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1. 데이터 통신의 개요
1.1. 통신의 예
•
친구와 이야기 / 강의 듣기 / 전화 통화 / TV 시청 등
•
CPU와 메모리 간 통신
•
컴퓨터와 컴퓨터 간 통신
1.2. 통신의 공통점 및 3대 요소
공통점
•
한 지점에서 다른 지점으로 정보(data 또는 message)를 전달하는 과정
3대 요소
•
정보원(Source)
•
전송 매체(Transmission Media)
•
수신체(Destination)
1.4. 통신 성능의 요인
•
coding
◦
송수신자가 동일한 방식으로 데이터를 이해해야 함
•
noise
◦
통신 과정에서 발생하는 간섭 현상
2. 변조 및 복조
2.1. 변조 및 복조 정의
변조 (Modulation)
전송 신호(baseband signal)를 높은 주파수 대역의 반송파 신호(carrier signal)에 싣는 과정
변조의 종류
•
아날로그 변조
•
디지털 변조
변조 방식
•
진폭 변조 (AM, Amplitude Modulation)
•
주파수 변조 (FM, Frequency Modulation)
•
위상 변조 (PM, Phase Modulation)
2.2. 아날로그 변조
진폭 변조 (AM)
•
베이스밴드 신호의 순간 진폭에 비례하여 반송파 신호의 진폭을 변화시키는 방식
주파수 변조 (FM)
•
반송파의 진폭은 일정하게 유지한 채 베이스밴드 신호를 주파수를 변화로 변환시키는 방식
위상 변조 (PM)
•
반송파의 진폭은 일정하게 유지한 채 베이스밴드 신호를 주파수 위상각의 변화로 변환시키는 방식
2.3. 디지털 변조
진폭편이 변조 (ASK, Amplitude Shift Keying)
•
디지털 데이터에 따라 진폭 변화
•
On-Off Keying(OOK) 방식 사용
주파수편이 변조 (FSK, Frequency Shift Keying)
•
디지털 데이터에 따라 주파수 변화
위상편이 변조 (PSK, Phase Shift Keying)
•
디지털 데이터에 따라 위상 변화
2.4. 펄스 (Pulse)
매우 짧은 시간 동안 진행되는 네모꼴 전자기 파형
펄스의 3대 요소
2.5. 펄스 코드 변조 (PCM)
PCM (Pulse Code Modulation)
아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정
1.
표본화(Sampling)
2.
양자화(Quantization)
3.
부호화(Encoding)
PCM 부호화 과정
Nyquist Sampling Theorem
신호에 포함된 최고 주파수의 2배 이상으로 샘플링하면 원래 신호를 복원할 수 있음.
예시:
•
가청 주파수: 20Hz ~ 20kHz
•
Audio CD Sampling Rate: 44.1kHz
3. 전송 코드
3.1. 코드(Code)의 개념
•
암호, 부호
•
프로그램 코드
•
규칙 및 규정
3.2. Baudot 코드
•
Murray Code
•
CCITT Alphabet No.2
•
International Alphabet No.2
•
Telex Code
•
5비트 기반 → 32개 문자 표현 가능
3.3. ASCII 코드
ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
•
CCITT Alphabet No.5
•
ISO 7-bit Character Set
•
7비트 기반 → 128개 문자 표현 가능
3.4. 패리티 비트 (Parity Bit)
전송 오류 검출을 위한 비트
•
홀수 패리티(Odd Parity)
•
짝수 패리티(Even Parity)
패리티 검사
•
1비트 오류 검출 가능
•
짝수 개 오류는 검출 불가능할 수 있음
3.5. BCD 코드
BCD (Binary Coded Decimal)
•
컴퓨터 내부 코드
•
10진 숫자 표현
예시:
•
5 → 0101
•
9 → 1001
•
345 → 0001 0101 1001
3.6. EBCDIC 코드
EBCDIC (Extended BCD Interchange Code)
•
8비트 기반 → 256개 문자 표현 가능
•
IBM 컴퓨터 내부 데이터 전송용
3.7. 유니코드 (Unicode)
•
데이터 및 시스템 호환성 목적
•
ISO/IEC Universal Multi-Octet Coded Character Set
•
초기 2바이트(16bit) 체계 만국 공통 국제 문자 코드 → 현재 4바이트 기반 확장
•
26개 언어의 문자 및 특수 기호 → 현재 159개 언어
다국어 문자와 특수문자를 통합 표현하기 위한 문자 체계
4. 전송 방식
4.1. 전송 방향
단방향 전송 (Simplex Transmission)
•
정보 전달 방향이 한 방향인 전송 방식
◦
라디오, TV 방송
◦
키보드 → 모니터
반이중 전송 (Half-Duplex Transmission)
•
정보 전달 방향이 교대로 이루어지는 전송 방식
•
방향별 통신 채널 필요해 2개 채널 사용
•
정보흐름 방향을 바꾸기 위해 일정 시간 필요
◦
무전기
전이중 전송 (Full-Duplex Transmission)
•
동시에 양방향 전송이 가능한 방식
◦
전화기, 채팅
4.2. 전송 모드
병렬 전송 (Parallel Transmission)
•
여러 비트를 동시에 전송
•
근거리 데이터 전송에 사용
직렬 전송 (Serial Transmission)
•
비트를 순차적으로 전송
•
원거리 데이터 전송에 사용
4.3. 전송 동기
직렬 전송에서는 수신 비트를 문자 단위로 구분하기 위한 동기화 과정이 필요함
동기(Synchronization)
•
비트 동기(Bit Synchronization)
•
문자 동기(Character Synchronization)
비트 동기
•
송수신측이 동일한 클록(clock)을 사용하여 비트를 구분하는 방식
문자 동기
•
비트 동기로 정확한 비트 검출한 다음 비트들을 그룹화하여 문자를 구성하는 방식
•
문자의 비트수와 전송 속도를 알면 정확하게 비트들을 세어서 각 문자를 국성함
•
문자 동기를 위한 두가지 전송 방법
◦
동기식 전송(Synchronous Transmission)
◦
비동기식 전송(Asynchronous Transmission)
동기식 전송
•
데이터 블록 단위 전송
•
SYN 문자 사용
•
전송 효율 높음
비동기식 전송
•
문자 단위 전송
•
Start Pulse / Stop Pulse 사용
•
문자 사이 시간 제약 없음
5. 전송 효율
5.1. 전송 효율
전송 효율
정보 비트 수 / 총 전송 비트 수 × 100(%)
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•
동기식 전송과 비동기식 전송의 효율을 비교
5.2. 동기식 전송의 전송 효율
1000개의 ASCII 문자 블록 전송 기준
•
블록 앞에 SYN 문자 3개 사용
•
총 전송 비트 수
◦
(1000 + 3) × 8bit = 8024bit
•
정보 비트 수
◦
1000 × 8bit = 8000bit
전송 효율
8000 / 8024 × 100 = 99.70%
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5.3. 비동기식 전송의 전송 효율
1000개의 ASCII 문자 블록 전송 기준
•
문자마다 Start/Stop Bit 사용
•
문자당 10bit 사용
총 전송 비트 수:
1000 × 10bit = 10000bit
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정보 비트 수:
1000 × 8bit = 8000bit
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전송 효율
8000 / 10000 × 100 = 80%
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