2. 데이터 통신의 기초

2.1 데이터 통신의 개요

통신의 목적 : 한 점으로부터 다른 점으로 어떤 정보를 전달하는 것 (여기서 점은 node를 가리킨다.)

모든 형태의 통신은 보낼 메시지가 있기 때문에 발전해 간다고 볼 수 있다.

 

한 점에서 다른 점으로 메세지를 보내기 위해서는 세 가지의 통신 시스템이 필요하다.

1. 정보원(source) 2. 전송매체(transmission medium) 3. 수신체(receiver)

 

1. 메세지를 만들어낸다고 볼 수 있다.

2. 만들어 낸 메시지를 전송하는 역할을 한다.

3. 그 메세지를 받아들이는 역할을 한다.

 

이 세가지 요소는 어떤 형태의 통신이든 간에 꼭 필요한 최소한의 요소이다.

 

통신을 위한 세가지 요소

여기서 메시지란 여러가지의 형태의 데이터이고, 정보원과 수신체는 Data, Message에 대한 통신 개체를 의미한다.

이러한 통신 시스템의 통신 성능은 다음의 요인들에 의해 영향을 받는다는 공통점이 있다.

 

① 메시지가 서로 이해되어야 한다. 서로의 메시지를 이해 못한다면 통신이 이루어 질 수 없다.

 

② 원치않는 방해를 '잡음(noise)'이라고 하는데, 통신 시스템에서 정보가 전송되는 동안 간섭이 일어났을 때 발생한다.

 이러한 잡음에 의해 메시지를 못쓰게 될 수도 있다.

 

2.2 변조(Modulation) 및 복조(Demodulation)

메세지를 보낼 때에는 가장 작은 단위인 비트를 통신매체에 맞는 신호(signal)로 바꾸어주어야하는데,

보내고자 하는 신호의 주파수 대역을 매체의 특성에 맞도록 옮겨 전송해야한다.

 

전송 신호는 베이스밴드 신호(baseband signal)이라고 하며,

전송 신호를 높은 주파수 대역의 반송파 신호(carrier signal)에 싣는 과정을 변조(modulation)라고 한다.

변조는 변조 신호에 따라 아날로그와 디지털 변조로 구분되는데, 베이스 밴드 신호가 아날로그면 아날로그, 디지털이면 디지털 변조라고 한다.

변조 과정의 예

또 변조 방식은 변조에 의해 바뀌게 되는 신호의 세가지 요소, 진폭(amplitude)

, 주파수 (frequency), 위상(phase)에 의해 진폭 변조(Amplitude Modulation; AM), 주파수 변조(Frequency Modulation; FM), 위상 변조(Phase Modulation)으로 구분된다.

 

복조 과정의 예

반대로 변조되어 전달된 신호로부터 반송파 신호를 제거하면 원래 전달하고자 했던 베이스밴드 신호가 남게되는데,

이러한 과정을 복조(demodulation)라고 한다.

위의 그림은 변조 과정을 간략히 나타낸 것이다.

 

변조의 주요 목적은 베이스 밴드 신호를 전송매체의 특성에 맞게 유용한 형태로 변환하는 것이다.

또 다른 이유는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing; FDM)가 가능해져서 여러 정보를 하나의 매체를 통하여 동시에 전송하는 것이 가능해지기 때문이다

 

2.2.1 아날로그 변조

(1) 진폭 변조

진폭

진폭 변조(Amplitude Modulation; AM)는 베이스 밴드의 신호(보내려는 실제 data) 순간 진폭에 비례하여 반송파 신호의 순간 진폭을 변화시키는 것이다.

 

진폭 변조 신호는 반송파 신호(Carrier)에 베이스밴드 신호(Modulating signal)를 곱하면 높은 주파수의 변조 신호(modulated signal)로 변하게 된다.

 

복조 시에는 고주파 통과 필터링, 저주파 통과 필터링을 사용한다.

어떤 필터링 기법을 선택할 것인지는 베이스 밴드 신호와 반송파 신호의 특성에 의해 결정된다.

만약 베이스 밴드 신호는 저주파 신호이고, 반송파 신호가 고주파 신호라면 저주파 통과 필터링을 사용하면 된다.

(받으려는 신호가 저주파이므로 저주파만 필터링하여 받는다.)

진폭은 고정된 값이고, 주파수값만 조정하면 된다.

 

다음에는 다른 변조들을 살펴보도록 해보자.