이 대중 매체의 기능을 가지도록 함

과거의 통신과 현대적인 통신의 구분 기준

1844년 모스에 의한 최초의 전신

1876년 미국의 벨 → 전화기 발명

1901년 마르코니가 무선전신기 발명(무선통신 시작)

제 1차 세계대전 때 무전전시과 전화기가 사용되면서 무선 통신기술은 비약적르 발전

제 2차 세계대전 때는 지상과 항공기 사이의 통신도 가능

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정보통신 : 네트워크 + 컴퓨터

초기 데이터통신 시스템의 예

1958년 미국에서 군사적인 목적으로 개발한 반자동 지상관제SAGE 시스템

센터에 있는 컴퓨터와 항공 레이더망을 연결

항공기로 부터 전달된 정보를 컴퓨터로 분석

임무 수행중인 전투기에 명령을 하달하는 시스템

온라인 정보 시스템의 이용과 동시에 통신기능을 이용한 정보 전달이 활발하게 진행

대표적인 예 : 1974년 IBM이 발표현 SNA SNA : 컴퓨터간의 접속을 용이하게 하고, 다양한 이용 형태에 대처하기 위해 체계화된 네트워크 방식

기존의 정보통신 형태는 전신, 전화, 데이터 통신이 각기 별개의 네트워크를 형성

여러 형태의 정보를 하나로 묶어 전송하는 초고속 디지털 종합정보 통신망으로 발전

TCP/IP라는 통신규약을 대부분 표준으로 사용, 전세계를 하나로 연결하는 기능 수행

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신호(Signal) = 메세지

정보전달을 위해 전송매체에서 사용되는 전자기 신호가 필요

통신 시스템에서 데이터는 전자기 신호로 변환되어 한 지점에서 다른 지점으로 전달

전자기 신호는 아날로그 신호와 디지털 신호로 구분

아날로그 (analog) : '비슷하다'는 뜻, 어던 물리량의 변화가 표현 수단에서의 변화모습과 비슷하다는 의미

→ 연속적으로 변하는 전자기파를 나타냄

디지털 : 손가락으로 셈을 할 때 손가락 하나하나를 의미하는 디지트(Digit)로 부터나온 단어

→ 매체를 통해 전송되는 일련의 전압 펄스를 의미

→예를 들어 , 일정한 양(+)의 전압은 이진수 1을 표현, 일정한 음(-)의 전압은 이진수 0을 표시

아날로그 신호

→ 주파수에 따라 다양한 매체를 통해 전송, 연속적으로 변하는 전자기파

디지털 신호 : 매체를 통해 전송되는 일련의 전압 펄스

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아날로그 신호

기존의 음성이나 영상은 대부분 아날로그 신호를 사용

소리의 고저가 음향 정보의 주파수에 해당

음폭은 진폭에 해당

음향 정보는 아날로그 신호 형태로 전송매체를 통해 전달

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디지털 신호

데이터 정보와 이미지 정보는 일반적으로 0과 1로 구성된 디지털 신호로써 표현

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부호화(encoding)/복호화(decoding)

전송 매체에서 사용하는 신호 형태와 보내고자 하는 정보의 표현 형태가 다른 경우 정보를 전송 매체에서 전송 가능한 형태로 변환하는 작업을 부호화라고 함

복호화 : 변환된 신호를 원래의 정보 형태로 복원하는 과정

신호변환기

부호화와 복호화를 수행하는 기기

EX) DSU/CSU, 모뎀, 코덱, PCM 기기, 전화기, 방송장비 등

디지털/디지털, 디지털/아날로그, 아날로그/디지털, 아날로그/아날로그와 같이 네 가지 부호와 방식이 가능

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아날로그 -디지털 부호화

아날로그 정보를 디지털 신호로 표현

아날로그 신호 → 코덱 → 디지털 신호

EX ) LAN에 연결괸 컴퓨터를 이용하여 인터넷 전화를 사용할 경우, 음성 신호를 디지털 신호로 변환

<아날로그 신호에서 PCM 디지털 부호로의 변환>

1. 아날로그 신호의 진폭을 계단 모양으로 양자화 한다.
2. 이때 얻어진 진폭값을 2진수로 표현한다.
3. 2진수를 펄스로 표현한다

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디지털-아날로그 부호화

디지털 정보를 아날로그 신호로 변환하는 것

아날로그 신호만을 전송할 수 있는 전송매체(전화선)를 이용하여 디지털 정보를 전달하는 경우

디지털 신호 → 모뎀 → 아날로그 신호

디지털 신호 → 모뎀 → 아날로그 신호

진폭 편이변조(Amplitude Shift Keying ; ASK)

신호의 진폭을 변경

주파수와 위상은 일정하게 유지

잡음에 가장 취약한 부호화 방법

대역폭(bandwidth)

신호 주파수의 하한선과 상한선의 범위

전화의 경우 : 3000Hz(300Hz ~ 3,300 Hz)

대역폭이 넓다는 의미는 아우토반과 같은 전용도로에서 보다 많은 차량들이 빠른 속도로 달릴 수 있다는 것과 같은 의미

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비트와 보오

정보통신에서 통신 속도는 단위 시간에 전송되는 정보의 양으로 표시

비트 : 단위 시간에 전송되는 정보의 기본 단위

디지털 정보의 전송속도는 크게 bps(bit per second)와 보오(baud)로서 나타냄

bps : 매초당 전송되는 비트의 수

보오(baud) : 매초당 몇 개의 신호변화가 있었는가를 나타내는 신호속도의 단위

한 비트가 하나의 신호를 표현하는 단위로 쓰이는 경우 bps나 보오 속도는 동일

2비트나 3비트가 모여서 하나의 신호를 나타내는 경우에 있어서 보오 속도는 bps의 1/2, 1/3