"컴퓨터 네트워크 원리" 3장 데이터 통신 기술

3.1 개요

3.2 데이터 통신의 이론적 기초

메인 콘텐츠

• 신호의 수학적 표현과 신호가 통신 채널을 통과할 때 신호에 부과하는 제약.
• 전송 매체는 전압, 전류, 광 신호와 같은 물리량의 변화를 이용하여 이진 비트 스트림을 전송합니다.
• 전압, 전류 등은 시간의 단일값 함수 f(t)로 표현할 수 있습니다.
• 이러한 방식으로 신호의 변화를 수학적으로 설명하고 수학적으로 분석할 수 있습니다.
  

3.2.1 푸리에 분석

• Fourier는 주기 T를 갖는 정규 함수 g(t)가 무한한 수의 사인 및 코사인 함수로 구성될 수 있음을 증명합니다.
• 
  

3.2.2 주기적인 직사각형 펄스 신호의 스펙트럼 특성

• 푸리에 구성 요소마다 감쇠가 다르기 때문에 출력 왜곡이 발생합니다.
• 채널을 통과하는 고조파가 많을수록 신호가 더 사실적입니다.
• 
  

3.3 데이터 통신 시스템 모델

3.3.1 데이터 통신 시스템의 기본 구조

통신 채널의 다양한 데이터 전송 방법 및 사용 기술

• 데이터 통신 시스템의 기본 구조
  • 
• 데이터 통신 시스템의 작업
  • 정보를 실은 데이터는 물리적 신호의 형태로 매체(채널)를 통해 목적지로 전송됩니다.
  • 정보 및 데이터는 매체에서 직접 전송할 수 없습니다.
  • 솔루션: 정보(원시) -> 데이터(스토리지) -> 신호(매체에서 전송)
    

3.3.2 데이터 및 신호

• 데이터 표현
  • 아날로그 데이터 연속값
  • 숫자 데이터 불연속 값
• 데이터 전송 방법
  • 아날로그 신호
  • 디지털 신호
• 시그널링 방식
  • 아날로그 시그널링(아날로그 채널)
  • 디지털 신호(디지털 채널)
• 데이터 동기화 방법
  • 동기화는 수신단이 엄격하게 반복 빈도와 송신단에서 보낸 각 기호의 시작 및 종료 시간에 따라 데이터를 수신한다는 것을 의미합니다. 즉, 시간축이 일치해야 합니다.
  • 동기화할 다른 개체에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
    • 비트 동기화
      • 
    • 캐릭터 동기화
      • 문자 동기화 에는 비동기 및 동기 의 두 가지 방법이 있습니다.
        • 비동기 문자 동기화
        • 
        • 동기 문자 동기화
        • 
    • 프레임 동기화
• 아날로그 및 디지털 신호 전송
  • 아날로그 시그널링(아날로그 채널)
    • 
  • 디지털 신호(디지털 채널)
    • 
      

3.3.3 채널 통신 모드

다양한 요구를 충족시키기 위해 통신 회선은 서로 다른 연결 방법을 채택합니다.

• 포인트 포인트 방식
  • 
• 다지점 모드
  • 

의사소통 방식

• 정보 전달 방향과 시간의 관계 관점에서
  • 심플렉스 통신
    • 특징: 정보는 한 방향으로만 전송할 수 있으며 모니터링 신호는 다시 보낼 수 있습니다.
    • 
  • 반이중 통신
    • 특징: 정보는 양방향으로 전달될 수 있지만 특정 순간에는 한 방향으로만 전달될 수 있습니다.
    • 
  • 전이중 통신 모드
    • 특징: 일반적으로 4선식 구조를 사용하여 동시에 양방향으로 정보를 전송할 수 있습니다.
    • 
      

3.3.4 데이터 전송 방법

• 베이스밴드 전송 및 주파수 대역 전송
  • **기저대역 신호: **변조 없이 소스에서 보낸 원래의 전기 신호
  • 기저대역 신호를 통신 회선으로 직접 보내는 전송 방법을 기저대역 전송이라고 합니다.
    • 아날로그 신호 소스에 의해 변환된 신호를 아날로그 베이스밴드 신호 라고 합니다.
    • 컴퓨터에서 생성된 이진 신호를 디지털 베이스밴드 신호 라고 합니다.
  • 변조 후 베이스밴드 신호를 통신 회선으로 보내는 전송 모드를 주파수 대역 전송이라고 합니다 .
• 디지털 데이터의 베이스밴드 전송
  • 기저대역 전송 : 송신시 기저대역 신호를 직접 사용
    • 기저대역 전송은 가장 기본적인 전송 방식으로 일반적으로 저수준 0 고수준 1
    • 저속에서 고속까지 모든 상황에 적용 가능
    • Baseband 신호는 넓은 주파수 범위를 차지하기 때문에 전송 라인에 대한 특정 요구 사항이 있습니다.
  • 핵심내용 : 코딩방법
• 디지털 데이터의 아날로그 전송(대역 전송)
  • 주파수 대역 전송 : 특정 주파수 범위 내에서 회선을 통한 반송파 전송을 말합니다 . 반송파는 베이스밴드 신호로 변조되어 회선 전송에 적합 합니다 .
  • 변조 : 기저대역 펄스를 사용하여 반송파 신호의 일부 매개변수를 제어하여 이러한 매개변수가 기저대역 펄스와 함께 변경되도록 합니다.
  • 복조 : 변조된 팬 변환
  • 모뎀 모뎀
    • 변조기는 베이스밴드 디지털 신호 의 파형을 아날로그 채널 전송 에 적합한 파형으로 변환하는 파형 변환기 입니다. (데이터 내용을 변경하지 마십시오)
    • 복조기는 변조기에 의해 변환된 아날로그 신호를 Yuankai의 디지털 신호로 복원하는 파형 인식기 이며 인식이 올바르지 않으면 비트 오류가 발생합니다.
• 광대역 전송 (광섬유)
  

3.4 전송 매체

• 전송 매체의 분류
  • 유선 미디어
    • 동축 케이블, 연선, 광섬유 등
    • 특징: 배선, 우수한 간섭 방지 성능이 필요합니다.
  • 무선 매체
    • 대기를 통한 다양한 형태의 전파
    • 마이크로파, 적외선, 위성 등
    • 특징: 배선 불필요, 간섭 방지 불량
• 전송 매체 선택
  • 안전
  • 전자기 간섭
  • 비용
  • 속도
  • 신호 감쇠
    

3.4.1 전자기 스펙트럼

전자기파의 주파수 f, 파장 D 및 진공에서의 전파 속도 c 사이의 기본 관계:
DF=C

3.4.2 트위스트 페어

• 나선형 구성으로 배열된 두 개의 절연 전선으로 구성됩니다. 와이어는 구리 와이어 또는 구리 클래드 스틸입니다.
• 트위스트 페어 케이블은 아날로그 및 디지털 신호를 모두 전송할 수 있습니다 .
• 특정 대역폭은 구리선의 두께, 전송 거리 및 사용된 기술에 따라 다릅니다.
• 트위스트 페어는 STP 차폐 트위스트 페어 와 UTP 비차폐 트위스트 페어 로 나눌 수 있습니다 .
  • 
• 더 많은 지점 간 연결이 사용됩니다.
• 간섭 방지 성능은 저주파 전송에서 동축 케이블에 가까운 전선 쌍의 적절한 차폐 및 꼬임에 따라 달라집니다.
  

3.4.3 동축 케이블

• 동축 케이블은 속이 빈 외부 전도체로 내부 전도체로 둘러싸여 있습니다 .
• 동축 케이블은 임피던스에 따라 분류됩니다.
  • 
• 일반적으로 다중 지점 연결
• 간섭 방지 및 가격은 트위스트 페어와 광섬유 사이에 있습니다.
  

3.4.4 섬유

• 코어, 클래딩 및 재킷의 세 가지 동심 부분으로 구성됩니다.
• 광섬유는 플라스틱, 유리 또는 초고순도 실리카 유리로 구성될 수 있습니다.
  • 서로 다른 재질로 만들어진 광섬유의 손실, 전송 거리 및 가격도 다릅니다.
• 광섬유는 광 신호의 유무를 통해 이진수 0과 1을 나타냅니다 .
• 발신자는 전기광학 변환 장비가 필요하고, 수신자는 광전 변환 장비가 필요합니다.
• 광케이블은 배선에 직접 사용되며 광케이블은 여러 개의 광섬유로 구성됩니다.
• 
• 광섬유의 분류
  • 단일 모드 광섬유
  • 다중 모드 광섬유
  • 모드: 많은 매개 변수와 관련된 양으로 편광 방향으로 이해할 수 있습니다.단일 모드 광섬유는 여러 파장을 전송할 수 있지만 각 파장은 하나의 모드만 가질 수 있습니다.
  • 일반적으로 사용되는 세 가지 파장 창
    • 
  • 
    

3.4.5 무선 매체

• 전자기 스펙트럼
• 무선 전송
  • 고정 터미널 포인트(기지국)와 터미널 사이에 무선 링크가 있습니다.
  • 
• 마이크로파 전송
  • 
• 적외선 및 mmWave
• 광파 전송
• 위성 통신
  • 
    

3.5 데이터 인코딩

3.5.1 신호 인코딩

• 디지털 데이터의 인코딩
  • 
  • NRZ( Non-return-to-zero encoding ) 낮음 0 높음 1
    • 단점: 데이터 비트의 시작을 정의하기 어렵고 DC 구성 요소가 연결 지점을 손상시킬 수 있습니다.
  • 맨체스터 인코딩
    • 각 비트의 중간 점프, 하강 1, 상승 0 또는 그 반대
  • 차동 맨체스터 인코딩
    • 각 비트의 중간 점프, 0의 점프가 있고 1의 점프가 없음
      

3.5.2 변조 및 코딩

• 일반적인 변조 기술
  • 반송파의 세 가지 특성인 진폭 , 주파수 및 위상 에 따라 일반적으로 사용되는 세 가지 변조 기술이 생성됩니다.
    • 
    • 진폭 편이 키잉( ASK ) AM
      • 
    • 주파수 편이 키잉( FSK ) FM
      • 
    • PSK (Phase Shift Keying ) 위상 변조
      • 
        

3.5.3 아날로그 데이터의 디지털 인코딩

• 아날로그 데이터의 디지털 전송시 아날로그 신호의 디지털화 문제 해결
  • 펄스 코드 변조 PCM 이라고도 함
  • Nyquist 원리 에 따라 샘플링 됨
  • 아날로그 신호 진폭을 여러 레벨(2^n)로 나누고, 각 레벨은 n비트로 표시됩니다.
• 일반적으로 사용되는 PCM 기술
  • 차동 펄스 코드 변조
    • 원리: 진폭 값을 디지털화하는 대신 전후 두 샘플링 값의 차이에 따라 인코딩하여 이진수로 출력
  • PCM 변환 프로세스의 예
    • 샘플링-양자화-인코딩
    • 
  • PCM 변환 파형도
    • 
      

3.6 데이터 통신 성능 지표

3.6.1 대기 시간

• 컴퓨터 네트워크에서 대기 시간은 데이터 블록(프레임, 패킷, 세그먼트)이 링크 또는 네트워크의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전송되는 데 필요한 시간을 의미합니다.
• 대기 시간에는 다음이 포함됩니다.
  • 전송 지연
  • 전파 지연
  • 전달 지연
    • 대기 지연
    • 액세스 지연
    • 처리 지연
• 지연-대역폭 곱은 전파 지연과 대역폭의 곱입니다. 지연-대역폭 곱 = 전파 지연 * 대역폭
• 지연-대역폭 곱은 비트 길이 , 즉 비트 단위의 링크 길이라고도 합니다.
  

3.6.2 전송 속도

정보 전송률 및 기호 전송률

• 정보 전송 속도는 초당 전송되는 인코딩 전 디지털 데이터의 이진수를 말하며 단위는 비트/초 즉, b/s, bps입니다.
  • 정보 전송 속도는 비트 전송률 이라고도 합니다.
  • 컴퓨터 네트워크에서 정보 전송 속도와 같은 의미를 갖는 다른 용어를 대역폭이라고 합니다.
• 디지털 데이터를 라인부호화한 후 채널에서 전송 신호의 전송률을 심볼 전송률 이라고 하는데, 이는 초당 전송되는 심볼의 수, 즉 초당 전송 신호가 변화하는 횟수를 의미하며, 단위는 보/초 (baud/s) 입니다.

전송 속도 및 비트 전송률

• 전송 속도 RB
  • 변조율이라고도 하는 초당 신호 변경 횟수
• 비트 전송률 Rb
  • 초당 전송된 비트 수
• 새로운 네트워크는 종종 여러 이진 비트를 전달할 수 있으므로 고정된 정보 전송 속도에서 비트 속도는 종종 전송 속도보다 큽니다. 하나의 기호로 여러 비트를 전송할 수 있습니다.
• Rb = RB log2 V(V는 레벨 수)
• 코딩 효율 = Rb/RB
  

3.6.3 신뢰성

• BER
  • 비트 오류율은 전송된 데이터가 잘못 전송될 확률을 의미합니다.
• 비트 오류율 = 전송된 잘못된 비트 수/전송된 총 비트 수
  • 프레임 오류율, 패킷 오류율
    

3.6.4 채널 제한 용량

• 1924년 초에 Nyquist는 이 근본적인 한계를 인식하고 제한된 대역폭의 노이즈 없는 채널 에 대한 최대 데이터 전송 속도 에 대한 표현을 도출했습니다.

• Nyquist는 임의의 신호가 대역폭이 H 인 저역 통과 필터를 통과하면 초당 2H 샘플이 이 필터를 통과하는 신호를 완전히 재현할 수 있음을 증명했습니다.

• 1948년에 Shannon은 Nyquist의 결과를 무작위(동적) 노이즈의 영향을 받는 채널 로 확장했습니다 .

• Nye의 기준: 이상적인 저역 통과 채널

  • 
  • Nyquist 공식은 알려진 대역폭의 무잡음 채널의 최고 속도를 추정하기 위한 기초를 제공합니다.

• Shannon의 정리: 가우시안 노이즈가 채널을 방해합니다.

  • 

• Nye의 기준과 Shannon의 정리의 비교

  • C = 2H log2V 이 공식은 신호 인코딩 단계의 수가 증가 함에 따라 데이터 전송 속도 C 가 증가함을 보여줍니다.
  • C = H log2(1+S/N) 샘플링 주파수가 아무리 높고 신호 인코딩이 몇 단계로 나누어져 있더라도 이 공식은 채널이 달성할 수 있는 최고 전송 속도를 제공합니다. 즉, 노이즈의 존재로 인해 인코딩 단계의 수를 무한정 늘릴 수 없게 됩니다 .
    

3.7 채널 다중화 기술

전송 라인의 용량은 사용자 신호를 전송하는 데 필요한 용량을 훨씬 초과하므로 라인 활용을 개선하기 위해 여러 신호가 물리적 라인을 동시에 공유하도록 허용되는 경우가 많습니다 . 일반적인 방법:

• TDM
• 주파수 분할 다중화 FDM
• WDM
• 코드 분할 다중화 CDM
  

3.7.1 주파수 분할 및 시분할 다중화

• 주파수 분할 다중화 FDM
  • 전송 매체의 대역폭이 단일 신호의 요구 사항보다 큰 경우 전송 시스템을 효과적으로 활용하기 위해 하나의 전송 라인에서 동시에 여러 신호를 전송하는 기술이 주파수 분할 다중화 입니다 .
  • FDM 구현
    • 변조를 통해 서로 다른 신호의 주파수를 서로 다른 주파수 범위로 변조
    • 전송을 위해 더 큰 주파수 범위를 가진 하나의 신호로 여러 신호를 합성
    • 수신측에서 신호는 복조를 통해 여러 신호로 복원됩니다.
    • 
• 시분할 다중화 TDM
  • 전송 매체의 비트 전송 속도가 단일 신호의 요구 사항보다 클 때 전송 시스템을 효과적으로 활용하기 위해 동일한 라인에서 동시에 여러 신호를 전송하는 기술을 시분할 다중화라고 합니다 .
  • 
  • 실현 방법:
    • 전송 중에 시간을 동일한 시간 조각 으로 나눕니다.
    • 타임 슬라이스는 타임 슬라이스 회전 방법을 통해 순서대로 지정된 신호에 할당됩니다.
    • 수신 측은 또한 타임 슬라이스 회전 을 통해 지정된 시간 슬롯에서 지정된 신호를 순차적으로 수신합니다 .
      

3.7.2 통계적 시분할 다중화

• 동기 시분할 다중화
  • 
• 비동기(통계) 시분할 다중화
  • 
    

3.7.3 파장 분할 다중화

파장 분할 다중화 WDM

• 전체 파장 대역은 여러 파장 범위로 나뉘며 각 사용자는 전송을 위해 하나의 파장 범위를 차지합니다.
• 
  

3.7.4 코드 분할 다중화

코드 분할 다중화 CDM

• 내포는 CDMA와 동일합니다.
• 여러 사용자가 동시에 동일한 주파수 대역을 사용하여 통신할 수 있습니다.
• 각 사용자는 특별히 선택된 다른 코드 패턴을 사용합니다.
• 강력한 간섭 방지 능력
• 효과적으로 시스템의 통신 용량을 증가
• 원래 군용 통신용으로 사용되다가 CDMA 장비의 가격과 부피가 크게 줄면서 민간 이동통신, 특히 무선 근거리 통신망(LAN) 에 널리 사용됐다 .
• CDMA 작동 방식
  • 비트 시간은 칩이라고 하는 m(또는 64 또는 128)개의 짧은 시간 세그먼트로 더 나뉩니다.
  • 각 스테이션에는 고유한 m-비트 칩 시퀀스가 ​​할당됩니다.
    • 비트 1을 보낸 다음 m비트 칩 시퀀스를 보냅니다.
    • 비트 0을 보낸 다음 칩 시퀀스의 보수를 보냅니다.
  • 임의의 두 칩 시퀀스(S, T)는 직교 관계를 충족해야 합니다.
    • 
  • 
    

3.8 디지털 전송 시스템

3.8.1 PCM 시스템

• 
• E1 = 2.048Mbit/s
• T1 = 1.544Mbit/s
• 
  

3.8.2 SONET 및 SDH

현재 디지털 전송 다중화 속도에는 많은 단점이 있으며 그 중 가장 중요한 것은 다음 두 가지 측면입니다. 속도 표준이 균일하지 않고 전송 이 동기화되지 않습니다 .

• 이러한 문제점을 해결하기 위해 미국은 1988년 **동기식 광통신망 SONET**(동기식 광통신망)이라는 디지털 전송 규격을 최초로 도입했다.
  • SONET 아키텍처
    • 
• ITU-T는 미국의 SONET 표준을 기반으로 **국제 표준 동기식 디지털 시리즈 SDH**(동기식 디지털 계층 구조), 즉 1988년에 통과된 G.707~G.709를 포함하여 세 가지 권장 사항을 공식화했습니다.
  

3.9 데이터 교환 기술

스위칭 : 다중 노드 통신 네트워크에서 통신 장비와 회선을 효과적으로 활용 하기 위해서는 일반적으로 통신 중인 두 당사자 간에 회선을 동적으로 설정하고 통신 회선을 동적으로 연결하거나 끊는 것이 바람직하며 , 이를 " 스위칭 "이라고 합니다. ".
교환 방법의 분류:

• 회로 스위칭
• 스토리지 교환
  • 메시지 교환
  • 패킷 스위칭
  • 셀 스위칭
• 혼합 교환
• 

• **电路交换                      报文交换               分组交换**
  

3.9.1 회로 전환

전환 가능한 물리적 통신 회선을 직접 사용하여 통신 당사자 연결

• 세 단계:
  • 회로를 구축하다
  • 데이터 전송
  • 회로 제거
• 주요 특징:
  • 데이터를 보내기 전에 점대점 임시 전용 물리적 경로를 설정 해야 합니다 .
  • 물리적 경로를 설정하는 시간은 더 길고 데이터 전송 지연은 더 짧습니다.
    • 예: 전화망
    • 
      

3.9.2 메시지 교환

• 원칙
  • 정보는 메시지 단위로 저장 및 전달됩니다 (논리적으로 완전한 정보 세그먼트).
  • 
• 특징:
  • 높은 회선 활용도
  • 큰 버퍼를 가지려면 중간 노드(네트워크 통신 장치)가 필요합니다.
  • 긴 지연
    

3.9.3 패킷 스위칭

• 원칙
  • 정보는 패킷 단위로 저장 및 전달 되며, 소스 노드는 메시지를 패킷으로 분할하여 중간 노드에 저장 및 전달하고 대상 노드는 패킷을 메시지로 합성합니다.
  • 패킷: 일반적으로 최대 길이 제한이 있는 메시지보다 작은 정보 세그먼트
  • 셀: 고정된 크기의 정보 세그먼트
• 특징:
  • 네트워크 노드 장치에 리소스를 사전 할당하지 않음
  • 높은 회선 활용도
  • 높은 노드 메모리 사용률
  • 재전송 용이, 높은 신뢰성
  • 새로운 전송을 쉽게 시작하여 긴급한 메시지를 먼저 전달할 수 있습니다.
  • 추가 정보 추가됨
• 패킷 스위칭은 데이터그램과 가상 회선으로 나뉩니다.
  • 데이터그램
    • 각 패킷은 독립적으로 라우팅됩니다.
    • 소량의 패킷 전송에 적합, 호 설정 프로세스 제거, 빠른
    • 혼잡을 더 잘 처리할 수 있음
    • 더 듬직 해요
    • 
  • 가상 회로
    • 모든 패킷은 한 번만 라우팅됩니다.
    • 패킷머니를 보내려면 가상 회선을 구축해야 합니다.
    • 데이터그램에 비해 네트워크는 혼잡을 처리하기 어렵고 신뢰할 수 없습니다.
    • 
      

3.10 물리 계층 절차

3.10.1 DTE 및 DCE

데이터 터미널 장비 DTE

• 특정 데이터 처리 기능 및 송수신 기능을 갖춘 데이터 입/출력 장비, 터미널 장비 또는 컴퓨터와 같은 터미널 장치를 말합니다.

데이터 통신 장비 DCE

• DTE와 전송 라인 사이에 신호 변환 및 인코딩 기능을 제공하고 데이터 링크 연결 설정, 유지 및 해제를 담당하는 자동 전화 응답 장비, 스위치 및 기타 중간 장치 모음을 나타냅니다 .

3.10.2 물리 계층 인터페이스 표준

• 물리적 계층의 ISO/OSI 정의
  • 물리적 계층은 비트 전송을 위해 데이터 링크 엔터티 간의 물리적 연결을 시작, 유지 및 종료할 목적으로 기계적, 전기적, 기능적 및 절차적 특성을 제공합니다 . 이 연결은 릴레이 시스템을 통과할 수 있으며 릴레이 시스템 내의 전송도 물리 계층에서 이루어집니다.
  • 물리 계층의 기능
    • 두 네트워크 장치 간에 투명한 비트스트림 전송을 제공합니다 .
  • 연구 내용
    • 물리적 연결의 시작 및 종료, 정상적인 데이터 전송 및 유지 관리.
• 물리계층의 4가지 특징
  • 기계적 성질
    • 주로 물리적 연결 , 즉 플러그인 장치 의 경계 지점을 정의합니다. 물리적 연결에 사용되는 핀의 사양, 번호 및 배열을 지정합니다.
    • 일반적으로 사용되는 표준 인터페이스
      • ISO 2110, 25핀 커넥터, EIA RS-232-C, EIA RS-366-A
      • ISO 2593, 34코어 커넥터, V.35 광대역 모뎀
      • ISO 4902, 37핀 및 9핀 커넥터, EIA RS-449
      • ISO 4903, 15코어 커넥터, X.20, X.21, X.22
  • 전기적 특성
    • 바이너리 비트의 전송을 지정할 때 전압 레벨, 임피던스 정합, 전송 속도 및 회선상의 신호 거리 제한.
    • 이전 표준은 EIA RS-232-C, V.28과 같은 경계 지점에서 전기적 특성을 정의했지만, 최신 표준에서는 송신기와 수신기의 전기적 특성을 설명하고 연결 케이블을 제어할 수 있습니다.
    • CCITT 표준화된 전기적 특성 표준
      • CCITT V.10/X.26: 새로운 불균형 전기적 특성, EIA RS-423-A
      • CCITT V.11/X.27: 새로운 균형 잡힌 전기적 특성, EIA RS-422-A
      • CCITT V.28: 불균형 전기적 특성, EIA RS-232-CCCITT X.21/EIA RS-449
  • 특징
    • 주로 각 물리적 라인의 기능을 정의합니다.
    • 라인의 기능은 네 가지 범주로 나뉩니다.
      • 데이터
      • 제어
      • 타이밍
      • 땅
  • 절차적 특성
    • 주로 각 물리적 라인의 작업 절차 및 타이밍 관계를 정의합니다.
      

3.10.3 EIA-232

• EIA-232-E는 American Electronics Industry Association EIA에서 공식화 한 잘 알려진 물리 계층 비동기 통신 인터페이스 표준 입니다.
• 이것은 1962년에 제정된 최초의 표준 RS-232였으며 RS는 EIA의 " 권장 표준 " 을 나타내고 232는 일련 번호입니다.
  

아날로그와 디지털 통신의 장단점 비교

• 아날로그 통신 기술은 매우 성숙되어 [아날로그 신호]와 [반송파]를 변조하여 아날로그 신호의 고유성을 잃지 않고 [특정 반송파 특성으로] 만드는 것입니다.수신단은 [저역 통과]를 통과합니다. 필터] , 원래 아날로그 신호를 복원합니다.
• 디지털 신호를 먼저 샘플링하고 [샘플링] 진폭을 [인코딩]한 다음 [변조], 위상 편이 키잉 등을 수행하여 수신기에서 복원할 수 있습니다.
• 차이점은
  • 디지털 통신은 디지털 샘플링 신호를 전송하기 때문에 수신단에서 복원할 수 있으므로 신호 전송률이 높고 거리가 깁니다.
  • 아날로그 신호는 신호의 [직접변조]에 반송파를 곱한 것으로, 전송 중 간섭이 발생하면 시스템에 [복구할 수 없는] 영향을 미치므로 [왜곡]을 일으킵니다.
  • 상대적으로 말하면 디지털 통신이 아날로그 통신보다 낫습니다 .

음성 채널을 사용하여 컴퓨터 데이터를 전송하는 방법은 무엇입니까?

답변: 3단계[PCM 펄스 코드 변조]를 거쳐야 합니다.

• 샘플링: 일정한 간격으로 음성 신호를 샘플링
• 양자화: 각 샘플을 가장 가까운 양자화 수준으로 반올림
• 인코딩: 각각의 반올림된 샘플 인코딩

코딩된 신호를 PCM 신호라고 하며 음성 채널을 통해 전송할 수 있습니다.

회로 스위칭, 메시지 스위칭, 가상 회로 스위칭 및 데이터그램 스위칭의 특성을 비교해 보십시오.

• 메시지 교환은 전용 링크를 설정하지 않고 회선 이용률이 높으며 [서로 다른 메시지의 차이가 상당히 다를 수 있음], 전송 [지연이 큼] 및 전송 노드 [버퍼 관리가 불편]로 인해.
• 데이터그램과 가상 회선 모두 패킷 교환 방식이며 패킷은 [최대 길이 제한이 있는] 메시지입니다.
• 데이터그램 전환은 메시지 전환과 완전히 유사합니다.
• 회선 전환과 유사한 가상 회선 전환은 논리적 연결이 다른 통신이 이 회선을 사용할 수 없다는 것을 의미하지 않는다는 점에서 회선 전환과 다릅니다. 여전히 [라인 공유]의 장점이 있습니다.
• 가상 회로와 데이터그램의 차이점:
  • 가상 회로는 신뢰할 수 있는 통신을 의미하며 더 많은 기술과 더 많은 오버헤드가 필요합니다.
  • 데이터그램 방식만큼 유연하지도 않고, 데이터그램 방식만큼 효율성도 높지 않다.
  • 가상 회선은 쌍방향 통신에 적합 하고 개인 데이터그램은 단문 메시지의 단방향 전송에 더 적합합니다. **
• 회선 전환은 발신자와 수신자 사이에 명확한 물리적 회선을 설정해야 하며 회선 리소스는 현재 세션에 독점적입니다.
  

**011000101111** non-return-to-zero 부호화, Manchester 부호화 및 Differential Manchester 부호화의 파형도를 그려주십시오.

이제 광섬유 케이블을 통해 일련의 컴퓨터 화면 이미지를 전송해야 합니다. 화면의 해상도는 480640픽셀이며 픽셀당 24비트입니다. 초당 60개의 화면 이미지가 있습니다. 묻고 싶습니다: 얼마나 많은 대역폭이 필요합니까? 1.30μm의 파장에서 이 대역폭에 필요한 μm 파장은 몇 개입니까?

PCM 샘플링 시간이 125μs로 설정된 이유는 무엇입니까?

[회로 전환] 네트워크와 부하가 적은 [패킷 전환] 네트워크에서 k 홉 경로를 따라 x비트 메시지를 보내는 대기 시간을 비교합니다. 회선 구축 시간은 s초, 각 홉의 전파 지연은 d초, 패킷 크기는 p비트, 데이터 전송 속도는 bbps라고 가정합니다. 어떤 조건에서 패킷 네트워크의 지연이 상대적으로 짧은지 물어봐도 될까요?

답변: 회선 전환의 경우 회선은 t=s일 때 설정되고 메시지의 마지막 비트는 t=s+x/b일 때 전송되며
메시지는 패킷 스위칭의 경우 마지막 비트는 t=x/b에서 전송되며
최종 마지막 패킷은 중간 라우터에 의해 k-1번 포워딩되어야 하며 각 포워딩 시간은 p/b이므로 총 총 지연은 x/b+(k-1)p/b+kd입니다.
패킷 스위칭이 회로 스위칭보다 더 빠르도록 하려면 조건 x/b+(k-1)p/b+kd< s+x/b+는 다음과 같아야 합니다. kd, 즉 s>(k-
1)p/b를 만족합니다.

이전 장: "컴퓨터 네트워크 원칙" 2장 네트워크 아키텍처

"컴퓨터 네트워크 원칙"의 모든 참고 사항 색인

다음 장: "컴퓨터 네트워크" 4장 데이터 링크 제어

❤️여기 3000걸음이 있습니다. 함께 배우고 발전해 나갑시다~❤️