[데이터 통신] Physical Layer - Multiplexing / Transmission Media

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

 

▶Multiplexing

• 미디어의 대역폭이 장치의 대역폭 요구보다 클 때마다 링크를 공유할 수 있다.
• 멀티플렉싱은 여러 신호를 동시에 전송할 수 있는 기술 세트이다.
• multiplexed system에서 n 라인은 아래 그림과 같이 하나의 링크의 대역폭을 공유한다.
  
  • 왼쪽의 링크는 전송 스트림을 멀티플렉서로 유도하여 단일 스트림(다대일)으로 결합한다.
  • 수신 측에서, 그 스트림이 디멀티플렉서로 공급되고, 
  • 디멀티플렉서는 스트림을 다시 구성 요소 전송(일대다)으로 분리하여 해당 라인으로 유도한다.

• Frequency-Division Multiplexing(FDM, 주파수 분할 다중화)
  
  • 링크 대역폭(헤르츠)이 함께 전송할 신호의 총 대역폭보다 클 때 적용할 수 있는 아날로그 기법
  • 채널은 신호가 중복되는 것을 방지하기 위해 사용하지 않는 대역폭(가드 밴드)으로 분리할 수 있다.

• Time-Division Multiplexing(TDM, 시분할 다중화)
  
  • 여러 연결이 링크의 고대역 폭을 공유할 수 있도록 하는 디지털 프로세스
  • 각 연결은 링크에서 시간의 일부를 차지한다.

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▶Transmission Media

• 전송 매체는 physical layer 아래에 위치하며 physical layer에 의해 직접 제어된다.
• Guided Media
  
  • 한 장치에서 다른 장치로 도관을 제공하는 가이드 미디어에는 트위스트 페어 케이블, 동축 케이블, 광섬유 케이블이 포함된다.
  • Twisted-Pair Cable
    
    • 두 개의 도체(일반적으로 구리)로 구성되며, 각 도체는 플라스틱 절연체로 함께 트위스트 된다.
    • Unshielded Twisted Pair(UTP) 케이블은 플라스틱 커버가 있는 케이블 와이어 쌍이다.
    • STP(Shielded Twisted Pair) 케이블은 플라스틱 커버 아래에 금속 실드가 있는 한 쌍의 케이블 와이어이다.
  • Coaxial Cable (동축 케이블)
    
    • 동축 케이블은 트위스트 페어 케이블보다 더 높은 주파수 범위의 신호를 전송한다.
    • 동축 케이블에는 중앙 코어가 절연 피복으로 둘러싸여 있다.
  • Fiber-Optic Cable (광섬유 케이블) - 가장 많이 사용된다.
    
    • 광섬유 케이블은 유리나 플라스틱으로 만들어져 빛의 형태로 신호를 전송한다.
    • 물질 속을 이동하는 빛이 다른 물질에 들어가면, 광선은 방향을 바꾼다. (반사를 해서 안에서 맴돈다.)
• Unguided Media : Wireless
  
  • 물리적 도체를 사용하지 않고 전자기파를 Unguided Media 전송이다. (무선 통신)
  • 신호는 일반적으로 빈 공간을 통해 방송되므로 수신할 수 있는 장치를 가진 사람은 누구나 사용할 수 있다.
  • Radio wave, microwave (3 kHz ~ 300 GHz)
  • Infrared wave (300 GHz ~ 400 THz)
  • Visible light (400 THz ~ 900THz)