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1. 데이터 통신의 개요
1.1. 통신의 예
•
친구와 이야기 하는것
•
편지를 보내는 것
•
음악을 듣는 것
•
CPU와 메모리 사이의 통신
•
컴퓨터와 컴퓨터 사이의 통신
1.2. 통신의 공통점 및 3대요소
•
통신의 공통점
◦
한점에서 다른점으로 어떤 정보(data, message)의 전달
•
통신의 3대 요소
◦
Sender (정보원)
◦
Receiver (수신체)
◦
전송매체
1.3. 통신 성능의 요인
•
메세지가 서로 이해되어야 함
◦
coding
•
통신상의 간섭 현상이 있을 수 있음
◦
noise
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
▪
전송 신호 - 01101 과 같은 2진수
▪
반송파 신호 - 운반해서 보는 파
•
변조의 종류
◦
아날로그 변조
◦
디지털 변조
•
변조 방식
◦
진폭 변조 (Amplitude Modulation, AM)
◦
주파수 변조 (Frequency Modulation, FM)
◦
위상 변조 (Phase Modulation, PM)
2.2. 변조 및 복조 과정
•
변조(modulation) 과정의 예
◦
베이스 밴드 신호
▪
아날로그 변조
▪
디지털 변조
◦
oscillator - 반송파를 만들어내는 전회로
2.3. 아날로그 변조
•
아날로그 변조 종류
◦
진폭 변조 (Amplitude Modulation, AM)
◦
주파수 변조 (Frequency Modulation, FM)
◦
위상 변조 (Phase Modulation, PM)
•
진폭 변조 (Amplitude Modulation, AM)
◦
베이스밴드 신호의 순간 진폭에 비례하여 반송파 신호의 순간 진폭을 변화시키는 방법
•
주파수 변조 (Frequency Modulation, FM)
◦
반송파 신호의 진폭은 일정하게 한 채로 베이스밴드 신호를 주파수 변화로 변화시키는 방법
•
위상 변조 (Phase Modulation, PM)
◦
반송파 신호의 진폭은 일정하게 한 채로 베이스밴드 신호를 주파수 위상각의 변화로 변환시키는 방법
2.4. 디지털 변조
•
진폭 편이 변조(Amplitude Shift Keying, ASK)
◦
On-Off Keying (OOK)
▪
0일때는 신호를 끊음 (off)
•
주파수 편이 변조(Frequency Shift Keying, FSK)
◦
0일때는 느리게(100Hz), 1일때는 빠르게 (200Hz)
•
위상 편이 변조 (Phase Shift Keying, PSK)
•
ASK, FSK, PSK 비교
2.5. 정보의 디지털화
•
펄스 (Pulse)
◦
매우 짧은 시간 동안 진행되는 네모꼴 전자기 파형
◦
펄스의 3대 요소
▪
진폭(amplitude), 위치(position), 폭(width)
•
펄스 코드 변조(Pulse Code Modulation)
◦
아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 과정
▪
표본화(sampling) 과정
▪
양자화(quantization) 과정
▪
부호화(encoding) 과정
◦
Nyquist’s sampling theorem
▪
신호는 그 신호에 포함된 가장 높은 주파수의 2배에 해당하는 빈도로 샘플링하면 원래의 신호로 복원할 수 있음
▪
가청 주파수: 20~20kHz → Audo CD sampling rate: 44.1kHz
•
PCM 부호화 과정
3. 전송 코드
•
코드(code)
◦
암호, 부호
◦
코드 (프로그램 코드)
◦
규칙, 관례
◦
법규(사회적인 약속), 규정
▪
A moral code
▪
The dress code
▪
The Morse code
▪
The code of Hammurabi
•
코드란? 약속이다.
3.1. Baudot 코드
•
Murray code
•
CCITT Alphabet No.2
•
International Alphabet No.2
•
Telex code
•
5비트 ==> 32개 문자 표현
◦
2^5 = 32개 표현
3.2. ASCII 코드
•
ASCII 코드
◦
American Standard Code for International Interchange
◦
CCITT Alphabet No.5
◦
International Alphabet No.5
◦
ISO Seven-Bit Coded Character Set
▪
for Information Processing Interchange
◦
7비트 ==> 128개 표현
▪
2^7
◦
ACII 코드 표
▪
예) CR: 00001101
•
패리티 비트 (parity bit)
◦
전송 오류 제어를 위한 비트
◦
홀수 패리티, 짝수 패리티
◦
1비트
•
패리티 검사
◦
ASCII 코드 (7비트) + 패리티 비트(1비트)
3.3. BCD 코드
•
Binary Coded Decimal
◦
이진(Binary) 코드로 된(Coded) 10진수(Decimal) 라는 뜻
•
컴퓨터 내부 코드
•
10진 숫자의 표현
◦
5 → 0101
◦
9 → 1001
◦
159 → 0001 (1) 0101 (5) 1001 (9)
3.4. EBCDIC 코드
•
Extended BC Interchange Code
•
8 bit → 256개 문자 표현
•
IBM 컴퓨터 내부 데이터 전송용
3.5. 유니코드 (Unicode)
•
데이터, 프로그램, 시스템의 호환성과 확장성
•
ISO/IEC Universal Multi-Octet Coded Character Set
•
2바이트 (16bit) 계 만국 공통 국제 문자 코드 → 현재 4 바이트계 (32bit)
•
26개 언어의 문자 및 특수 기호 → 현재 159개 언어
•
IBM, Microsoft, Lotus, Sun Microsystem
3.6. 정리
비트 구성 | 특징 | |
Baudot | 5비트 | 초기 문자 인코딩 |
ASCII | 7비트 | 대부분 현대 문자 인코딩 체계 기반
주로 개인용 PC, 통신용 |
BCD | 4비트 | 영어 소문자 표현 불가능 (대문자 가능) |
EBCDIC | 8비트 | 영어 대소문자 표현 가능 |
유니코드 | 16비트(2바이트)
- 현재 32비트(4바이트) | 언어의 문자 및 특수문자, 이모지 등 표현 가능 |
4. 전송 방식
4.1. 전송 방향
•
단방향 정송 (simplex transmission)
◦
정의
▪
정보의 전달 방향이 한방향인 데이터 전송 방식
◦
예시)
▪
라디오와 텔레비전 방송
▪
키보드와 모니터
▪
일방통행 길에서 자동차의 통행
•
반이중 전송 (half-duplex transmission)
◦
정의
▪
정보의 전달 방향이 교대로 이루어지는 데이터 전송 방식
◦
특징
▪
각 방향별로 통신 채널이 필요하므로 2개의 통신 채널을 사용
▪
정보흐름의 방향을 바꾸기 위해서 일정량의 시간이 필요
◦
예시)
▪
무전기
▪
예의 바른 대화
•
전이중 전송 (full-duplex transmission)
◦
정의
▪
동시에 양방향 모두 전송이 가능한 데이터 전송 방식
◦
예시)
▪
전화기
▪
chatting
4.2. 전송 모드
•
병렬 전송(parallel transmission)
◦
부호화된 코드의 모든 비트가 동시에 전송
◦
근거리 데이터 전송
•
직렬 전송(serial transmission)
◦
원거리 데이터 전송
◦
직렬 전송의 경우, 수신되는 비트를 문자 단위로 구분할 수 있어야 함
4.3. 전송 동기
•
동기 (synchronization)
◦
비트 동기 (bit synchronization)
◦
문자 동기 (character synchronization)
•
비트 동기 (bit synchronization)
◦
송수신측에 동일한 클록 사용
◦
비트 검출 위치는 각 비트의 중앙
•
문자 동기 (character synchronization)
◦
비트 동기로 정확한 비트들을 검출한 다음 비트들을 그룹을 지어 원하는 문자를 구성하는 방법
◦
문자의 비트 수와 전송 속도를 알면 정확하게 비트들을 세어서 각 문자를 구성함
◦
어떤 비트가 문자의 첫번째인지 결정하는 문제
◦
문자 동기를 위한 두가지 전송 방법
▪
동기식 전송 (synchronous transmission)
•
데이터 블록을 한꺼번에 전송
•
예)
◦
보낼 문자가 1000개면 한꺼번에 전송
◦
ASCII 문자 전송
▪
전송 제어 문자 SYN (1/06 : 0(홀수 패리티) 0010110) 사용
▪
오동기
•
잘못 끊으면 (SYN) 문자를 잘못 읽을 수 있게 됨
•
오동기를 막기위해 진동기인 SYN을 2개 이상씀
▪
비동기식 전송 (asynchronous transmission)
•
start/stop transmission
•
한 문자씩 전송하며, 문자 사이에는 특별한 시간적 제약이 없음
•
문자의 첫번째 비트 검출
◦
시작 펄스(start pulse) 이용
•
문자의 끝
◦
정지 펄스(stop pulse) 이용
•
예) 보낼 문자가 1000개면 1문자씩 전송
5. 전송 효율
5.1. 전송 효율
•
전송 효율
5.2. 동기식 전송의 전송 효율
•
1000개의 ASCII 문자 블록의 전송 효율
◦
블록 앞에 SYN 3개 사용
◦
총 전송 비트 수
▪
(1000 + 3) 문자 x 8비트/문자 = 8024 비트 (1003 * 8)
◦
정보 비트 수
▪
1000 문자 x 8비트/문자 = 8000비트
◦
전송 효율
▪
8000 / 8024 * 100 = 99.70%
5.3. 비동기식 전송의 전송 효율
•
1000개의 ASCII 문자 블록의 전송 효율
◦
각 글자마다 오버헤드 비트 2개 사용 (시작 펄스 1개, 정지 펄스 1개)
◦
총 전송 비트 수
▪
1000 문자 x 10비트/문자 = 10000비트
◦
정보 비트 수
▪
1000 문자 x 8비트/문자 = 8000비트
◦
전송 효율
▪
8000 / 10000 * 100 = 80%