[네트워크] Chap 3 - Data Transmission

01_Data Transmission(Physical layer)

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transmission medium

• Guided media : 데이터 굴절, 손실 x. 정반사
• Unguided media : 무선 연결. 먼 곳 통신 x

 

 

link

• Direct link : 두 개 사이에 다른 장치 없을 때(amplifier, repeater 제외)
• Point-to-point link : 두 개의 장치 간의 1대1 링크
• Multi-point link : 두 개 이상의 장치 간의 링크(wifi)

 

 

directionality

• Simplex : 단방향. 한 쪽은 transmitter, 다른 한 쪽은 receiver 역할만 한다.
• Half duplex : 두 station이 한 번에 하나씩 전송한다.
• Full duplex : 두 station이 동시에 전송한다.

 

 

 

 

02_Analog, Digital signal

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☾ Analog

infinite, continuous 정보

컴퓨터가 다룰 수 없다.

 

 

 

☾ Analog → Digital

 

 

1. Sampling(time)

몇 초마다 주기적으로 어떤 analog signal을 쓴다.

그 사이의 값은 사용하지 않는다.

특정 간격으로 자르면 원래 신호로 거의 완벽하게 복구 가능하다.

sampling rate ↑ 더 촘촘하다.

 

 

2. Quantization(value)

값의 단위(레벨)을 적당히 쪼개고 가장 가까운 값으로 근사치 구한다.

더 잘게 쪼갤수록 원래 신호에 가까워진다.

 

• Compact Disk(CD)

압축 안 된 상태로 74분 오디오 저장

16bit(Quantization), 44056Hz(Sampling)

 

 

Sine wave

가장 기본적인 주기 신호

• A : 진폭(그래프 위아래)
• f : 주기(그래프 촘촘)
• ϕ : 위상(그래프 시작점)

 

 

Fourier Transform

어떤 신호도 다양한 주기의 sine wave로 나타낼 수 있다.

time → frequency로 변환할 수 있다.

• data(정보 전달 단위), transmission(데이터 전달 과정) : digital
• signal(데이터를 보내는 신호), signaling(시그널 전달 과정) : analog

 

 

 

☾ Digital

노이즈에 덜 민감하다.

안정적이고 저렴하다.

신호 감소에 민감하다.(0, 1 사이에 있는 값을 잘못 인식)

 

 

 

☾ transmission impairment

attenuation - value 측면

신호 끊김(빼먹음) - time 측면

노이즈

• analog : signal 자체가 약해짐
• digital : bit error

 

 

attenuation

신호가 전송 매체를 통해 가면서 점차 strength가 낮아지는 것

frequency ↑ 발생 확률 ↑

해결법 : 신호 > 노이즈(amplifier, repeater 사용)

 

 

noise

transimitter와 receiver 사이에 원치 않는 신호가 들어오는 것

• thermal noise : 불가피한 노이즈(화이트 노이즈)
• intermodulation noise : 모듈화 과정에서 생김
• crosstalk : 한 회선에서 다른 회선으로 신호가 누설됨
• impulse noise : 외부 전자기파에 영향받음

 

 

 

 

03_Shannon Capacity Formula

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☾ Shannon Capacity Formula

data rate이 noise, error rate와 연관되어 있다.

 

• signal-to-noise ratio

: SNR ↑ 소리 깔끔

: SNR ↑ 1초에 보낼 수 있는 bit ↑

 

• Theoretical maximum capacity(채널 최대 data rate)

 

 

data rate 결정 요소

• bandwidth : bandwidth ↑ data rate ↑
• transmission impairment : 장애물
• interference : 간섭(다른 주파수와 공유)
• number of receivers : 받는 사람의 수 ↑ data rate ↓