[데이터 통신] Physical Layer - Digital 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

 

▶Digital Signal

• 정보는 디지털 신호로도 나타낼 수 있다.
  
  • 예를 들어, 값 1은 양의 전압으로 인코딩 되고 값 0은 0 전압으로 인코딩 될 수 있다.
  • 디지털 신호는 두 개 이상의 레벨을 가질 수 있다.
    
    • 각 레벨에 대해 1비트 이상을 보낼 수 있다.
    • 아래 그림은 두 개의 신호를 보여준다.
    • 하나는 두 개의 레벨이고 다른 하나는 네 개의 레벨이다.

a는 infinite한 sine wave로 만들 수 있다.
a에서 b로 가면 2배 빨라진다. (modulation 기법에 따라 다르긴 하다.)
a보다 b가 거의 더 좋다.
level 8, 16 등등 더 쪼갤 수 있다.
하지만 level 간 간격이 작아지기 때문에, 오류가 생길 수 있다.

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• Bit Rate (Bit/sec) - bps
  • 대부분의 디지털 신호는 비주기적이어서 주기 및 주파수가 적절한 특성이 아니다.
    • 비주기적이기 때문에, 주기를 갖기가 힘들다. 찾기도 힘들다.
  • 주파수 대신 다른 용어 Bit Rate이 사용된다.
  • Bit는 1초 동안 전송된 비트 수이다.
• Example 2.3
  
  • 분당 100페이지 분량의 텍스트 문서를 다운로드했다고 가정한다.
  • 페이지는 한 줄에 80자로 구성된 평균 24줄이다.
  • 한 문자에 8비트가 필요하다고 가정하면 비트 전송률은 다음과 같다.

100 * 24 * 80 * 8 / 60 = 25600 bps = 25.6 Kbps = 0.0256 Mbps
(1 bps = 10^3 Kbps = 10^6 Mbps)

• Bit Length
  • 아날로그 신호의 파장 개념에 대해 논의한다.
  • 디지털 신호에 대해 유사한 것을 정의할 수 있다: Bit Length
  • Bit Length는 전송 매체에서 1bit가 차지하는 거리이다.
    • Bit Length = 1 / bit rate
    • 10 bps면 1bit는 1/10
• Example 2.4

1 / 25600 = 0.00003906 sec = 39.0625 microseconds

 

• 디지털 신호 전송
  
  • 디지털 신호는 주파수가 0과 무한 사이의 복합 아날로그 신호이다.
  • 두 가지 종류의 전송을 가질 수 있다: baseband와 broadband.
  • baseband 전송이란 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하지 않고 전송하는 것을 말한다.
  • broadband 전송이란 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하여 아날로그 신호를 전송하는 것을 말합니다.