2. 정보전송선로의 종류와 특성 1. 정보전송선로의 종류와 특성 (1) 정보전송선로 - 전송선로 : 송신기와 수신기 사이를 연결하는 물리적인 전송매체
- 유선선로 : 가공나선, 2중나선, 동축 케이블, 광섬유
- 무선선로 : 라디오, 지상 마이크로파, 위성 마이크로 파
(2) 유선선로 1) 가공 나선(Open Wire) - 철에 구리를 입힌 매체
- 전자유도에 의한 영향을 받음
- 감쇠 현상이 큼
- 가입자에 한해서 연결 가능
- 가장 최초로 사용된 통신회선으로 전신주를 이용
- 현재는 거의 사용되지 않음
2) 이중 나선(Twisted Pair Cable) ① 물리적 특성 : 절연된 두 개의 구리선을 나선 모양으로 구성 ② 용도 - 아날로그, 디지털 통신 모두에서 가장 많이 사용
- 동축 케이블이나 광섬유에 비해서 가격이 저렴하고 사용이 쉽지만, 전송속도나 거리에 제약을 받음
③ 전송특성 - 아날로그 신호에서는 5∼6Km마다 증폭기가 필요
- 디지털 신호에서는 2∼3Km마다 리피터가 필요
3) 동축케이블(Coaxial Cable) ① 물리적 특성 : 신호를 전송하기 위한 중심 도체와 이를 동심원으로 둘러싼 외부 실린더 도체로 구성 ② 용도 - 가장 용도가 다양한 전송매체
- TV 분배, 장거리 전화 전송, LAN, 짧은 시스템 링크
③ 전송특성 - 아날로그와 디지털 신호 두 가지 모두를 전송할 수 있음
- 높은 주파수와 바른 데이터 전송에 효과적으로 사용
- 이중 나선보다 혼선과 방해를 훨씬 덜 받음
- 고주파 특성이 양호
- 광대역 전송에 적합
- 아날로그 신호에서 주파수가 높을수록 증폭기의 간격이 좁아져야 하므로 증폭기의 간격이 좁아져야 하므로 몇 Km마다 증폭기가 필요
- 디지털 신호에서 전송속도가 빠를수록 리피터의 간격이 좁아져야 하므로 몇 Km마다 리피터가 필요
4) 광케이블(Optical Cable) ① 물리적 특성 : 빛을 전송할 수 있는 매우 가늘고, 유연한 원통형의 매체 ② 용도 - 장거리 중계선
- MAN(Metropolitan Area Network)
- 전화국간의 중계선
- LAN
③ 전송특성 - 빛의 반사 현상을 이용
- 발광 소자로 레이저 다이오드(LD;Laser Diode)를 사용
- 보다 넓은 대역폭 : 수십 Km에 걸쳐 Gbps의 전송 가능
- 크기가 작고 가벼움
- 낮은 손실률 : 빛을 이용하므로 감쇠에 덜 취약하며, 리피터의 간격도 100Km 이상까지 가능
- 간섭에 강함 : 유리나 플라스틱으로 만들어져 충격 잡음이나 누화의 영향이 거의 없음
- 높은 보안성 : 다른 매체와 달리 중간에 끊어서 사용하기 어려우므로 도청이 어려움
(3) 무선선로 1)라디오(Radio) - 물리적 특성 : 다방향성이므로 접시형 안테나가 필요없고, 정해진 지점에 정확히 설치될 필요없음
- 용도 : 불특정 다수를 대상으로 하는 방송 형태의 통신에 적합
- 전송특성 : 건물, 강, 숲 등의 물체로부터 반사되어 발생하는 다중 경로로 인한 간섭발생
2) 지상 마이크로파(Terrestrial Microware) ① 물리적 특성 : 접시형 안테나를 사용 ② 용도 - TV나 음성 전송을 하는 동축 케이블의 대용으로 이용
- 광대역 통신, 다중 통신, 장거리 통신이 가능
- 개인 휴대 통신과 무선 LAN
② 전송 특성 - 동축 케이블에 비해서 증폭기나 리피터가 훨씬 적게 필요
- 전송손상은 주로 감쇠에 의해 발생
3) 위성 마이크로파(Satellite Microwave) ① 물리적 특성 지상에서 마이크로파를 이용해서 위성으로 쏘아 올린 신호(Uplink)를 위성에서 증폭하고, 이를 다시 다른 주파수로 송신(Downlink)하는 형태 ② 용도 TV 분배, 장거리 전화 전송, 사설 기업망 ③ 전송특성 - 장거리 통신이므로 송신국과 수신국 사이에 전파 지연이 발생
- 방송용에 적합하므로 다중 전송이 가능
■ 전송매체와 가능한 전송신호
2. 정보전송회선의 종류와 특성 1) 전원에 의한 불류 - 직류회선 : 데이터를 직류신호 그대로 전송할 때 사용하는 회선으로 주로 디지털 전송에 사용
- 교류회선 : 직류신호를 교류신호로 변환해서 전송하는 회선으로, 아날로그 신호를 전송하는 전화회선이 대표적임
2) 전송 정보에 의한 분류 - 아날로그회선 : 아날로그 정보를 전송하는 데 사용되는 회선으로, 데이터 전송에 사용하기 위해서는 모뎀이 필요
- 디지털회선 : 디지털 정보를 전송하는 데 사용되는 회선으로, 전신회선이 대표적
3) 회선망 형태에 의한 분류 ① 전용회선 - 교환기를 사용하지 않고 특정 사용자와 직접, 고정적으로 연결된 회선
- 전송 데이터 양이 많거나 이용 횟수가 많은 경우에 적합
② 교환회선 - 교환기를 통해서 연결되는 회선
- 상대방을 자유로이 선택하여 접속할 수 있기 때문에 보다 넓은 범위의 통신이 가능
4) 접속형식의 의한 분류 ① 2선식 회선 - 데이터 송/수신을 교대로 진행하는 회선(반이중 통신)
- 동시에 송신과 수신이 불가능하기 때문에 저속 통신에 사용
② 4선신 회선 - 동시에 송신과 수신이 가능한 회선(전이중 통신)
- 주로 고속 통신에 사용
5) 통신회선의 제어 ① 경합(Contention) 제어 방식 - 전송할 데이터가 있는 단말장치는 송신하기 전에 우선 송신 가능 여부를 컴퓨터에 질의하고, 가능하다는 응답이 오면 송신하는 방식
- 송신 요구를 빨리 하는 단말장치에 우선권이 주어짐
- 주로 점대점(Point-to Point) 회선에서 사용하는 방식
② 폴링/셀렉팅(Polling/Selecting) 제어방식 - 컴퓨터에서 송/수신의 제어권을 가지고 있는 방식
- 단말장치에서 송신할 데이터가 있어도 컴퓨터의 허락 없이는 송신 불가능
- 주로 멀티포인트(Multi-point) 회선에서 사용하는 방식
■ 폴링(Poling) - 컴퓨터에서 단말장치에 송신할 데이터가 있는지 여부를 질의하는 것
- 폴링받은 단말장치에서 송신할 데이터가 있으면 그 데이터를 송신하고, 만일 그렇지 않으면 송신하지 않는 것으로 간주
■ 셀렉팅(Selecting) - 컴퓨터에서 단말장치로 데이터를 송신하고자 할 때 수신 가능 여부를 질의하는 것
- 단말장치에서 수신이 가능하면 수신 가능 신호를 보내고, 그렇지 않으면 수신 불가능 신호를 보내게 됨
3. 통신속도와 통신용량 (1) 통신속도 - 변조속도 : 통신회선에서 1초에 변조할 수 있는 횟수(단위:보(Baud))
- 데이터 신호속도 : 1초에 전송할 수 있는 비트 수(단위 : bps(bit per second))
■ 데이터 전송속도 - 단위 간에 전송되는 데이터 양을 표시하는 단위
- 전송속도 단위에 사용되는 시간은 초, 분, 시를 사용하고, 데이터 단위는 비트, 니블(Nibble), 바이트(Byte) 등 사용
(2) 통신용량 - 한 개의 회선으로 단위 시간 동안에 전송할 수 있는 데이터의 양
- 대역폭(Bandwidth), 신호와 잡음의 강도에 의해서 결정
- 대역폭과 에러율(Error Rate)을 고려하여 결정
- 통신용량 증가 방법 : 대역폭을 늘리거나 강한 신호의 사용과 잡음을 약하게 하는 것
대역폭(Bandwidth) o 주파수 요소가 값을 갖는 범위를 대역이라 하며, 이 범위의 크기를 대역폭이라 함 o 송신기와 전송매체의 성질에 의해 제한되는 전송신호의 대역폭으로 단위는 초당 사이클 즉, Hz 에러율(Error Rate) 에러가 발생하는 비율, 에러는 1을 송신하였을 때 0을 수신하거나 그 반대의 경우를 의미 |
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3. 정보전송방식 1. 정보전송부호의 종류와 특성 (1) 보우도트 코드(Baudot Code) - 5개 비트로 구성
- ITU-T(CCITT)에서 제정한 표준코드로 Alphabet NO.2로 지정됨
- 텔렉스 통신에서 주로 사용됨, 에러 검출 기능이 없어 불편함
(2) BCD 코드 - 6비트로 구성되어 있으며 모든 코드의 기본(디지털에 사용되는 코드는 4비트로 구성 : 8421코드)
- 영문자 대문자와 소문자를 구별하지 못함
(3) ASCII 코드 7비트로 구성되어 있으며, 데이터 통신용이나 마이크로 컴퓨터에서 사용 (4) EBCDIC 코드 8비트로 구성되어 있으며 주로 범용컴퓨터에서 사용 2. 정보전송 방식 (1) 아날로그 전송과 디지털 전송 1)아날로그 전송 - 전송매체를 통해 전압, 전류, 사람의 목소리 같이 계속 변하는 데이터를 전송하는 방식으로 모뎀(MODEM) 사용
- 일정한 거리를 초과하면 신호의 세기가 감쇠하기 때문에 증폭기(Amplifier)를 사용해서 신호의 세기를 증폭해 전송하는 방법
- 증폭기는 잡음까지도 증폭하기 때문에 정확한 데이터 전송이 어려움
- 전송속도 : 저속
2) 디지털 전송 - 데이터를 2진코드 형태(0 또는 1)로 전송하는 방식
- 전송 가능한 거리는 신호의 감쇠 현상이 발생하지 않을 정도의 짧은 거리로 제한됨
- 장거리 전송을 위해서는 리피터(Repeater= 재생중계기)를 사용
- 리피터는 디지털 신호를 수신해 이들로부터 0과 1을 구별한 후에 새로운 신호를 생성하여 전송하기 때문에 감쇠 현상을 없앨수 있음
■ 장점과 단점 ① 장점 - 신호재생이 가능해 양질의 전송품질 제공
- 정보 신호의 형태에 관계없이 모든 신호를 디지털 정보 형태로 변환해 정보의 통합이 가능
② 단점 원거리 전송을 위해서 많은 리피터가 필요 (2) 직렬 전송과 병렬전송 ① 직렬(Serial) 전송 - 동일한 전송선을 통해서 한 비트씩 전송하는 방식
- 대부분의 데이터 전송에서 사용되는 방식
- 장점 : 전송 에러가 적고, 원거리 전송에 적합하며 통신회선 설치비용이 저렴
- 단점 : 전송속도가 느림
② 정렬(Parallel)전송 - 송신하고자 하는 비트 블록 각각에 대응되는 전송선이 따로 있어서 비트 블록을 한번에 전송
- 장점 : 단위 시간에 다량의 데이터를 빠른 속도로 전송
- 단점 : 전송 길이가 길어지면 에러 발생 가능성이 높고, 통신회선 설치비용이 커짐
(3) 비동기 전송과 동기 전송 1) 비동기 전송(Asynchronous Transmission) - 한 문자를 전송할 때마다 동기화시켜 전송하는 방식
- 전송의 기본 단위 : 문자 단위의 비트 블록
- 송/수신측의 동기화를 위해서 각 비트 블록의 앞뒤에 시작비트(Start Bit)와 정지비트(Stop Bit)를 덧붙여 전송
- 일반적으로 패리티 비트(Parity Bit)를 추가해서 전송
- 전송속도 : 1,800bps이하의 저속 전송
- 장점 : 동기화가 단순하고, 가격이 저렴
- 단점 : 문자당 2∼3비트를 추가로 전송해야 되므로 전송효율이 떨어짐
2) 동기전송(Synchronous Transmission) - 비동기 방식의 비효율성을 보완하기 위한 방법
- 전송할 데이터를 여러 블록으로 나누어서 각 블록 단위로 전송하는 방식
- 데이터와 제어 정보를 포함하는 큰 크기의 프레임을 전송
- 동기화를 위해서 전송의 시작과 끝을 나타내는 제어정보를 데이터의 앞뒤에 붙여서 프레임을 구성
- 문자 중심 전송과 비트 중심 전송으로 분류
- 전송속도 : 2,000bps 이상의 고속 데이터 전송에 적합
- 단점 : 별도의 하드웨어 장치 필요
■ 비동기 전송과 동기 전송의 비교 | 비동기 전송 | 동기 전송 | 전송 단위 | 문자 | 비트/문자 블록 | 에러 검출 방식 | 패리티 비트 | CRC | 오버헤드 | 문자당 고정된 크기 | 프레임당 고정된 크기 | 전송 효율 | 비효율적 | 효율적 | 장비 가격 | 저렴 | 고가 |
3) 혼합형 동기식 전송 - 비동기 전송과 동기 전송의 혼합으로, 비동기 전송보다 빠르고 정확한 동기를 가짐
- 비동기 전송과 같이 스타트 비트와 스톱 비트를 가지며, 동기 전송과 같이 송수신측이 동기 상태를 이룸
(4) 베이스 밴드 전송과 광대역 전송 1) 베이스 밴드(Base Baud) 전송 - 변조되기 전의 디지털신호를 그대로 전송신호로 사용하는 방식
- 신호만 전송되기 때문에 전송신호의 품질이 좋음
- 전송신호는 전송 중에 점차 약해지기 때문에 장거리 전송에 부적합
■ 신호방식 - 단류 방식 " 1값은 1볼트, 1값은 - 또는 + 볼트(volt)로 전송하는 방식
- 분류 방식 0값은 - 또는 + 볼트. 1값은 + 또는 - 볼트로 전송하는 방식
- NRZ(Non Return Zero) : 비트 신호가 전송될 때마다 볼트값이 변하는 방식
- RZ(Return Zero) 방식 : 비트 신호가 전송될 때마다 볼트값이 변하지만 NRZ와 달리 다음 비트 신호가 시작되기 전에 항상 0볼트로 복귀하는 방식
- 양극성(Bipolar)방식 : 1값이 전송될 때마다 상태가 반전되고, 0값은 0볼트를 유지하는 방식
- 단극성(Unipolar) 방식 : 0값은 -볼트, 1값은 +볼트로 전송하는 방식
2) 광대역 전송 - 원래의 2진 부호를 별도의 신호로 변화시켜서 송신하는 방식
- 직류신호를 교류신호로 변환하여 전송하고, 수신측에서는 직류신호를 역변환하는 방식
- 직류신호가 별도의 신호로 변환된 교류신호를 반송파라고 함
- 송/수신측에서 각각 변복조 기능을 수행하기 위한 모뎀이 필요
(5) 다중화(Multiplexing) 1) 다중화 - 여러 개의 정보들을 용량이 큰 하나의 전송선으로 전송하는 방법
- 다중화장치(Multiplexer, MUX) : 다중화 기능과 다중화된 정보를 원래 상태로 분배해주는 기능을 담당하는 장치
- 장점 : 회선 비용을 대폭 줄일 수 있음.
- 종류 : 주파수 분할 다중화, 시분할 다중화
2) 주파수 분할 다중화(FDM ; Frequency Division Multiplexing) - 좁은 주파수 대역을 사용하는 여러 개의 신호들이 넓은 주파수 대역을 가진 하나의 전송로를 따라서 동시에 전송되는 방식
- 전송매체의 대역폭이 전송신호의 대역보다 넓을 때 사용 가능
- 수신측에서는 필요한 주파수만을 선별하는 여과(Filtering) 과정을 통해서 정보를 취득
- 용도 : TV나 라디오에서 주로 사용
3) 시분할 다중화(TDM ; Time Division Multiplexing) - 시간을 타임 슬롯(Time Slot)이라는 기본단위로 나누고, 이들을 일정한 크기의 프레임으로 묶어서 채널별로 특정 시간대에 해당하는 슬롯에 배정하는 방식
- 전송매체의 전송속도가 정보 소스의 정보 발생률보다 빠를 때 사용 가능
통신용어 o 회선(Circult) 혹은 링크(Link) : 다중화를 이용해서 동일한 전송매체를 다수의 신호가 공유할 때 신호의 실제 전송 경로 o 채널(Channel) : 각 송/수신기에 전용으로 할당된 부분의 용량 |
(6) 통신 대화 방식 1) 단방향(Simplex) 통신 - 송/수신측이 미리 고정되어 있는 방식으로 통신채널을 통하여 한쪽 방향으로만 데이터를 전송
- TV나 라디오 방송에서 사용되며, 수신된 데이터의 에러 발생 여부를 송신측이 알 수 없음
2) 반이중(Half Duplex) 통신 - 양방향 통신이 가능하지만 어느 한 쪽이 송신하는 경우 상대편은 수신만이 가능한 방식
- 무전기나 모뎀을 이용한 통신에서 사용
3) 전이중(Full Duplex) 통신 동시에 양방향으로 데이터 전송이 가능한 방식 3. 정보신호변환 방식 (1) 부호화(Encoding) - 정보 또는 신호를 다른 신호로 변화시키는 과정
- 변조(Molulation) : 부호화된 신호를 반송신호(Carrier Signal)에 싣는 과정
- 디지털 데이터, 아날로그 신호 방법 : 광섬유나 위성과 같은 전송매체는 아날로그 신호만을 전송하는 디지털 변조 방식
- 디지털 데이터, 디지털 신호방법 : 디지털 데이터를 아날로그로 변조하는 방식보다 가격이 저렴한 방식으로 DSU(Digital Service Unit)를 이용
- 아날로그 데이터, 디지털 신호 방법 : 디지털 전송 장비와 교환 장비를 이용할 수 있는 PCM(Pules Code Modulation) 방식
- 아날로그 데이터, 아날로그 신호 방법 : 값싸고 쉽게 변환 가능
(2) 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변조 - 반송신호의 세가지 특성(진폭, 주파수, 위상)중의 하나를 모뎀을 이용해서 부호화
- 실제로 데이터 통신에서 사용되는 값은 0과 1뿐이기 때문에 편이(Shift) 변조 방식 사용
- 방법 : 진폭편이변조(ASK), 주파수 편이변조(FSK), 위상편이변조(PSK)
① 진폭편이변조(ASK) - 두 가지 2진수 값을 서로 다른 진폭을 가진 신호로 표현
- 광섬유로 디지털 데이터를 전송하는 데 사용
- 단점 : 잡음이나 신호의 변동에 약함
- 장점 : 회로가 간단하고, 가격이 저렴함
② 주파수편이변조(FSK) - 두 가지 2진수 값을 서로 다른 진폭을 가진 신호로 표현
- 광섬유로 디지털 데이터를 전송하는 데 사용
- 단점 : 잡음이나 신호의 변동에 약함
- 장점 : 회로가 간단하고, 가격이 저렴함
③ 위성편이변조(PSK) - 반송신호의 위상을 변화시켜서 데이터를 표현
- 동기 방식을 사용
- 위상을 2, 4, 8 등분 하는 것에 따라 2위상, 4위상, 8위상변조 방식으로 구분
- 위상을 달리함으로써 복잡도가 높은 데이터 전송률이 높아짐
- 모뎀에서 주로 사용되는 방식
§ 2위상 : 0은 0°, 1은 180°로 위상을 표헌 § 4위상 : 90°간격으로 위상을 표시하기 때문에 2비트의 조합(00,01,10,11)이 가능 § 8위상 : 45°간격으로 위상을 표시하기 때문에 3비트의 조합이 가능 (3) 디지털 데이터를 디지털 신호로 변조 - 두 가지 2진수 값을 나타내기 위해서 서로 다른 전압을 사용
- 종류 : NRZ(Non Return to Zero), RZ(Return to Zero), Bipolar 방식
(4) 아날로그 데이터를 디지털 신호로 부호화 1) PAM 펄스의 진폭변화에 따라 진폭크기를 변화시키는 변조 방식 2) PCM - PAM으로부터 계량화 과정을 통하여 코드화 된 디지털 신호를 만드는 변조 방식
- 진폭변조 방식에 해당되는 방법
- 장점 : 전송 레벨 변동이 없고, 노화와 잡음에 강함
- 단점 : 점유 주파수 대역폭이 큼
■ PCM 진행 과정 표본화(Sampling) | 연속적으로 변하고 있는 신호의 진폭을 일정간격으로 읽음 | ↓ | 양자화(Quantizing) | 읽은 표본값을 수량화 | ↓ | 부호화(Encoding) | 양자화된 값을 디지털 부호로 변환 | ↓ | 복합화(Decoding) | 디지털 신호를 수신측에서 원래의 신호로 복원 | ↓ | 여과기(Filter) | 원래의 입력 신호로 복원 |
(5) 아날로그 데이터의 아날로그 부호화 - 아날로그 데이터는 같은 대역폭의 아날로그 신호로 직접 바꿀 수 있음
- 다른 주파수대로 변화시키는 이유 : 효율적인 전송을 위해 보다 높은 주파수가 필요할 때나 주파수 분할 다중화를 위해서임
- 종류 : 진폭변조(AM), 주파수 변조(FM), 위상변조(PM)
4. 전송에러제어 방식 (1) 전송에러 1) 전송 손상 - 전송 신호가 여러 가지 요인으로 인해 변질되는 것을 말함
- 정보 손상의 원인 : 감쇠현상(Attenuation), 지연 왜곡(Delay Distortion), 잡음(Noise)
2) 감쇠 현상 ① 감쇠 - 전송신호가 거리에 따라 약해지는 현상
- 높은 주파수에 더 많은 영향을 미침
② 해결방법 - 아날로그 전송 : 증폭기를 사용해서 신호의 강도를 회복시킴
- 디지털 전송 : 리피터로 비트 정보를 복원하여 재전송
③ 감쇠 왜곡 - 주파수에 따라 감쇠의 정도가 균일하지 않아서 발생되는 신호의 변형
- 아날로그 신호에서 더욱 심하게 발생
- 해결 방안 : 전송매체의 다양한 주파수 전체에 걸쳐서 감쇠의 정도를 비슷하게 보정
3) 지연왜곡 - 통신회선을 사용해서 데이터를 전송할 때 서로 다른 주파수 사이의 전파속도 차이로 인해서 발생
- 디지털 전송에서 수신측에 도착되는 신호들이 서로 겹쳐질 수 있기 때문에 많은 영향을 받음
- 지연 왜곡은 디지털 전송에서 최대 전송속도를 결정짓는 주된 요인으로 작용함
4) 잡음 - 신호를 전송하는 과정에서 원하지 않는 신호가 발생하는 것
- 종류 : 열 잡음, 주파수간 상호 간섭, 누화, 충격잡음, 위상지터(Jitter) 잡음 등
① 열잡음 (백색잡음) - 전도체 내부의 전자들의 열 운동으로 인한 내부로부터의 잡음
- 제거될수 없는 잡음
② 주파수간 상호간섭 - 동일한 통신회선을 사용해서 서로 다른 주파수로 구성된 신호가 전송될 때 주파수간의 합/차로 인해서 새로운 주파수 요소가 발생되는 잡음
- 새롭게 생성된 주파수는 동일한 주파수를 가진 원래의 신호와 간섭 현상이 일어남
③ 누화(혼선) - 전화통화중 다른 사람의 말이 혼선되는 현상과 같은 잡음
- 열 잡음에 비해서 크기가 작은 편
④ 충격잡음(Impulse Noise) - 주로 기계적인 충격에 의해서 순간적으로 일어나는 높은 진폭의 잡음
- 통신기계장치나 스위치 등의 사용에 의해서 유발되며, 디지털 전송에 많은 문제 초래
⑤ 위상지터(Jitter) 잡음 - 전송 네트워크에서 전송신호의 위상이 연속적으로 일그러지는 현상
- 펄스가 여러 가지 원인으로 인해서 신호 위상이 변화하는 잡음
■ 에러율 · 비트에러율 = | 수신 에러 비트수
송신한 전체 비트 수 | · 오자에러율 = | 수신 에러 문자 수
송신한 전체 문자 수 | · 블록 에러율 = | 수신 에러 블록 수
송신한 전체 블록 수 |
(2) 전송에러제어 방식 ① 자기정정방식 - 자기정정부호 방식(Hamming Code)
- 자동연속 방식
② 재전송 궤한 방식 - 정보 궤한 방식
- 자동반복요청 방식
- 에러검출부호방식
1) 자기정정부호 방식 - 수신된 데이터를 분석하여 자동으로 수정하는 방식
- 해밍 코드 사용
① 해밍코드(Hamming code) - 오류검출과 오류 교정이 가능
- 동기식 전송에 주로 사용
- 단일 에러 정정 코드
② 자동 연속 방식 동일 데이터를 2번 이상 전송해서 이상 유무를 판별한 후 에러 발생시 이를 수정하는 방식 2) 재전송 궤한 방식 ■ 정보 궤한 방식 - 수신측에서 받은 정보를 다시 송신측으로 보내어 송신측에서 에러 유무를 판별한 후 에러가 있는 경우 재전송하는 방식
- 루프 또는 에코에 의한 방식이라고도 함
- 장점 : 전송 데이터에 검사 코드가 추가되지 않기 때문에 전송속도가 빠름
- 단점 : 데이터를 2번 이상 전송해야 되기 때문에 회선의 낭비 발생
■ 자동 반복 요청(ARQ : Automatic Repeatre Quest) 방식 - ARQ : 송신된 데이터의 에러 유무를 수신측에 서 검사하여 에러 발생을 송신측에 알리고 송신측은 에러가 발생한 데이터를 재전송하는 방식
- 종류 : 정지-대기(Stop-and Wait) ARQ, 연속적 ARQ, 적응적(Adaptive) ARQ
① 정지- 대기 ARQ - 송신측에서 1개의 데이터 블록을 송신하면, 수신측에서 수신된 블록의 에러 유무를 판단해서 에러가 발생한 경우에는 NAK 신호를, 에러가 발생하지 않은 경우에는 ACK신호를 송신측에 보내는 방식
- 송신측은 수신측으로부터 ACK 신호를 수신한 경우에는 다음 블록을 전송하고, NCK신호를 수신하거나 일정 시간이 경과할 때까지 응답이 없으면 해당 블록을 재전송
- 장점 : 간단한 방식
- 단점 : 블록을 전송할 때마다 수신측의 응답을 기다려야 하므로 통신효율이 떨어짐
② 연속적 ARQ - 정지-대기 ARQ의 단점을 보완하기 위한 방식
- 종류 : Go-Back-N ARQ, 선택적 재전송(Selective-Repeat) ARQ
- Go-Back-N ARQ : 다수의 데이터 블록을 송신하고, 수신측으로부터 NAK 신호가 전송되면 NAK 신호를 받은 블록부터 다음의 모든 블록을 재전송하는 방식
- 선택적 재전송 ARQ : NAK신호를 받은 블록만을 재전송하는 방식
③적응적 ARQ - 전송효율을 높이기 위해서 블록의 길이를 동적(Dynamic)으로 변경시킬수 있는 방식
- 수신측은 송신측에 에러 발생률을 전달해 송신측이 적절한 블록의 길이를 조정해 전송할 수 있도록 하는 방식
- 전송효율이 제일 좋음
■ 에러검출 부호 방식 ① 패리티(Parit) 검사 - 에러 검출만 가능하고, 교정은 할 수 없음
- 한 비트의 여분 비트를 검사 비트로 사용해서 에러 유무를 판별
- 2비트 에러는 판별할 수 없음
- 짝수 패리티 검사 : 데이터들의 비트들 중 값이 1인 비트들의 개수를 짝수가 되도록 패리티 비트를 부여하는 방식
- 홀수 패리티 검사 : 데이터들의 비트들 중 값이 1인 비트들의 개수를 홀수가 되도록 패리티 비트를 부여하는 방식
② 수직 패리티 검사 - 수직 방향으로 패리티 비트를 부여하는 방식
- 가장 간단한 비트 오류 검출 방식
- 일반적으로 비동기식 통신에는 짝수 패리티 검사, 동기식 통신에는 홀수 패리티 검사를 사용
③ 수평 패리티 검사 ④ CRC(Cyclic Redundancy Check) - 에러 검사 방식 중에서 가장 성능이 우수함
- 여러 비트에서 발생하는 집단 에러도 검출 가능
- 데이터 블록마다 CRC 코드를 추가하여 전송하는 방식
⑤ 정마크 부호 검사 - 바이퀴너리(Biquinary) 코드나 5중 2코드를 이용한 에러 검사 방식의 일종
- 전송 문자를 부호화할 때 값이 1인 비트의 개수를 일정하게 유지하는 방식
- 마스크(Mask) 검사 수행
⑥ 그룹 계수 검사(Group Count Check) - 수평 패리티를 강화한 방식
- 데이터 블록에 수평 방향으로 각 비트를 덧셈한 결과를 추가하는 방식
- 짝수 개의 에러를 검출할 수 없는 패리티 검사와 달리 짝수 개의 에러 비트 검출이 가능
전진 에러 수정(FEC ; Forward Error Correction) 송신측에서 특정한 정보 비트를 전송하면 수신측에서는 이 정보 비트를 사용해서 에러를 검사/수정하는 방식 후진 에러 수정(BEC ; Backward Error Correction) 송신측에서 특정한 정보 비트를 전송하면 수신측에서는 이 정보 비트를 사용해서 에러를 검사해 송신측에 재전송을 요구하는 방식 |
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4. 정보통신 설비 1. 정보단말 설비 (1) 단말장치의 기능 ① 입출력기능 - 사람이 식별 가능한 데이터(문자, 영상, 음서 등)을 통신 장비가 처리 가능한 2진 신호로 변환하거나 그 역을 수행하는 기능
- 간접 입출력 기능 : 테이프, 디스켓 등의 매체를 통해서 입출력되는 경우
- 직접 입출력 기능 : 매체를 이용하지 않고 사람이 인식할 수 있는 문자, 음성, 영상 등의 방법으로 입출력하는 경우
② 전송 제어 기능 - 입출력 제어 기능 : 입력신호를 검출하여 데이터를 입력하거나 출력 기능을 수행
- 에러 제어 기능 데이터의 에러를 검출
- 송/수신 제어 기능 : 데이터의 송/수신 기능을 담당
(2) 단말장치의 구성
1) 전송 제어장치(TCU ; Transmissin Control Un it) - 데이터 전송시에 발생되는 에러를 검출/정정하는 장치
■ 구성 - 회선 접속부 : 단말장치와 전송회선을 연결
- 회선 제어부(에러 제어부) : 회선 접속부를 통해 들어온 데이터의 조립과 분해, 데이터 버퍼링(Buffering), 에러 제어를 포함한 전송 제어를 담당
- 입출력 제어부 : 입출력장치에 대한 직접적인 제어 및 상태를 감시하는 기능
2) 입출력 장치 ① 입력장치 - 직/간접적으로 사람이 취급하는 데이터를 컴퓨터가 처리할 수 있는 신호로 변환
- 키보드, 카드리더, 마우스, OCR, OMR 등
② 출력장치 - 컴퓨터가 처리한 결과를 사람이 이해할 수 있는 정보로 변환
- 프린터, CRT 화면 등
통신 제어장치와 전송 제어장치의 비교 § 통신 제어장치는 컴퓨터에 대하여, 전송 제어장치는 입출력 장치에 대하여 전송제어를 담당 § 통신 제어장치는 많은 회선을 취급하고, 메시지 처리 기능이 있지만 전송 제어장치는 없음 |
(3) 단말장치의 종류 1) 입력장치 - 직접입력 : 키보드, 태블릿, 라이트펜, 마우스, 스캐너 등
- 인식 입력 : OMR, OCR, 음성인식장치등
- 기록 매체 입력 : 디스크, 테이프, 광디스크 등
2) 출력장치 - 프린터
- 디스플레이 : CRT, 액정 화면
- 기록매체 출력 : 음성 출력 장치, 테이프, 디스크, 광디스크 등
3) 단말기(Terminal)의 구분 - 데이터를 처리하는 기본적인 기기로, 데이터 입출력 및 전송에 관련된 작업을 하며, 다음과 같이 분류함
- 범용 단말장치 : 인쇄장치(프린터), 표시장치(CRT), 인식 장치(OCR, OMR, MICR) 등
- 전용 단말장치 : 교육용, 의료용, 생산 관리용, 증권 주가 표시용 등
- 복합 단말장치 : 원격 일괄 단말, 인탤리전스 단말기 등
4) 단말기의 종류 ① CRT 단말기 - 각종 입력장치를 통해 입력받은 데이터를 화면에 표시해주는 대표적인 표시장치로 일반적으로 모니터라고 함
- 대화형 질의 응답이 가능
- 화면 구성 기본 단위 : 픽셀(Pixel)
② 원격일괄(Remote Batch) 단말기 주로 원격지의 일괄처리에 사용되는 장치로 고속회선으로 연결되어야 하며 고숙 프린터를 갖춤 ③ 인텔리전스(Intelligence) 단말기 - 데이터 입출력 및 간단한 데이터처리 능력을 가진 단말장치
- 자료의 입출력, 간단한 계산, 프로그램 개발등이 가능하고 호스트 컴퓨터와 연결되지 않은 독자적인 컴퓨터로도 사용 가능
2. 정보교환설비 1) 모뎀의 기능 컴퓨터와 단말장치에서 사용되는 디지털 신호를 전송 회선에 적합한 아날로그 신호로 변조하고, 변조된 신호를 수신한 수신측에서는 원래의 디지털 신호로 복조하는 기능 모뎀을 사용하는 이유 디지털 신호를 직접 회선에 전송하지 않고 모뎀을 사용하는 이유는 ITU-T 표준에 따라 호환성과 상호 접속성을 높일 수 있기 때문이다. |
2) 모뎀의 기본 구조 ① 송신부
② 수신부
3) 여러 가지 신호 - DSR(Data Set Ready) : 모뎀의 동작 준비 완료(모뎀 → DTE)
- RTS(Request To Send) : DTE가 송신하는 것을 허가해줄 것을 요청(DTE → 모뎀)
- CTS(Clear To Send) : DTE에게 전송해도 좋다는 곳을 통고(모뎀→DTE)
- DCD(Data Carrier Detect) : DTE에게 모뎀이 수신한 반송파에 동기되어 데이터를 복조할 준비가 완료되었음을 알리는 신호(모뎀→DTE)
4) 모뎀의 분류 ① 통신속도에 따른 분류 - 저속 모뎀 : 2400bps, 4800bps, 14400bps, 28800bps
- 고속 모뎀 : 33600bps, 56000bps
② 사용회선에 따른 분류 - 교환 회선용 모뎀 : 다이얼-업(Dial-up) 회선용 모뎀
- 비교환 회선용(전용 회선용) 모뎀 : 2선식 혹은 4선식 전용회선을 사용하는 모뎀
③ 위치에 따른 분류 - 내장형 모뎀 : 컴퓨터 내부에 설치되어 전원을 공급받는 모뎀
- 외장형 모뎀 : 컴퓨터 외부에 위치해서 별도의 전원을 이용하는 모뎀
④ 사용 가능한 포트(Port) 수에 따른 분류 - 단포트 모뎀 : 한 개의 포트만을 내장한 모뎀
- 멀티포트 모뎀 : 2, 4, 6개 등의 포트를 내장한 모뎀
⑤ 동기 방법에 따른 분류 - 동기식 모뎀 : 2400bps 이상에서 사용되며 위상 편이 변조(PSK) 방식을 주로 사용
- 비동기식 모뎀 : 1200bps 이하에서 주로 이용되며 주파수편이변조(FSK) 방식을 사용
5) 멀티포트 모뎀과 멀티포인트 모뎀 ① 멀티포트 모뎀 - 고속 동기식 모뎀과 시분할 다중화기가 한 개의 장비로 만들어진 모뎀
- 여러개의 포트에 속도를 차별화 하여 운영할 수 있음
② 멀티포인트 모뎀 - 멀티포인트 시스템에서 발생하는 전송 지연을 줄이기 위해서 고속 폴링을 할 수 있도록 설계된 모뎀
6) 모뎀의 표준 - CCITT(현재는 ITU-T) 표준에 의한 모뎀
- V 시리즈는 아날로그 통신회선을 이용한 데이터 통신에 관한 표준
① 속도에 관한 규격 - V.22bis : 2400bps
- V.32bis : 14400bps
- V.34 : 28800bps
- V.34bis : 33600bps
② 프로토콜에 관한 규격 - 압축 프로토콜 : V.42bis
- 에러 교정 프로트콜 : V.42
DSU(Digital Service Unit) § 디지털 전송회선 양 끝에 설치되어 디지털 신호를 전송하기 좋도록 해주는 장치 § 직렬 단극형(Unipolar) 신호를 변형된 양극형(Bipolar) 신호로 바꾸는 역할 |
3. 정보전송설비 (1) 다중화기의 종류와 특성 1) 다중화기(Multiplexer) - 여러 개의 단말장치들이 하나의 통신회선을 통해 데이터를 전송하고, 수신측에서도 여러 개의 단말장치들의 신호로 분리하여 입출력할수 있도록하는 장치
- 하나의 통신회선을 사용함으로써 회선과 모뎀을 절약할 수 있음
2) 주파수 분할 다중화기(FDM ; Frequency Division Muitiplexer) ① 주파수 분할 다중화 - 좁은 주파수 대역을 사용하는 여러 개의 신호들이 넓은 주파수 대역을 가진 하나의 전송로를 따라서 동시에 전송되는 방식
- 통신 채널의 제한된 주파수 대역을 여러 개의 독립된 저속 채널의 집단으로 분리함
② 동작 - 송신측에서 저속의 부채널(Sub Channel) 신호를 각각 다른 주파수로 변조하여 전송
- 수신측에서는 여과기를 사용해서 각 부채널에 맞는 신호를 구분
- 분류된 부채널을 복조하여 수신
③ 특징 - 채널간 완충 지역으로 가드 밴드(Guard Band)를 주어야 하기 때문에 대역폭을 낭비함
- 1200보(Baud) 이하의 비동기에서만 사용
- FDM 자체가 모뎀 역할까지 하기 때문에 별도의 모뎀이 필요없음
- 구조가 간단하고 가격이 저렴함
3) 시분할 다중화기(Time Division Multiplexer) ① 시분할 다중화 - 전송회선의 데이터 전송 시간을 타임슬롯(Time Slot)이라는 일정한 시간폭으로 나누고, 이들을 일정한 크기의 프레임으로 묶어서 채널별로 특정 시간대에 해당하는 슬롯에 배정하는 방식
② 특징 - 다중화기는 고속이고, 단말장치는 저속이기 때문에 이 양자간의 속도차를 보상하기 위해서 다중화기 내부에 버퍼 기억장치가 필요함
- 고속 전송이 가능함
- 동기식인 비트 삽입식과 비동기식인 문자 삽입식으로 분류
- 주로 점대점(Point-to-Point) 시스템에서 사용
4) 기타 다중화기 ① 지능 다중화기(비동기식 시분할 다중화기) - 실제로 전송할 데이터가 있는 단말장치에만 동적인 방식으로 각 부채널에 시간폭을 할당하는 방식
- 실제 전송 요구가 있는 부채널에만 시간폭을 할당하기 때문에 전송효율이 높아짐
- 집중화기의 역할도 수행
② 역다중화기 - 두 개의 음성급 회선을 이용하여 광대역 통시속도(9600bps)를 얻을 수 있는 장치
- 두 개의 별도 채널이 지닌 상대적 지연으로 인한 비트 스트림의 혼란을 조정해주기 위한 순환 기억장치가 필요
- 비용이 절감됨
③ 광대역 다중화기 - 속도가 다른 동기식 데이터를 광대역을 이용하여 전송하는 장치
(2) 집중화기(Concentrator) - 개개의 입력회선을 n개의 출력회선으로 집중화하는 장치
- 입력회선의 수는 출력회선의 수보다 같거나 많음
- 하나의 고속 통신회선에 여러 개의 저속 통신회선을 접속하기 위해서 사용
- 종류 : 전문 교환(Message Switching) 집중화기, 패킷교환(Packet Switching) 집중화기, 회선 교환(Circuit Switching) 집중화기
■ 특징 - 동적인 시간 할당
- 입출력 각각의 대역폭이 다름
- 구조가 복잡하면서 불규칙한 전송에 사용
(3) 공동 이용기 - 폴링방식으로 네트워크를 제어하는 경우 통신회선을 공동으로 이용해 네트워크의 단순화와 비용을 절감할 수 있음
■ 종류 - 모뎀 공동 이용기 : 폴링 방식에 의해 네트워크가 제어될 때 비용 절감을 가져옴
- 선로 공동 이용기 : RS-232C에 의한 접속이므로 거리(15m 이내) 제한이 있음
- 포트 공동 이용기 : 컴퓨터와 모뎀 사이에 설치되어 여러 대의 단말장치들이 하나의 포트를 공동 이용하게 하는 역할
(4) DTE/DCE 접속규격(Interface) 1) 접속 규격에 대한 표준화 - 단말장치의 접속 규격(Interface)은 컴퓨터와 모뎀, 단말장치와 모뎀 사이의 데이터 송/수신 규격을 정해놓은 것
- ITU-T, EIA(미국 전자공업회), ISO(국제 표준기구) 등에서 표준화를 제정, 권고 하고 있음
2) DTE/DCE 접속 규격의 특성 - 물리적 특성 : 연결용 핀의 우치 규정과 같은 기계적인 배열 조건을 나타내는 기능
- 전기적 특성 : 전압 레벨과 타이밍에 관한 부분을 규정하는 기능
- 기능적 특성 : 여러 가지 교환회선에 의미를 부여함으로써 수행되는 기능
- 절차적 특성 : 접속 규격의 기능적 특성에 따라서 전송 데이터에 일어나는 사건의 순서로 전기 회로의 전기적인 특성 조건과 같은 장치간 비트 전송을 가능하게 하는 기능
3) V 시리즈와 X시리즈 접속 규격 ① V시리즈 - 기존 전화망을 이용해서 데이터를 전송하는 경우의 단말장치 접속규격
- 모뎀 인터페이스라고도 함
② X시리즈 - 디지털 데이터망을 사용하여 전송하는 경우의 접속 규격
- V시리즈에 비해서 경제적인 인터페이스
4) 25핀 인터페이스 - DTE/DCE 사이의 2진 직렬 데이터, 제어신호 및 타이밍 신호 전송을 위한 접속 규격
- 주로 ITU-T 의 V.24, V.28 및 ISO 2110에서 규정하고 있음
■ 적용 조건 - 동기 방식 : 동기식 및 QEHDRLTLR
- 회선 종별 : 직통 전용회선, 분기 전용회선, 교환회선
- 접속용 케이블 : DTE/DCE 사이의 접속용 케이블은 DTE에서 준비
- 데이터 신호속도 20Kbps
5) RS-232C 인터페이스 - EIAD에서 정의한 표준으로, ITU-T의 V.2와 같은 내용으로 모뎀과 컴퓨터를 연결시켜 주는 표준 인터페이스
■ 특징 - 모뎀과 DTE가 짧은 거리일 때 사용(최대 전송 거리는 15m)
- 25핀으로 구성
- 최대 전송속도는 20Kbps
- 각 핀의 주요 기능 : 전기적 접지, 데이터 송수신에 이용되는 회로, 제어 회로, 타이밍 회로
(5) 전화기 사람의 음성을 전기신호로 바꾸고, 다시 전기신호를 음성으로 변환시키는 장치 1) 구성 - 송화기 : 사람의 음성을 전기신호로 변환하는 장치
- 수화기 : 송화기로부터 전송된 전기신호를 본래의 음성으로 변환시키는 장치
- 유도 코일 : 송회기로부터 나온 전기신호를 먼거리까지 전송하는 역할
- 다이얼 : 회전식 다이얼과 푸시버튼 방식이 있음
- 콘덴서
- 훅스위치
2) 교환기 - 가입자의 호출 발생을 감지하고, 원하는 가입자와 연결시키는 기능
- 통화가 완료되면 회선을 복귀시키는 기능
- 통화과정 : 발신자의 식별 → 다이얼 숫자의 수신 → 발신 →제어 정보의 전달 → 중계 접속 → 착신접속 → 호출음 송출 → 요금 계산 → 화중음 송출
① 제어방식 - 단독 제어 방식 : 스위치 각각에 제어회로가 붙어 있어서 각 스위치가 독립적으로 선택 제어를 할수 있는 방식
- 공통 제어 방식 : 제어회로를 한 군데 집중시켜서 통화 회로 전체의 접속 상태를 파악해 능률적인 접속 경로를 선택하는 방식
- 축적프로그램 제어 : 공통 제어 방식의 일종으로 기능적으로 보다 집중화된 장치이며, 대부분의 전자 교환기에 사용하는 방식
② 전자 교환기 (ESS ; Electronic Switching System) - 제어계와 통화로계가 모두 전자식인 교환기
- 분류 : 공간 분할, 주파수 분할, 시분할 방식
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5. 통신프로토콜 1. 프로토콜의 개요 (1) 프로토콜(Protocol) 이란? 둘 이상의 서로 다른 노드(컴퓨터/단말기)가 갖고 있는 파일, 데이터베이스 등의 공용 자원을 액세스하기 위해 여러 가지 제어 정보 및 통신 처리를 위한 약속 1) 프로토콜의 구성요소 - 프로토콜에는 전송하고자 하는 데이터의 일정 형식(Syntax)과 두 엔티티 간의 연결을 위한 여러 가지 기능(Semantics), 그리고 흐름 제어(Flow Control)를 위한 절차(Timing)등이 필요한데 이들 요소로는 구문, 의미, 타이밍 등이 있음
■ 구성요소 - 구문(Syntax) : 데이터 형식(Format), 부호화(Coding), 신호 레벨(Signal Level) 등을 포함
- 의미(Semantics) : 효과적이고 정확한 정보 전송을 위한 두 엔티티간의 협조 사항과 에러 관리를 위한 제어 정보를 포함
- 타이밍(Timing) : 두 엔티티간의 통신속도 조정, 메시지의 순서 제어 등을 포함
2) 프로토콜의 특성 ① 직접/간접(Direct/Indirect) - 집접 방식 : 2개의 엔티티 사이에 직접 정보를 교환하는 방식(점대점 연결, 멀티포인트 연결)
- 간접 방식 : 교환망이나 다른 네트워크를 통해서 간접적으로 정보를 교환
② 단일체/구조적(Monolithic/Structured) - 단일체 : 엔티티 사이의 통신 작업이 하나의 프로토콜에서 처리
- 구조적 : 통신 작업은 워낙 복잡하기 때문에 프로토콜층을 이루는 구조를 사용
③ 대칭/비대칭(Symmetric/Asymmetric) - 대칭 : 상호 대응되는 엔티티들 사이에 통신이 이루어짐
- 비대칭 : 주로 주 스테이션만이 통신을 개시할 수 있는 권한이 부여됨
④ 표준/비표준(Standard/Nonstandard) - 표준 : 컴퓨터 모델에 관계없이 프로토콜을 공유
- 비표준 : 특정한 통신 상황의 특정한 컴퓨터 모델에서 사용
(2) 계층적 구조 ① 계층화의 필요성 - 네트워크의 구조는 복잡한 논리적인 시스템이기 때문에 각 기능을 편리하게 분리시키고, 공통적인 서비스를 공유할 필요가 있음
- 각 계층은 상위에 있는 계층에게 어떤 서비스를 제공
② 계층 구조의 장단점 § 상위 계층을 하위 계층의 세부적인 사항으로부터 독립시킴으로써 기능 단위로 소자화(Module)가 가능 § 프로토콜의 설계와 검사가 간단해짐 § 각각의 계층을 독립적으로 유지, 관리할 수 있음 § 하나의 데이터가 수신지에 도착하기 위해서 각 계층간에 많은 수의 상호 작용이 필요하기 때문에 과다한 처리의 오버헤드와 지연시간이 증가하게 됨 (3) 프로토콜의 기능 - 단편화 : 주어진 데이터를 일정한 크기의 작은 데이터 블록으로 나누어 전송하는 것
- 재조립 : 수신측에서는 분리된 데이터를 응용계층에 적합한 데이터로 재구성해서 원래의 데이터로 복원하는 것
- 캡슐화 : 데이터에 제어 정보를 추가하는 것
- 비연결 데이터 전송 : 사전에 논리적이 연결없이 바로 데이터를 전송하는 방식(예 : 데이터그램방식)
- 연결 지향 데이터 전송 : 송/수신지간에 사전 논리적 연결절차를 거친 후에 데이터를 전송하는 방식(예 : 가상회선 방식)
- 흐름제어(Folw Control) : 수신하는 엔티티에서 발송지로부터 오는 데이터의 양과 속도를 제한하는 기능
- 순서 바로잡기 : 전송된 데이터들이 순서대로 되어 있는지를 확인하는 작업으로, 연결지향형 데이터 전송에서만 의미가 있음
- 에러 제어 : 데이터나 제어정보의 에러를 대비하는 방식
- 동기화 : 2개의 엔티티는 명확히 정의된 상태에 있어야 초기의 시작, 중간에 필요한 체크 포인트, 통신종료 등을 수행할 수 있음
- 주소 부여(Addressing) : 통신하는 2개의 엔티티간에 서로를 인식하기 위해서 주소를 사용
- 다중화 : 한 개의 엔티티가 여러 개의 연결 이름 또는 포트 이름을 이용해 동시에 다수의 다른 엔티티와 연결하는 것
- 전송 서비스 : 사용하기 쉽도록 하는 별도의 서비스 사용
(4) 프로토콜 전송 방식 ① 문자 방식 - 특수분자(SOH, STX, ETX, EOT, ENQ, ACK 등)를 사용해서 데이터의 처음과 끝을 나타내는 방식
- BSC(Binary Syn chro nous Communication) 프로토콜
② 바이트 방식 - 데이터의 헤더(Header)에 전송 데이터의 문자 개수, 메시지 수신 상태 등의 제어 정보를 포함하는 방식
- DDCM(Digital Data Communication Message) 프로토콜
③ 비트 방식 - 특수한 플래그 문자를 메시지의 처음과 끝에 포함시켜 전송하는 방식
- SDLC(Synchronous Data Link Control), HDLC(High level Data Link Control)
2. OSI(Open System Interconnection) 7레벨 계층 (1) 탄생배경과 목적 - 1977년 ISO(International Standards Organization)에서 제정
- 시스템 연결에 사용되는 표준을 개발하기 위한 공통적인 방법 제시
- 기존 표준과의 관계를 명확히 하기 위해서 개발됨
(2) 기본요소 - 개방형 시스템(Open System) : 응용 프로세스간에 통신할 수 있도록 지원
- 응용 프로세스(Application Process) : 응용 프로그램과 같이 상호간에 실제 정보를 교환하고, 처리를 수행하는 주체
- 접속(Connection) : 응용 엔티티간에 연결할 수 있도록 구성하는 논리적 통신회선
- 물리 매체(Physical Media) : 물리적인 전송매체
(3) 각 계층의 기능 ■ OSI 7계층 참조 모델의 계층 순서(하위 레벨에서 상위레벨순) 물리 계층 → 데이터 링크 계층 → 네트워크 계층 → 트랜스포트 계층 → 세션 계층 → 프리젠테이션계층 → 응용 계층 1) 물리 계층(Physical Layer) - 장치(Device) 간의 물리적인 접속과 비트 정보를 다른 시스템으로 전송하는데 필요한 규칙을 정의
- 비트 단위의 정보를 장치들 사이의 전송 매체를 통하여 전자기적 신호나 광신호로 전달하는 역할
- CCITT의 표준안
- 아날로그 전송 : V.35, V.24
- 디지털 전송 : X.21
■ 4가지 주요특성 - 기계적 : 시스템과 주변장치 사이의 연결을 위한 사항
- 전기적 : 신호의 전위 규격과 전위 변화의 타이밍에 관한 사항(데이터 전송속도와 통신 거리를 결정)
- 기능적 : 각 신호에 의미를 부여함으로써, 수행되는 기능 정의
- 절차적 : 기능적 특성에 의하여 데이터를 교환하기 위한 절차 규정
2) 데이터 링크 계층(Data Link Layer) - 물리적 링크의 신뢰도를 높여주고 링크를 확립, 유지, 단절하는 수단을 제공
- 목적 : 인접한 두 시스템을 연결하는 전송 링크상에서 패킷을 안전하게 전송하는 것
- 기능 : 링크의 양단간(End-to-End)에 데이터 이송, 링크의 확립과 단절, 링크의 에러 검출, 링크의 공유, 투명한 데이터의 흐름, 링크의 오류 회복과 통지
- 패킷에 헤더(Header)와 꼬리(Trailer)를 추가해 프레임(Frame)을 생성
- 대표적 프로토콜 : HDLC, ADCCP, LAP-B
3) 네트워크 계측(Network Layer) - 목적 : 송신 노드에서부터 수신 노드로 패킷을 안전하게 전송하는 것
- 기능 : 전송 경로 선택(Routing), 흐림 제어(Flow Control), 에러 제어(Error Control)
- 대표적 프로토콜 : X.25
4) 전송 계층(Transport Layer) - 상위 계층에서 확립된 응용 프로그램간의 논리적 연결과 데이터 전송을 직접 담당하는 하위 계측들을 연결하는 가교 역할
- 목적 : 통신 시스템간의 신뢰성 있는 연결 보장
- 기능 : 종단과 종단간의 메시지 전송, 접속 관리, 흐름제어, 데이터 분리
5) 세션 계층(Session Layer) - 목적 : 사용자 지향적인 연결 서비스 제공
- 전송 계층은 통신 당사자 양단간에 연결을 생성, 유지하는 책임이 있지만 세션 계층은 기본적인 연결 서비스에 부가가치 덧붙임으로써 사용자 접속 장치를 제공
- 응용 프로그램간의 논리적 연결(Logical Connection)을 확립하고 관리
■ 기능 - 대화 형태 관리 : 전이중(Duplex), 반이중(Halfduplex)
- 그룹화(Grouping) : 응용프로그램이 요구하는 작업들을 하나로 묶어서 일괄 처리
- 검사점(Check Point) : 데이터의 중간 중간에 검사점을 삽입해 전송 에러가 발생한 경우 에러 복구를 쉽게 처리
6) 표현 계층(Presentation Layer) - 응용 엔티티간에 사용되는 구분(Syntax)을 정의하고, 사용되는 표현을 선택하거나 교정하는 역할
- 보안을 위한 암호화와 해독(Encryption/Decryption), 효율적인 전송을 위한 데이터 압축 등의 기능을 수행
7) 응용 계층(Application Layer) - 네트워크를 통한 응용 프로그램의 정보 교환을 담당
- 사용자가 직접 접하는 응용 프로그램
■ 프로토콜의 계층적 구성(네트워크 구조에 따른 구성) § 통신회선의 물리/전기적 접속을 담당하면서 노드간의 데이터 전송수행 § 물리 계층, 데이터 계층, 네트워크 계층, 전송 계층 § 정보 표현 형식을 처리하고 단말장치의 제어 기능을 수행 § 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층 3. 기타 통신 규약 및 권고안 (1) 기타 통신 규약 1) X.25 프로토콜 - ITU-U에서 권고한 패킷 교환망에서의 DTE와 DCE사이의 인터페이스에 관한 규정
- DCE간의 네트워크 내부 접속에 대한 사항은 규정하지 않았음
- DTE는 패킷 교환망을 통해서 다른 DTE와 연결되며, 이를 위해서 DCE 에 접속하여 DCE의 제어를 받음
2)BSC(Binary Synchronous Communication) 프로토콜 - 1968년 IBM에서 발표 한 후 1973년 SDLC가 나올 때까지 사용되어 온 문자 방식 프로토콜
- 전송 방식 : 반이중 통신 방식만ㅇ르 지원
- 데이터 링크 형식 : 점대점, 멀티포인트 방식만 가능
- 에러 제어 방식 : Stop-and-Wait ARQ
- 사용 코드에 제한적이며, 직렬/병렬 전송이 모두 가능
3)DDCM(Digital's Data Communication Message) 프로토콜 - 바이트 방식의 프로토콜
- 전송 방식 : 전이중과 반이중 통신 방식을 지원
- 데이터 링크 형식 : 점대점, 멀티포인트 방식만 가능
- 동기/비동기 전송을 모두 지원
4)SDLC(Synchronous Data Link Control) 프로토콜 - 비트 방식의 프로토콜
- 전송 방식 : 단방향, 반이중 통신, 전이중 통신방식을 모두 지원
- 데이터 링크 형식 : 점대점, 멀티포인트 방식만 가능
- 에러 제어 방식 : Stop-and-wait ARQ
5) HDLC(High-level Data Link Control) 프로토콜 - ISO에서 발표한 비트 방식의 프로토콜
- 단방향, 반이중 통신, 전이중 통신 방식을 모두 지원
- 데이터 링크 형식 : 점대점,멀티포인트, 루프 등을 지원
- 에러 제어 방식 : Go-Back N ARQ
- 전송효율이 좋아서 고속 전송이 가능
(2) ITU-T 권고안 1) V 시리즈 - V.1 : 2진부호 시스템의 상호 교환에 필요한 기호
- V.2 : 전화선을 이용한 데이터 전송에 있어서 출력신호의 전력 레벨
- V.3 : 데이터와 메시지의 전송을 위한 국제전신 부호 ITU-T No.5코드
- V.4 : 데이터와 메시지 전송을 위한 7단위 코드의 구조
- V.5 : 공중회선을 이용한 동기식 데이터 전송속도
- V.6 : 공중회선을 이용한 동기식 데이터 전송속도
- V.10 : IC로 된 장치와 불평형 복류회로 접속부의 전기적 요건에 관한 사항
- V.11 : IC로 된 평형 복류회로 접속부의 전기적 요건에 관한 사항
- V.15 : 데이터 전송을 위한 음향 결합기에 관한 사항
- V.16 : 의료용 아날로그 데이터 전송을 위한 변복조기에 관한 사항
- V.20 : 공중회선을 위한 병렬 데이터 전송용 변복조기에 관한 사항
- V.21 : 공중회선(교환회선)을 위한 200보 변복조기의 규격
- V.22 : 공중회선(교환회선)을 통한 동기식 1200bps 변복조기
- V.22bis : 전용회선을 통한 동기식 1200bps 변복조기
- V.23 : 공중회선을 위한 600/1200보오 변복조기
- V.24 : 데이터 터미널과 데이터 통신기기의 접속규격
- V.25 : 공중회선을 이용한 자동 호출 및 응답장치
- V.26 : 4선식 전용회선을 위한 2400bps 변복조기
- V.26bis : 공중회선을 위한 2400/1200bps 변복조기
- V.27 : 전용회선을 위한 4800bps 변복조기
- V.27bis : 전용회선을 위한 2400bps 변복조기
- V.27TER : 공중회선을 위한 4800/2400bps 변복조기
- V.28 : 불평형 복류 인터체인지 회로의 전기적 특성
- V.29 : 전용회선을 위한 9600bps 변복조기
- V.31 : 접점에 의해 제어되는 단류 인터체인지 회로의 전기적 특성
- V.35 : 60∼108KHz 군대역 회선을 통한 48Kbps 데이터 전송
- V.36 : 송60∼108KHz 군대역 회선을 통한 48Kbps 동기식 변복조기
- V.37 : 60∼108KHz 군대역 회선을 통한 72Kbps 이상의 데이터 전송
- V.40 : 전자기계식 기기의 에러 지시에 관한 사항
- V.41 : 모든 코드에 사용이 가능한 에러 제어방식에 관한 사항
- V.50 : 데이터 전송의 전송품질에 의한 표준 한계값
- V.51 : 데이터 전송을 위한 국제전화회선의 보전에 관한 사항
- V.52 : 데이터 전송에서의 왜곡 현상과 에러율 측정
- V.53 : 데이터 전송용 전화회선의 유지 보수에 관한 사항
- V.54 : 변복조기의 루프 테스트 기기
- V.55 : 데이터 전송을 위한 충격성 잡음 측정기
- V.56 : 전화회선을 위한 변복조기의 비교 측정
- V.57 : 고속 데이터 신호의 comprehensive dta test set
2) X 시리즈 - V.1 : 공중데이터 네트워크에서의 국제 이용자 서비스 분류
- V.2 : 공중데이터 네트워크에서의 국제 이용자 설비
- V.3 : 공중데이터 네트워크에서의 패킷 분해 조립 장치
- V.4 : 공중데이터 네트워크를 이용한 데이터 전송시 ITU-T, DCE의 접속 규격
- X.20bis : V.21가 호환성이 있는 공중데이터 네트워크에서 비동기 전송을 위한 DTE와 DCE사이의 접속 규격
- X.21 : 공중데이터 네트워크에서 동기식 전송을 위한 DTE와 DCE사이의 접속 규격
- X.21bis : V시리즈의 동기식 변복조기에 맞게 설계된 DTE의 PDN에서의 사용
- X.24 : 공중데이터 네트워크에서 사용되는 DTE와 DCE사이의 인터체인지 회로에 대한 정의
- X.25 : 공중데이터 네트워크에서 패킷형 터미널을 위한 DCE와 DTE사이의 접속규격
- X.26 : IC로 된 장치와 불평형 복류회로 접속부의 전기적 특징
- X.27 : IC로 된 장치와 평형 복류회로 접속부의 전기적 특징
- X.28 : 동일 국내의 PDN에 연결하기 위한 DTE/DCE 접속
- X.29 : 패킷형 DTE와 PAD사이에 제어정보 및 데이터 교환에 대한 절차
- X.40 : 기초군(Primary Group)을 주파수 분할하여 전신과 데이터 채널을 만들기 위한 주파수 편이방식의 표준화
- X.50 : 동기식 데이터 네트워크 사이의 국제적 접속을 위한 다중화 방법
- X.51 : 10비트 Envelope 구조를 사용한 동기식 데이터 네트워크 사이의 국제 접속을 위한 다중화 방법
- X.60 : 동기식 데이터 통신 방식에서 공중채널신호(이용자부분)
- X.70 : 비동기식 데이터 네트워크 사이의 국제회선에 스타트-스톱 방식을 사용하기 위한 터미널 및 공중제어신호 방식
- X.71 : 동기식 데이터 네트워크 사이의 국제회선에 분산된 터미널 중계제어 신호 방식
- X.75 : 패킷 교환 공중 데이터 네트워크 상호간의 접속을 위한 노드 사이의 프로토콜
- X.92 : 동기식 공중데이터 네트워크에 대한 가상적 기준 연결
- X.95 : 공중데이터 네트워크의 네트워크 파라미터
- X.96 : 공중데이터 네트워크의 Call Progress 신호
3) 용어 설명 - CCITT(Consultative Committee on International Telegraphy and Telephone) : 자문위원회 국제전신전화 자문위원회로 광범위한 통신 분야의 표준화 담당
- ITU-TS(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector) : 전기통신표준화 분과회
- ISO(International Standards Oganization) : 국제 표준화기구로 ISO 7개층 모델 설계
- ANSI(American National Standards Institute) : 미국규격협회
- EIA(Electronic Industries Association) : 미국전자공업협회로 RS-232C와 RS-449 인터페이스 규격 개발
- IEEE(Institute of Electronical Electronics Engineers) : 미국전기전자 공학회로 LAN 표준규정
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6. 정보 통신망 1. 정보 통신망의 기본구성 (1) 정보 통신망의 형태 1) 점대점 연결 - N개의 스테이션을 점대점으로 직접 연결하는 경우 N(N-1)/2개의 전송 링크가 필요
- 각 스테이션은 (N-1)개의 통신 포트가 필요
- 스테이션 수가 증가하거나 거리가 멀수록 고비용
2) 교환 통신망 - 통신망에 접속된 컴퓨터들간의 데이터를 전달하는 방식에 따라 방송 통신망(BCN)과 교환 통신망(SCN)으로 분류
- 교환 통신망은 상호 연결된 노드들의 모임으로 구성, 이들의 네트워크를 통해 데이터를 송/수신
- 각 스테이션은 한 개의 통신 포트만으로 통신망의 노드에 접속
- 노드들은 전송로로 연결되고, 송신지에서 수신지로의 데이터 전송은 노드에서 다른 노드로 교환되면서 진행
- 노드와 스테이션 사이의 링크 : 주로 점대점으로 구성
- 노드와 노드 사이의 링크 : 주로 다중화된 링크
- 종류 : 회선 교환망, 메시지 교환망, 패킷 교환망
3) 방송 통신망 - 교환기를 사용하지 않고, 모든 스테이션은 공유된 전송매체를 통하여 데이터 전송
- 다수 또는 모든 스테이션은 동일한 데이터를 수신하기 때문에 전송되는 데이터의 헤더에 수신 스테이션의 주소를 첨부해서 처리
- 종류 : 위성 통신망, 패킷 무선망, 버스나 링의 LAN
(2) 정보통신망의 구성
① 링형(Ring Topology) - 모든 노드들은 원형(Closed Loop)으로 연결되어 있고, 각 노드는 인접한 한 노드와 직접 점대점으로 연결된 형태
- 데이터는 한 방향(단방향 링) 또는 양방향(양방향 링)으로 전송이 이루어짐
- 각 노드 사이의 연결을 최소화 할 수 있으며 LAN에서 가장 많이 사용되는 방식
② 버스형(Bus Topology) - 모든 노드들은 탭(Tap)을 통해 버스라는 하나의 케이블에 연결되는 구조
- 하나의 전송매체를 모든 노드가 공유해서 사용하는 멀티포인트(Multipoint) 매체를 사용
- 데이터는 양방향으로 전송되며, 다른 모든 노드에서 수신 가능
- 링형과 달리 각 노드가 데이터 확인 및 통신에 대한 책임을 가짐
③ 스타형(Star Topology) - 모든 노드는 중앙에 있는 제어 노드와 점대점으로 직접 연결된 형태
- 컴퓨터와 단말 장치 사이의 통신회선이 많이 필요
- 중앙 컴퓨터가 모든 통신 제어를 담당하는 중앙 집중식
- 네트워크를 제어하는 장치가 있으므로 네트워크 구현이 용이함
④ 트리형(Tree Topology) - 버스형이 확장된 형태로 분산 처리 시스템이 가능
- 해드엔드(Headend)라는 지점에서부터 한 개 이상의 케이블들이 시작되고, 각 케이블은 다시 여러 개의 가지(Branch)로 나눠지는 구조
- 데이터는 양방향으로 모든 노드에게 전송되고, 트리의 끝에 있는 단말노드로 흡수되어 소멸됨
- 통신회선 수가 절약되고 통신선로가 가장 짧음
⑤ 메시형(Mesh Topology) - 모든 단말기와 단말기들을 통신회선으로 연결시킨 형태로 보통 공중전화망과 공중 데이터 통신망에 이용
- 통신회선의 총 길이가 가장 길고, 분산 처리 시스템이 가능하며 광역 통신망에 적합
- 통신회선의 장애시 다른 경로를 통해 데이터 전송을 수행 가능하여 신뢰도가 높음
⑥ 격자망(matrix) - 2차원적인 형태를 갖는 망으로 네트워크 구성이 복잡하고 신뢰성이 우수하며, 광역 통신망에 적용
- 화상 처리등의 특수한 분산 처리망으로 적합
2. 정보 교환망, 전송망, 회선망, 가입자망 (1) 회선교환망(Circuit Switched Network) - 데이터를 전송하기 전에 송/수신측 사이에 하나의 통신 경로가 설정
- 설정된 통신경로는 통신이 종료될 때까지 독점됨
① 장점과 단점 § 회선을 마치 전용선처럼 사용하기 때문에 많은 양의 데이터 전송에 적합 § 음성이나 동영상과 같은 연속적이면서 실시간 전송이 요구되는 통신에 접합 § 통신경로가 일단 설정되면 교환기에서의 처리 지연이 거의 없음 § 사용자에게 시간적으로 투명한 데이터 전송을 제공 § 회선의 독점으로 실질적인 통신이 이루어지지 않고 있는 동안에는 비효율적 § 일단 연결이 설정되면 송/수신측은 동일한 전송속도로 연결되어야 하기 때문에 다양한 속도를 갖는 스테이션간의 통신에 제약이 발생 § 통신경로가 설정되면 데이터를 그대로 전송하기 때문에 교환망 내에서 에러 제어 기능이 어려움 § 실시간 전송보다는 에러없는 데이터 전송이 요구되는 구조에서는 부적합 (2) 메시지 교환망(Message Switched Network) - 저장 후 출력형(축적-전송형)의 통신망으로, 전송 메시지의 길이에 제한이 없음
- 교환기는 송신된 내용을 변경하지 않고, 타인의 통신을 매개하거나 교환하는 방식
- 각 교환기는 긴 메시지를 저장하기 위한 보조 기억 장치를 구비해야 함
- 메시지의 길이가 길기 때문에 짧은 반응 시간을 요하는 대화형 통신에는 부적합
(3) 패킷 교환망(Packet Switched Network) - 패킷 : 일정한 크기로 분할 된 데이터와 제어 정보를 포함하는 데이터 블록
- 각 노드는 수신된 패킷을 저장했다가 적절한 링크를 통해 전송하는 축적 전송(Store-and-Forward)방식을 사용
- 패킷에 포함된 제어 정보에는 통신경로를 찾아서 목적지에 도달하기 위한 최소한의 정보를 포함
- 종류 : 가상 회선(Virtual Circuit) 방식, 데이터그램(Datagram) 방식
① 구성 - 교환기와 이들을 연결하는 링크들로 구성
- 회선 이용률이 좋음
- 전송량 제어와 전송 속도 변환이 가능
- 전송 오류의 정정 기능
② 비교표 | 회선교환 | 가상회선방식 | 데이터그램 방식 | 연결설정 | 요구됨 | 요구됨 | 요구되지 않음 | 데이터전송 | 연속적 전송 | 패킷 전송 | 패킷 전송 | 전송경로 | 점유 | 비점유 | 비점유 | 지연 발생 | 경로설정 지연 | 패킷전송 지연 | 패킷전송 지연 | 오버헤드 | 경로 설정 후 없음 | 패킷별 오버헤드 | 패킷별 오버헤드 | 패킷 도착순서 | 고정적 | 고정적 | 가변적 | 에러 제어 | 제공되지 않음 | 제공됨 | 제공됨 | 경로 배정 | 전체 통신 경로 단위 | 전체 통신 경로 단위 | 패킷 단위 | 속도 변환 | 제공되지 않음 | 제공됨 | 제공됨 |
3. LAN, MAN, VAN, ISDN (1) LAN(Local Area Network ; 근거리 통신망) - 자원의 공유를 목적으로 회사, 학교, 연구소 등 특정 지역 내에서 한정된 통신을 하는 방식
■ 특징 - 다수 사용자가 자원이나 네트워크 프린터 공유가 가능
- 정보를 송수신할 때 기기간의 상호 독립적인 상태에서 통신이 가능
- 통신 범위는 지역적 한계가 있으나 전송속도가 높고, 에러 발생율은 낮음
- 단일기관의 소유 : 학교, 건물, 공장과 같은 단일기관 소유 영역에 설치
- 고속통신이 가능 : 고속 전송매체를 사용해서 다양한 데이터들의 고속 전송 가능
- 연결성 : 다양한 통신 기기의 연결이 수월
- 확장성과 재배치성 : 네트워크의 확장이나 재배치가 쉬움
- 통합성 : 음성, 이미지, 동영상과 같은 정보들의 처리 가능
- 신뢰성 : 전송 거리가 짧고, 광섬유나 동축 케이블 같은 전송매체를 사용해 에러율이 낮음
1) 구성요소 - 네트워크 형태 : 링, 스타, 버스 트리
- 전송매체 : 이중 나선, 동축 케이블, 광섬유
- 매체 엑세스 제어(Medium Access Control, MAC) : CSMA/CD, 토큰 패싱(Token Passing)
LAN 형태의 선택 방법 § 선택 기준 : 안정성, 확장성 성능 등의 다양한 요소를 고려 § 데이터 전송률이 높지 않은 경우 : 버스형, 트리형 § 긴 거리에서 초고속 링크를 형성하는 경우 : 링형 § 건물 내에서 배선을 자연스럽게 하는 경우 : 스타형 |
2) 전송신호에 의한 분류 ① 기저대역 LAN(Baseband LAN) - 자기 고유의 주파수 영역을 사용하는 경우
- 노드들이 공유하는 전송매체에 한 개의 채널만 제공되기 때문에 노드들의 송신권 통제가 필요
- 신호의 감쇠현상으로 인해 거리가 1Km까지로 제한, 모든 노드들에게 전송할 기회를 부여하는 방법 : 자유 경쟁법, 토큰 이용법
② 광대역 LAN(Broadband LAN) - 주파수 분할 다중화를 사용해서 여러 개의 채널을 나눠서 사용
- 전송매체는 주로 동축 케이블을 사용하고, 버스나 트리형을 많이 사용
- 각 채널에서의 신호는 한 방향으로만 전송됨
- 대화형 서비스를 위해 주로 양방향 채널을 사용
- 아날로그 신호를 사용하기 때문에 먼 거리(수십Km)까지 전송 가능
③ 매체 액세스 제어 방법 - CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)
- 원리 : 한 스테이션의 데이터 전송 시간을 계획하거나 예측할 수 없고, 스테이션들이 공유 매체를 경쟁적으로 사용
- 만약 전송중에 충돌이 감지되면 즉각 전송을 중지하고 다른 노드들에게 이 사실을 알리기 위한 충돌 신호(Jam Signal)를 송출
- 임의의 시간을 기다린 후에 처음 과정부터 다시 시작
④ 토큰 링(Token Ring) - 토큰이라는 짧은 패킷이 모든 스테이션이 전송하지 않을 때 링을 순회
- 전송하고자 하는 스테이션은 토큰(자유 토큰)이 그 스테이션에 도착할 때까지 기다렸다가 도착하면 토큰을 소유(사용 토큰)하고, 데이터를 전송
⑤ 토큰 버스(Token Bus) - 버스/트리 형태의 스테이션들을 논리적인 링 형태로 구성하는 방식
- 각 스테이션들은 논리적인 순서가 정해지고, 앞뒤의 스테이션을 인식하고 그 순서에 따라 작동
- 일정한 시간 내에 중요도가 다른 장치들 사이의 정보 교환이 가능하기 때문에 공장자동화에서 많이 사용
- 토큰을 소유한 스테이션에서 패킷을 전송
- 전송이 완료된 후에 토큰을 방송 형태(Broadcast)로 버스에 송출
⑥ CSMA/CD와 토큰 패싱의 비교 구분 | 성능 | 최적의 환경 | CSMA/CD | § 충돌이 증가할수록 성능이 저하 § 산발적으로 큰 데이터를 전송할 때 | 전송이 많을수록 충돌 가능성 증가 | 토큰 패싱 | § 노드가 증가할수록 성능저하 § 트래픽이 많거나 예상할 수 있을 때 | 토큰의 분실 가능성 |
(2) MAN(Metropolitan Area Network) - 여러 개의 LAN을 포함하는 도시를 근간으로 한 네트워크
- WAN보다 작은 규모이지만 LAN과 마찬가지로 높은 전송속도를 가짐
- 하나 또는 여러 조직에 의해 동작되고, 관리될 수 있음
(3) WAN(Wide Area Network) - 일반적으로 제3자에 의해 제공되며 운영되는 공중망(Public Network)이라고 함
- LAN이 여러 개 모여서 그들간에 고속 전송이 가능한 전용회선으로 연결
- 에러율 : WAN은 넓은 지역을 연결하고 있기 때문에 에러율이 높음
(4) VAN(Value Added Network ; 부가가치 통신망) - 회선을 소유하거나 빌려서 구성한 통신망으로, 정보에 어떠한 부가가치를 첨가해 다수 이용자에게 판매하기 위해서 구축되는 통신망
- 정보 전송 기능에 그치지 않고 부가가치를 부여한 다양한 데이터를 제공
(5) ISDN(Integrated Services Digital Network) - ITU-U의 정의 : 통합된 전화망의 발전된 형태로, 다목적 인터페이스를 통해 음성과 비음성을 포함하는 서비스를 디지털 방식으로 제공하는 네트워크
- 하나의 회선으로 음성, 이미지, 동영상, 텍스트 등 다양한 데이터를 디지털화 된 단일 통신망으로 통합해서 제공하는 네트워크
1) 특징 - 하나의 회선으로 여러 서비스를 종합적으로 제공
- 디지털 통신이 가능
- 빠른 전송속도에 비해서 경제적인 사용료
- 기존 전화망에의 서비스를 그대로 유지
- 정보와 신호의 분리 가능
- 회선 교환과 패킷 교환이 동시에 가능
- 새로운 멀티미디어 통신이 쉬워짐
- 인터페이스 통합 : 기존의 서비스 망은 유지한 채 디지털화를 통해서 서비스 통합이 이루어짐
2) 채널 ① B 채널 - 전송용량 : 64Kbps
- 용도 : 사용자의 데이터 채널로서 디지털 데이터, 디지털 음성에 사용
- 연결 방법 : 패킷 교환, 회선 교환, 전용회선
② D 채널 - 전송용량 : 16Kbps ∼64Kbps
- 용도 : 회선을 연결을 위한 제어신호의 전송이나 패킷 교환 또는 저용량의 데이터 전송
③ H 채널 - 전송률 : 384,1536,1920Kbps
- 용도 : 고속의 사용자 정보를 위해서 사용
(6) B-ISDN(Broadband-Integrated Services Digital Network ; 광대역-ISDN) - 광대역 : 1차군 서비스(Primary Service) 이상의 속도를 지원할 수 있는 전송 채널을 요구하는 서비스나 시스템
- B-ISDN : ISDN의 광대역 형태를 강조하는 데 사용되는 용어지만 본래 의미는 광대역과 다른 ISDN 서비스를 지원하는 ISDN의 포괄적인 의미
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7. 뉴미디어 1. 뉴미디어의 개요와 종류, 구성, 특성 (1) 뉴미디어란? 종래의 TV, 전신, 전화, 우편, 신문 등과 같은 미디어에 정보를 전달하는 유무선 통신을 결합해 개발된 새로운 전달매체 (2) 뉴미디어의 분류 - 방송계 : CATV, 위성방송, 다중방송, HDTV(고품위 TV) 팩시밀리 방송등
- 통신계 : LAN, 화상응답시스템, 비디오텍스, 화상회의, 팩시밀리 등
- 패키지계 : 비디오디스크(VD), 광디스크, 전자우편, PCM 레코드 테이프, 컴팩트디스크(CD), CD-ROM, 팩시밀리 신문 등
(3) 뉴미디어의 종류, 구성, 특성 1) CATV(Cable Television ; 유선 TV) - 케이블 텔레비전의 약자로, 동축 케이블을 통해 사용자에게 방송 프로그램을 제공하는 통신 시스템
- 양방향(쌍방향) 통신이 가능하며, 산간벽지의 난시청해소를 위해 만들어진 시스템
- 많은 채널을 가지고 있기 때문에 다량의 정보 전송이 가능
■ 기본 구성 - 헤드엔드(Head-end) : CATV의 가장 핵심적인 요소로 수신한 각 채널의 방송신호를 중간 주파수로 변환하거나 영상이나 음악 레벨을 조정해서 VHF로 다시 변환하고, 이들을 혼합해서 중계전송망으로 송출하는 일을 수행
- 중계 전송망 : 동축 케이블로 구성되며, 유선국의 송신신호가 가입자 단말장치로 이동되는 통로
- 가입자 설비(단말장치) : 정합기와 옥내 분배기 그리고 TV 수신기로 구성되며, CATV 시스템의 종류에 따라 다양한 서비스를 받을 수 있는 키보드, 단말기, 프린터 등이 추가로 필요함
2) 비디오텍스(Videotex) - 컴퓨터에 있는 정보를 전화나 CATV를 통해서 가정이나 기업에 설치되어 있는 TV나 컴퓨터 단말기로 전송하는 화상통신 시스템
- 대화형 양방향 미디어로, 요구되는 정보를 즉시 제공
- 도형 및 숫자 등을 구성하는 방식 : 지오 메트릭 방식, 모자이크 방식, 포토 그래픽 방식
3) 텔레텍스(Teletex) - 워드프로세서와 같은 편집 기계에 통신 기능을 부가해 통신망을 통해 문서를 교환하는 통신 시스템
- 직접 화면을 보면서 바로 편집, 수정, 복사, 저장, 검색, 송/수신 가능
- 기존 전화선이나 데이터 전송선로를 통해 고속의 문서 송/수신이 가능한 통신 단말장치의 역할을 수행
- 사용자 부재시에도 수신 가능하며, 일반 텔렉스나 팩시밀리보다 저가로 서비스가 가능
- 수신된 문서의 에러 검색이 가능하며, 데이터뱅크를 통해 팩시밀리나 비디오텍스와도 상호 연결이 가능
■ 기본구성 § 입력부, 출력부, 기억부, 처리부로 구성 § 입력부 : 키보드 중심이며 음성입력기 사용도 가능 § 출력부 : 모니터, 프린터 등이 사용 § 텔레텍스 단말로는 공중전화망(PSTN), 회선 데이터망(CSDN), 공중데이터 통신망(PSDN)등의 통신망에 연결 사용 가능 4) HDTV(High Definition TV) - 종래의 TV보다 고해상도의 화상과 양질의 음성을 갖춘 TV
- 위성 TV 방송, TV회의 등 새로운 매체의 단말 장치로 사용
- 구성 : HDTV 전송센터, HDTV 전송시스템(송신부, 접속부)
5) 텔렉스(Telex) - 문자 정보를 텔렉스 교환기를 사용해서 전송하는 시스템
- 최초의 문자 전송 시스템으로 가입 전신이라고도 함
- 원거리 통신인 경우 전화보다 요금이 저렴
- 사용자 부재중에도 통신이 가능하며, 사용하는 문자 수에 제한이 있음
6) 텔레텍스트(Teletext) - TV 방송을 통해서 필요한 문자나 도형 정보를 얻는 서비스
- TV 화면과 화면사이의 수식 귀선 시간을 이용해 정보를 한쪽 방향으로만 전송하는 뉴미디어
- 방송국에서 제공하는 정보를 일방적으로 수신하는 형태
7) 팩시밀리 방송 - 전화회선 대신 TV 방송 전파에 팩시밀리 신호를 다중화해서 보내고, 수신측에서는 이 내용을 다시 지면에 재현하는 방식
- 방송전파를 이용함으로써 불특정 다수에게 내용 전달이 가능하며, 팩시밀리 신문도 가까운 시일내에 탄생될 수 있음
8) TV회의 - 멀리 떨어져 있는 회의실을 고속 통신망으로 연결해서 화면으로 음성, 영상, 데이터를 주고받으며 회의를 진행하는 시스템
- 시스템의 구성 : 입출력장치, TV 회의 시스템 제어장치, 고성능 전송 장치 및 전송로
9) 패키지계 뉴미디어 ① 전자우편 - 이용자간에 개인 컴퓨터를 통해서 서신을 서로 교환할 수 있는 서비스
- 우편 사서함 방식을 컴퓨터에 옮겨 놓은 시스템
② CD(Compact Disk) - 대용량의 데이터를 저장할 수 있는 기록 매체
- 정보 검색이 쉽고, 빠름
- 정보의 보존성이 높지만 하드디스크에 비해서 처리속도가 느림
③ 비디오디스크 - 영상과 소리가 나오는 음반 디스크들
- 종류 : LD, VHD, CED 등
④ 광 디스크 - 컴퓨터 관련정보를 기억하는 데 사용하는 디스크
- 종류 : 재생 전용 디스크, DRAW(Direct Read After Write) 디스크, 수정할 수 없는 디스크, 재생과 소거가 가능한 디스크
2. 멀티미디어 (1) 멀티미디어 개요 1) 멀티미디어란? - 일반 문자(텍스트)뿐만 아니라 다양한 사운드와 이미지, 그림 등을 종합해서 여러 매체를 통해 정보 전달이 가능하게 하는 것
- 다중(Multi)과 매체(Media)의 합성어로 다양한 정보를 디지털화해서 나타내는 것
- 멀티미디어의 발전은 빠른 CPU, 대용량의 RAM, 사운드 카드, CD-ROM, 비디오 카드 등과 같은 컴퓨터의 장비에 발전을 가져옴
- 멀티미디어 정보는 일반적으로 정보의 양이 많기 때문에 내용들을 압축해서 표현하는 경우가 많음
2) MPC(Multimedia Personal Computer) 레벨 - 멀티미디어 시스템을 위해 갖추어야 할 장비의 최소 규격을 정의 한 것으로, 발전 과정은 MPC-1 레벨 → MPC-2 레벨 → MPC-3 레벨순임
구분 | MPC-1 레벨 | MPC-2 레벨 | MPC-3 레벨 | CPU | 386SX/20MHz | 486SX/25MHz 이상 | 펜티엄 75MHz 이상 | 하드디스크 | 160MB | 300MB 이상 | 540MB 이상 | 메모리 | 2MB | 4MB | 8MB | 사운드카드 | 8비트 | 16비트 | 16비트 | CD-ROM | 1배속(150KB/sec) | 2배속(300KB/sec) | 4배속(600KB/sec) | 비디오카드 | VGA | VGA | MPEG |
(2) 멀티미디어 소프트웨어 ① JPEG(Joint Photographic Experts Group) - 국제표준화기구(ISO) 산하의 'TC97/SC2'라는 연구 단체에서 제정한 정지화상의 압축기술
- 흑백이나 컬러이미지를 압축하고, 재생 가능하며 손실 기법과 무손실 기법을 수학적으로 구현하여 이미지를 압축 저장하거나 재생이 가능함
② 동영상 압축기술 - MPEG : 동영상, 다양한 소리를 포함한 압축기술 영상과 오디오를 각각 압축해서 재생할 때에는 영상과 오디오 신호를 일치하도록 동기화해서 표현함
- MOV : MS사가 개발한 디지털 동영상 편집 소프트웨어 중 하나로 비디오와 오디오 정보를 포함한 내용 압축 가능
- DVI : 디지털 TV를 만들기 위한 영상 압축 기술이던 것을 멀티미디어 분야에서 동영상 압축기술로 발전시킴. 대량의 이미지(영상)와 음향 데이터를 압축해서 CD-ROM에 저장가능
- AVI : 애플 컴퓨터사에서 개발한 동영상 포맷으로 매킨토시 환경의 표준으로 Windows 환경에서 사용하려면 "Quicktime for Windows" 또는 "액티브 무비"를 설치해야 함
(3) 멀티미디어 활용 분야 - 화상통신회의(VSC) : 화상회의 시스템으로 멀리 떨어진 회의실과 통신회선으로 연결해서 TV에 나타나는 참가자의 얼굴을 보면서 회의하는 시스템
- 학교에서의 멀티미디어 활용 : 컴퓨터를 학습(정보기초 개념)하고 컴퓨터로 학과내용을 배우며(CAI), 컴퓨터로 학습(TLC) 가능 한 것
- 가상 현실(Virtual Reality) : 실제로 존재하지 않거나 존재하더라도 사람이 접근하기 어려운 공간을 컴퓨터의 그래픽 기술로 구성해 이를 체험하게 하는 기술
- 주문형 비디오 서비스(VOD) : 주문형 비디오로 TV에서 좋아하는 프로그램을 원할 때 방송국에 요구하면 바로 받아 볼 수 있는 서비스
- 원격진료 시스템 : 초고속 정보통신망 시대가 열림으로써 통신망을 통한 의료진료나 의학교육등을 행할 수 있는 시스템
- 프리젠테이션(Presentation) : 동영상과 애니메이션 그리고 다양한 음향을 부가해서 기업광고물이나 회의자료 등을 슬라이드처럼 단계별로 보여주는 기능
■ 기타활용 - 인터넷과 PC 통신에 의한 홈서비스
- 가상 비즈니스(Virtual Business)
- 전자도서관이나 전자 박물관 등의 실현
- 언론과 출판 : 잡지, 신문, 출판, 방송 등
- 전화 비디오 서비스(VDT)
- 컴퓨터를 이용한 출판(DTP)
- 온라인 게임
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