[Network] 데이터통신과 네트워킹 / Chapter 02 물리층

• 물리층 통신
  • 물리층→ 물리적→ 신호
  • 물리층 통신은 물리
• 논리적 통신
  • 응용층, 전송층, 네트워크층, 데이터 링크층 통신은 논리적

 

• 신호
  • 데이터를 교환할 때 물리층에서 네트워크를 통해 전달되는 것은 신호(signal)
  • 메시지→ 신호로 변환→ 수신할 때 다시 메시지
  • 신호는 아날로그 신호(많은 수의 값을 가짐) 또는 디지털 신호(제한된 수의 값을 가짐)

 

• 아날로그 신호
  • 아날로그 주기 신호
    • 주기적으로 연속적이고 반복된 패턴으로 구성
    • 데이터 통신에서 보통적으로 사용
  • 아날로그 비주기 신호
    • 패턴이나 사이클 없음
  • 단순 신호와 복합 신호
    • 단순 아날로그 신호
      • 정현파(sine wave)
        • 진폭, 주파수, 위상 3가지 특성으로 표현
  • 최대 진폭
    • 전송 신호 에너지에 비례하는 가장 큰 세기의 절대값
  • 주기
    • 하나의 사이클을 완성하는데 필요한 시간(초)
  • 주파수
    • 1초 동안 생성되는 신호 주기의 수
  • 위상
    • 시간 0시에 대한 파형의 상대적인 위치, 시간 축을 따라 파형에서 이동된 양, 첫 사이클의 상태 표시
  • 파장
    • 전송 매체를 통과하는 신호의 또 다른 특징
    • 파장(람다) = 전파 속도 / 주파수
  • 대역폭
    • 복합 신호에 포함된 주파수 범위를 대역폭이라고 한다.

 

• 디지털 신호
  • 0과 1로 부호화 될 수 있는데 디지털 신호는 두 개의 level보다 더 많을 수 있다.
  • 비트율
    • 디지털 신호 표현시 사용
  • 기저대역 전송
    • 디지털 신호를 아날로그로 바꾸지 않고 그대로 채널 통해 전송
  • 브로드 밴드, 광대역 전송
    • 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경해서 사용

 

• 감쇠
  • 에너지 손실, 매체를 통해 이동 시 저항으로 약간의 에너지 손실
  • 증폭기를 이용하여 신호 다시 증폭

 

• 데시벨
  • 신호의 손실된 강도나 획득한 강도를 보이기 위해 사용

 

• 데이터 전송률의 세 요소
  • 가용 대역폭
  • 사용 가능한 신호 준위
  • 채널의 품질(잡음의 정도)

 

• 나이퀴스트 전송률
  • 잡음이 없는 채널의 경우 사용

 

• 섀넌 수식
  • 잡음이 있는 채널에서 사용

 

• 처리율(throughput)
  • 어떤 지점을 데이터가 얼마나 빨리 지나가는가 측정

 

• 지연
  • 전체 메시지가 발신지에서 첫 번째 비트가 목적지에 완전히 도착하는데 걸리는 시간

 

• 성능
  • 대역폭, 지연은 두 가지 성능 지표
  • 데이터 통신
    • 대역폭과 지연의 곱
    • 링크를 두 지점을 연결하는 파이프로 생각하며 링크를 채울 수 있는 비트의 수를 의미

 

• 파형 난조(jitter)
  • 서로 다른 데이터 패킷이 서로 다른 지연 시간을 갖게 되어 생기는 현상

 

• 디지털 대 디지털 변환
  • 회선 부호화
    • 디지털 데이터를 디지털 신호로 바꾸는 작업
  • 블록 부호화
    • 동기화 확보를 위해 여분의 비트가 필요함, 블록 부호화가 이러한 중복성을 제공
  • 스크램블링

 

• 아날로그 대 디지털 변환
  • 펄스 코드 변조(PCM)
  • 델타 변조(DM)
• 디지털 대 아날로그 변환
  • ASK(Amplitude)
  • FSK(Frequency)
  • PSK(Phase)
• 아날로그 대 아날로그 변환
  • 진폭 변조
  • 주파수 변조
  • 위상 변조

 

• 다중화
  • 두 장치를 연결하는 매체의 전송용량이 두 장치가 필요로 하는 전송량 보다 클 경우에는 그 링크를 공유 가능
  • 다중화는 단일 링크를 통하여 여러 개의 신호를 동시에 전송할 수 있도록 해주는 기술
  • 신호의 다중화 방법
    • 주파수 분할 다중화
    • 시분할 다중화
    • 파장 분할 다중화

 

• 전송 매체
  • 전송 매체는 실제 물리층 아래에 위치하여 물리층에 직접 연결
  • 유도 매체
    • 물리적 선 있음
    • 꼬임쌍선 테이블
    • 동축 테이블
    • 광섬유 테이블
  • 비유도 매체
    • 물리적 선 없음
    • 무선
    • 라디오파
    • 마이크로파
    • 적외선