전송 속도, 전송 용량, 전송 방식, 전송 손상, 전송 매체
전송 속도와 신호 속도
| 구분 |
설명 |
단위 |
| 비트율 (bit rate) |
1초에 전송되는 비트의 수 |
bps (bits per second) |
| 보오율 (baud rate) |
1초에 신호가 변하는 횟수 (변조 속도) |
baud |
- 비트율 = 보오율 × 신호당 비트 수 (예: 8-QAM은 3비트씩 병렬 전송 → 비트율 = 보오율 × 3)
- 베어러 속도: 동기신호, 상태신호 등까지 포함한 전체 속도
대역폭과 채널 용량
| 용어 |
정의 |
공식/단위 |
| 대역폭 (Bandwidth) |
최고 주파수 - 최저 주파수 |
Hz |
| 채널 용량 (Channel Capacity) |
에러 없이 전송 가능한 최대 속도 |
샤논: C = W × log₂(1 + S/N)
나이퀴스트(잡음無): C = 2W × log₂M |
- 채널 용량은 대역폭이 넓고, 신호 대 잡음비(S/N)가 높을수록 커진다.
- 신호와 잡음이 같으면(C=B) 채널 용량은 대역폭과 같다.
전송 방식의 종류
| 방식 |
설명 |
예시 |
| 단방향 (Simplex) |
한쪽 방향으로만 전송 |
키보드→컴퓨터, 방송 |
| 반이중 (Half-duplex) |
양방향 교대로 전송(동시 불가) |
무전기, 도로 공사 신호 |
| 전이중 (Full-duplex) |
양방향 동시 전송 |
전화, 컴퓨터 네트워크 |
직렬/병렬 전송, 동기/비동기 전송
- 직렬 전송(Serial): 한 번에 한 비트씩 전송, 장거리 전송에 유리, USB 등
- 병렬 전송(Parallel): 여러 비트를 동시에 전송, 근거리(컴퓨터 내부 버스)에서 사용
- 동기식 전송(Synchronous): 송수신기가 클록을 맞추고, 프레임(블록) 단위로 전송. 플래그(특정 비트 패턴)로 경계 구분
- 비동기식 전송(Asynchronous): 문자 단위로 시작/종료 비트로 경계 구분, 키보드 입력 등 저속 전송에 사용
동기식/비동기식 전송 비교
| 구분 |
동기식 전송 |
비동기식 전송 |
| 동기화 |
클록 신호로 프레임 전체 동기 |
시작/종료 비트로 문자 단위 동기 |
| 전송 단위 |
프레임(블록) |
문자 |
| 오버헤드 |
프레임 시작/끝 플래그, 제어문자 |
문자마다 시작/종료 비트(최소 2비트) |
| 효율 |
높음(대용량·고속) |
낮음(저속) |
전송 효율 계산 예시
- 비동기 전송(8비트 데이터, 시작/종료 비트 각 1비트):
전송 효율 = (8 / 10) × 100 = 80%
전송 손상(Transmission Impairment)
| 종류 |
설명 |
극복 방법 |
| 감쇠 (Attenuation) |
신호 크기가 거리에 따라 약해지는 현상 |
아날로그: 증폭기
디지털: 중계기(재생) |
| 왜곡 (Distortion) |
신호의 모양이 바뀌는 현상
감쇠 왜곡, 지연 왜곡(주파수별 속도 차이) |
무왜곡 조건: LG=RC |
| 잡음 (Noise) |
- 열잡음(Thermal): 백색 잡음, 제거 불가
- 상호변조(Intermodulation): 주파수 합·차로 발생
- 누화(Crosstalk): 인접 회선 신호 혼입
- 충격(Impulse): 번개·스파크 등 순간적
|
차폐, 필터 등 |
전송 매체(Media) 종류
| 구분 |
종류 |
특징 |
예시 |
| 유선 (Guided) |
TP (Twisted Pair) |
가장 저렴, UTP/ STP, 카테고리 등급, RJ-45 |
랜선, 전화선 |
| 동축 케이블(Coaxial) |
내부·외부 도체, 주파수 영역 넓음, 설치 불편 |
TV 안테나 |
| 광섬유(Fiber Optic) |
빛의 전반사, 코어/클래딩, 대역폭 넓고 잡음 강함 |
인터넷 백본, 장거리 통신 |
| 무선 (Unguided) |
RF (Radio Frequency) |
3KHz~300GHz, VLF~EHF, 전방향성, 이동성 우수 |
TV, 라디오, 휴대전화, Wi-Fi |
| 적외선/광통신 |
방향성, 장애물 영향 큼, 짧은 거리 |
리모컨, 근거리 통신 |
광섬유 손실 구분
- 고유 손실: 산란 손실, 흡수 손실
- 구조 손실: 불균등 손실(코어-클래딩 경계 불균일), 코어 손실(굽힘), 마이크로 벤딩 손실(미세구부러짐)
무선 매체의 주파수 구분 (ITU 기준)
| 구분 |
주파수 범위 |
활용 예시 |
| VLF |
3~30KHz |
장거리 통신 |
| LF |
30~300KHz |
항해, 방송 |
| MF |
300KHz~3MHz |
AM 라디오 |
| HF |
3~30MHz |
단파 방송 |
| VHF |
30~300MHz |
FM 라디오, TV |
| UHF |
300MHz~3GHz |
TV, 휴대전화 |
| SHF |
3~30GHz |
위성, 마이크로파 |
| EHF |
30~300GHz |
특수 통신 |
정리
전송 속도, 대역폭, 채널 용량, 전송 방식, 전송 손상, 전송 매체의 특성을 표와 구조를 통해 한눈에 정리했다. 각 용어와 원리, 실제 적용 사례를 정확히 이해하면 데이터통신의 핵심을 파악할 수 있다.