[데이터 통신] Physical Layer - Analog Signals

복습하기 위해 학부 수업 내용을 필기한 내용입니다.
이해를 제대로 하지 못하고 정리한 경우 틀린 내용이 있을 수 있습니다.
그러한 부분에 대해서는 알려주시면 정말 감사하겠습니다.

▶Contents

• Signals
• Signal Impairment
• Digital Transmission
• Analog Transmission
• Multiplexing
• Transmission Media

 

▶Physical Layer

• 맨 아래 계층
• datalink layer에서 bit를 받아서 파형으로 바꿔서 내보내기 직전까지의 과정
• Physical Layer는 모두 거쳐야 한다. (당연한 것)

 

▶Signals

• Alice와 Bob 사이에서 교환되는 것은 데이터이지만, physical layer에서 네트워크를 통해 교환되는 것은 signal이다.

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▶Analog Signals

• 아날로그 신호는 주기적 신호 또는 비주기적 신호일 수 있다.
  
  • 데이터 통신에서 보통 주기적인 신호를 사용한다.
  • 단순 주기 신호인 사인파(sine wave)는 더 단순한 신호로 분해할 수 없다.
• Peak Amplitude (피크 진폭)
  
  • 신호의 Peak Amplitude은 최고 강도의 절댓값이다.
  • 0 ~ max값을 피크 진폭이라고 한다. (min ~ max값이 아니다.)

• Period(주기) 및 Frequency(빈도)
  
  • 주기(T)는 신호가 한 사이클을 완료하는 데 필요한 시간(초)을 나타낸다.
  • 주파수(f)는 헤르츠(Hz)로 측정되며, 1초 동안의 주기 수를 나타낸다.
    • 1Hz = 1/sec
    • 단순하게 표현하면, 초당 몇 번 떨었는지를 나타낸다.
  • 주기 및 주파수는 서로 반대이며, 즉 (f = 1/T)이다.

• Phase(위상)
  • 위상은 시간 0에 대한 파형의 위치를 설명한다.
• Wavelength(파장)
  • 단순 신호가 한 주기로 이동할 수 있는 거리
  • 파장은 단순한 사인파의 주기 또는 주파수를 매질의 전파 속도에 결합한다.
  • 파장을 λ로, 전파속도를 c로, 주파수를 f로, 주기를 T로 표현하면 λ = c/f = c*T가 된다.
• Time(시간) 및 Frequency Domain(빈도 도메인)
  
  • 사인 파는 진폭, 주파수 및 위상에 의해 포괄적으로 정의된다.
  • 이 작업은 시간 및 주파수 영역 모두에서 수행할 수 있다.

• Composite Signal(복합 신호)
  
  • 복합 신호는 많은 간단한 사인파로 구성된다.
• Bandwidth(대역폭)
  
  • 복합 신호에 포함된 주파수 범위는 그 대역폭이다.
  • 신호의 대역폭은 신호에서 가장 낮은 주파수와 가장 높은 주파수 사이의 차이이다.
  • 합성 신호의 대역폭은 해당 신호에 포함된 가장 높은 주파수와 가장 낮은 주파수 사이의 차이이다.

대역폭은 데이터를 보낼 수 있는 통이다. 예를 들어 파이프관과 같다.
관이 크면 빠르고 많이 보낼 수 있듯이, 대역폭이 클수록 데이터 전송 속도도 빨라질 수 있다.