[데이터 통신] Physical Layer - Signal Impairment(Performance)

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

 

▶Performance

• 지금까지, 네트워크를 통해 데이터(신호)를 전송하는 도구와 데이터가 어떻게 동작하는지 알아봤다.
• 네트워킹에서 한 가지 중요한 문제는 네트워크의 성능이다. (얼마나 좋냐?)
• Bandwidth(대역폭)
  
  • 네트워크 성능을 측정하는 한 가지 특성은 대역폭이다.
  • ex. 2.10
    
    • 가입자 회선의 대역폭은 음성 또는 데이터의 경우 4kHz이다. 
    • 데이터 전송을 위한 이 라인의 대역폭은 최대 56 kbps로, 정교한 모뎀을 사용하여 디지털 신호를 아날로그로 변경할 수 있다. 
    • 만약 전화 회사가 회선의 품질을 개선하고 대역폭을 8kHz로 높인다면, 우리는 112 kbps를 보낼 수 있다.
    • 즉, bandwidth가 커지면 속도도 빨라진다.
  • ex. 2.11
    
    • 예를 들어, 고속 이더넷 네트워크의 대역폭은 100 Mbps라고 말할 수 있다.
    • 즉, 이 네트워크를 통해 100 Mbps를 전송할 수 있다.

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• Throughput(처리량)
  
  • 네트워크를 통해 실제로 데이터를 얼마나 빨리 보낼 수 있는지를 측정하는 척도이다.
  • bit rate와 유사하지만 physical layer에서는 bit rate를 사용하고, 그 위 layer에서 throughput을 사용한다.
• Latency(지연 시간)(or delay - 지연)
  
  • 첫 번째 비트가 source에서 전송된 후 전체 메시지가 destination에 완전히 도착하는 데 걸리는 시간이다.
  • 일반적으로 propagation delay, transmission delay, queuing delay 및 processing delay의 네 가지 유형의 지연이 있다.
  • Latency = propagation delay + transmission delay + queuing delay + processing delay
    
    • propagation delay(전파 지연)
      
      • 거리별, 매체별 영향을 받는다.
    • transmission delay(전송 지연)
      
      • 첫 비트가 나가고 마지막 비트가 나가기까지 시간이다.
      • Bit rate의 영향을 받는다.
      • throughput이 커지면 trasmission이 작아진다.
    • queuing delay(대기열 지연)
      
      • 예측 불가능하다.
      • 버퍼링 느낌이다.
    • processing delay(처리 지연)
    • 무시하는 경향이 크다.
• Bandwidth-Dalay Product (대역폭 지연 곱)
  
  • 대역폭 및 지연은 링크의 두 가지 성능 메트릭이다.
  • 그러나 데이터 통신에서 매우 중요한 것은 대역폭과 지연 두 개의 곱이다.
  • ex. 2.12
    
    • 우리는 파이프의 부피가 대역폭과 지연의 곱을 정의한다고 말할 수 있다.
    • 교수님 : 요즘은 많이 쓰이지 않는다.

• Jitter(지터) - 오늘날 가장 중요하다.
  
  • 서로 다른 데이터 패킷이 서로 다른 지연을 경험하고 수신자 사이트에서 데이터를 사용하는 애플리케이션이 time-sensitive한 경우(예: 오디오 및 비디오 데이터 - interection 하는 것들) Jitter가 문제라고 말할 수 있다.
  • 첫 번째 패킷의 지연이 20ms이고, 두 번째 패킷의 지연이 45ms이고, 세 번째 패킷의 지연이 40ms인 경우, 패킷을 사용하는 실시간 애플리케이션은 Jitter를 지속한다.
    • 1-2 패킷 지연 차(A) : 25 ms
    • 2-3 패킷 지연 차(B) : 5 ms
    • jitter = A - B = 20 ms
    • jitter가 0이라면 1, 2, 3이 동등한 간격으로 도착한 것이다.
    • jitter가 크면 정상 통신이 불가능하다.