[정보통신공학] 3/23 Transmission media 종류 및 특징

학교 수업을 들은 후 복습 목적으로 정리한 수업 정리본입니다. 사진 출처는 강의자료입니다.

 

1. design factors determining Data Rate and Distance

-Bandwidth : bandwidth(Hertz) ∝ date rate(bps)

-Transmission impairments

-Interference(간섭) : 간섭에 의해 신호가 사라지지 않도록 해야 함

-Number of receivers : receiver ∝ attenuation

 

2. Bandwidth ∝ data rate

-signal은 다양한 주파수로 구성됨

-유효주파수가 영향을 많이 줌(폭에 있는 모든 주파수가 고르게 영향을 미치지는 않음)

 

3. Channel capacity

-data rate(데이터 전송률)

-bandwidth(대역폭)

 

4. transmission impairment

-원인 : 1)Attenuation 2)delay distortion 3) noise

-Attenuation

1) 거리(distance)와 관련

2) 거리에 따라 신호가 흐려지는 현상(=Attenuation) -> 이걸 보정해야 함

3) 유선일수록 저항이 심해서 보정도 더 많이 해줘야 함

4) frequency ∝ attenuation

-Delay Distortion

1) frequency에 영향 받음

2) 중심주파수 -> 빠르게 도착 vs 가장자리 주파수 -> 늦게 도착

  => 그 다음 신호에 잘못 영향 미칠 수 있음

 3)  guided media에서만 일어남

-Noise

 1) therminal(열)에 의한 노이즈 : 백색잡음, 별로 문제 안 됨

 2) intermodulation에 의한 노이즈 : 신호를 왜곡시킬 수 있음 ! 보정 필요

 3) crosstalk(누화) : talk가 샌다

 4) impulse : spike

   a. 예상하지 못한 스파크

   b. 아날로그에서는 크게 문제되지 않음

   c. 신호가 0과 1밖에 없는 디지털에서는 문제가 될 수 있음(신호 자체가 바뀌어 버릴 수 있기 때문)

 

5. 유선

-twisted pair(tp) : 구리선을 꼬아서 만듦

 1) 많이 꼴수록 퀄리티가 높아짐

 2) 가장 싸고 가장 많이 사용되었었지만 요즘에는 잘 사용하지 않음

 3) 전화망, LAN 등에 많이 사용

 4) shielded

 

 

   a. unshielded twisted pair(UTP) : shield를 넣지 않음

   b. shieled twisted pair(STP) : shield를 넣음 -> 외부 간섭에 더 강함

 5) TP의 성능 표현 : Insertion loss, Next loss, ACR

   a. Insertion loss : attenuation의 양 (작을수록 좋다)

   b. Near-end crosstalk(NEXT) loss : NEXT를 줄이는 정도(줄어드는 폭) (클수록 좋다)

   c. Attenuation-to-crosstalk ration(ACR) : attenuation/crosstalk 비율 (클수록 좋다)

-Coaxial cable(동축 케이블) : co=same,  coaxial=“축이 같다”

 

 

 1) 장거리 전송에 우수(twisted pair에 비해)

 2) 다양한 목적으로 사용

 3) 보정(frequency가 높을수록 보정이 더 많이 필요함)

  a. 아날로그 보정 : amplifiers

  b. 디지털 보정 : repeater

 

6. data vs signal

 

 

-Modem : digital data ↔ analog signal (analog망을 거침)

-Codec : Analog data ↔ digital signal (digital 망을 거침)

 

 

7. Optical Fiber(광섬유)

-특징

1) 전반사(입사각=반사각)

2) core통해 신호 전달

3) 엄청 가늚(2~125µm)

4) 요즘 가장 많이 사용, 다양하게 사용

-장점

 1) greater capacity

 2) 작은 사이즈, 가벼운 무게

 3) 낮은 attenuation : 주파수를 높은 영역을 사용함에도 다른 것에 비해 attenuation이 낮음

 4) Electromagnetic isolation: interference, impulse noise, crosstalk, eavesdropping(도청)에 취약하지 않음

 5) greater repeater spacing

 

 

-transmission modes

 1) step-index multimode : 단거리 통신에 적합

  a. output pulse가 희미해짐 -> 거리가 길면 더 희미해짐

  b. =output pulse가 뾰족하지 않음

  c. 중심 : 빠르게 도착 / 가장자리 : 느리게 도착

 2) graded-index multimode

  a. 중앙의 밀도를 더 높임 -> 중앙부를 지나갈 때 신호의 속도가 상대적으로 느려짐

  b. 중앙과 가장자리의 속도차를 줄임

 3) single mode : 장거리 통신에 적합

  a. 신호가 별로 퍼지지 않음

  b. input pulse와 output pulse가 둘 다 뾰족

 

 

8. wireless transmission frequencies

-1GHz ~ 40GHz : microwave frequencies

 1) 직진하는 현상

 2) point to point transmission에 적합

 3) 위성에 사용

-30MHz ~ 1GHz : radio range

 1) omnidirectional application에 적합

-3*10^11 ~ 2*10^14 : infrared portion of the spectrum(적외선 영역)

 1) 주파수 굉장히 높음

 2) 아주 작은 영역에 유용

 3) 장애물에 약함

 4) ex. 리모컨

 

9. antennas

-electromagnetic energy를 발산/모음

-signal intersects가 될 때 Reception할 수 있음(받는 역할)

-양방향 통신일 경우 같은 안테나가 transmission과 reception에 모두 사용될 수 있음

-Radiation Patterns: space coordination

-Isotropic antenna

-Terrestrial Microwave

 1) 접시형

 2) line-of-sight(시야전파): 직접 쏨, 장애물이 신호 전파 방해할 수 있으므로 높은 지역에 설치함

 

 

이건 (당연히) 강의자료 아닙니다.... 제가 워드로 그렸어요...ㅎㅎ

 

 3) 장거리에 유리

 4) 적은 repeaters, 하지만 line-of-sight의 특성 때문에 relay 발생 가능

 5) 무선이라 Attenuation의 영향을 많이 받음(거리, 강우, 간섭이 주된 원인)

 6) 1~40GHz frequency : 높은 주파수, 높은 데이터 전송률(data rates)

 

10. satellite microwave

-특징

 1) 하나 이상 연결 가능

 2) 일반적으로 satellite transmission에서 1~10GHz

 3) uplink : 5.925~6.425 GHz / downlink : 3.7~4.2 GHz (up down 합치면 4/6-GHz band)

-Application

 1) long-distance telephone transmission

 2) private business network : capacity를 여러 채널로 나눌 수 있음

 3) global positioning : GPS, 위성에서 신호를 쏴 줌

 4) television distribution : DBS