다중화(Multiplexing)란?
- 하나의 통신 회선에 다수의 터미널이 공유할 수 있도록 하는 것
- 장점 : 선로의 공동 이용이 가능하므로 전송 효율이 높아짐
다중화 기법
1. 주파수 분할 다중화(FDM; Frequency-Division Multiplexing)
- 통신 회선에 여러개의 주파수를 보내는 방식 (ex. 라디오, 티비)
- 완충지역 : 주파수대가 비슷하면 혼선이 오기때문에 주파수대를 띄우는 사이 부분
- 공유 회선의 대역폭이 넓어야 한다.
2. 시분할 다중화(TDM; Time-Division Multiplexing)
- 시간을 쪼개서 데이터를 전송하는 방식. 고속 전송에 사용한다.
다중화기(MUX; MultipleXer)란?
- 여러개의 터미널 신호를 하나의 통신 회선을 통해 전송할 수 있도록 하는 장치
- 여러 단말기가 같은 장소에 위치하는 경우, 다중화 기능을 이용하여 전송로의 수를 감소시키기 위해 사용하는 장비
(회선 하나를 가지고 동시에 보내기 위해서 사용한다는 의미)
다중화기의 종류
1. 주파수 분할 다중화기(FDM; Frequency-Division Multiplexer)
: 통신 회선의 주파수를 여러 개로 분할하여 여러 대의 단말기가 동시에 사용할 수 있도록 하는 장치
주파수 분할 다중화기의 특징
- 주파수 대역폭을 작은 대역폭으로 나누어 사용
- 하나의 채널에 주파수 대역별로 전송로가 구성
- 전송하려는 신호의 필요한 대역폭보다 전송매체의 유효대역폭이 클 때 사용
- 주파수 분할은 변복조 기능도 포함하기 때문에 별도의 모뎀을 필요로 하지 않음
- 여러개의 정보 신호를 한 개의 전송선로에서 동시에 전송 가능
- 시분할 다중화 장비에 비해 가격이 쌈
- 가드밴드의 이용으로 채널의 이용률이 낮아짐으로써 시분할 다중화기에 비해 비효율적
- 채널간의 누화 및 상호변조잡음을 막기 위해 완충지역으로 보호대역(가드밴드 Guard Band)이 필요
2. 시분할 다중화기(TDM; Time-Division Multiplexer)
: 통신 회선의 대역폭을 일정한 시간 폭(Time Slot)으로 분할한 것
시분할 다중화기의 특징 : 대역폭의 이용도가 높아 고속 전송에 용이
동기식 시분할 다중화기와 비동기식 시분할 다중화기가 있다.
- 동기식 시분할 다중화기(STDM; Synchronous TDM)
: 전송 매체상의 전송 프레임마다 해당 채널의 타임 슬롯이 고정적으로 할당 되는 다중화 방식
타임 슬롯을 고정적으로 할당하여 타임슬롯이 낭비될 수 있다.
쉽게말해 데이터가 보낼게 있든 없음 일정하게 나눠서 보냄(비효율적이다)
- 비동기식(통계적) 시분할 다중화기(ATDM; Asynchronous TDM)
: 사용자의 요구에 따라 타임 슬롯을 동적으로 할당하여 데이터를 전송하는 다중화 방식
실제로 전송할 데이터가 있는 단말장치에만 타임 슬롯을 할당함으로써 전송 효율과 속도를 높임
제어 회로가 복잡함
3. 집중화기(Concentrator)
: 여러 개의 채널을 몇 개의 소수 회선을 공유화 시키는 장치
한개의 데이터를 집중해서 보내고 그동안 다른 데이터를 버퍼링에 저장해둔다.
* 다중화기와 집중화기의 차이점
: 다중화기의 경우 A, B, C가 동시에 파일을 보내려고 할때 A+B+C보다 대역폭이 커야 하지만 집중화기의 경우
A+B+C가 대역폭보다 커도 된다. 회선의 성능이 좋을때는 다중화기를 사용하지만 그렇지 않을때는 집중화기를 사용한다.
DTE/DCE 접속 규격
접속 규격 표준안
1. ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication)
: 국제전기통신연합 전기통신 표준화 부문
① V시리즈
- 공중전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE/DCE(MODEM) 접속 규격
- V.24 : DTE/DCE가 데이터를 보내기/받기를 위한 기능적, 절차적 조건에 대한 규정
- V.28 : 전기적 조건에 대한 규정
② X시리즈
- 공중데이터 교환망(PSDN)을 통한 DTE/DEC(DSU, CSU) 접속 규격
- X.20 : 비동기식 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격
- X.21 : 동기식 접속을 위한 DTE/DCE 접속 규격
- X.25 : 패킷 전송(패킷 교환망과 접속하기위한)을 위한 DTE/DCE 접속 규격
* 대표적인 패킷교환망은 인터넷이다.
2. EIA(Electronic Industries Association)
: 전자공업협회
① RS-232C
- 공중전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격
- ITU-T의 V.24를 가져와 RS-232C를 만듬
- 데이터 회선종단장치(신호변환장치, DCE)와 단말장치(터미널, DTE)사이의 물리적, 전기적 접속규격
- 25핀(PIN)으로 구성된 커넥터 (주로 9핀과 15핀 사용, 기본은 25핀)
각 핀으로 무엇을 보낼 것이냐에 대한 규약 (2번핀은 송신을 담당, 3번핀은 수신을 담당)
* 주요 핀의 기능
RTS(Request To Send) : 송신요청
CTS(Clear To Send) : 송신 준비 완료
통신 제어 장치(CCU; Communication Control Unit)란?
: 통신에 관련된 모든 사항을 제어하는 장치, 데이터 전송회선(DCE)과 컴퓨터(DCE)를 연결 하는 장치
통신 제어 장치의 기능
- 전송 제어 : 통신의 시작과 종료 제어, 송신권 제어, 교환, 분기(보내고 받는거에 대한 제어)
- 동기 제어 : 통신회선의 전송속도와 중앙처리장치의 처리속도 사이에서 조정 수행(타이밍, 속도 제어)
- 오류 제어 : 데이터 전송 중 오류 검출 및 정정을 수행
- 흐름 제어
통신 제어 장치의 분류
: 쉽게말해 통신간의 속도차이 때문에 생기는 버퍼링을 제어하는 장치라고 보면된다.
통신 제어 장치 내부에 들어가 있는 버퍼 메모리의 크기라고 보면 된다.
- 비트버퍼
- 문자버퍼
- 블록 버퍼
- 메시지 버퍼
데이터 전송회선(신호 변환 장치 DCE + 통신 회선)란?
: 전송 신호를 송, 수신하기 위한 통로를 말한다.
신호 변환장치(DCE; Data Circuit Equipment)란?
- 단말 장치와 통신 회선사이에 신호를 변환 시켜주는 장치
- 컴퓨터나 단말장치의 데이터를 통신회선에 적합한 신호로 변경하는 장치
통신 회선(cable)이란?
: 데이터가 실질적으로 전송되는 선로
신호 변환장치의 종류
1. 전화기
- 송화기 : 인간의 음성 신호(에너지)를 전기 신호(에너지)로 바꿔주는 장치
- 수화기 : 전기 신호(에너지)를 음성 신호(에너지)로 변환해 주는 장치
2. 모뎀(MODEM; 변조 + 복조)
- 디지털 신호를 전송 가능한 아날로그 신호로 변조해주는 장치
* 아날로그를 전송 가능한 아날로그 신호로 변경해주는 장치가 아님
- 공중전화통신망(PSTN)에 컴퓨터나 단말기를 접속하기 위해 필요한 장치
- 모뎀의 기능 : 변, 복조기능 / 데이터 통신 및 속도 제어
- 널(Null) 모뎀 : 터미널과 컴퓨터를 직접 연결하는 모뎀
3. 코덱(CODEC)
- 사운드 카드에 들어간 장치(ex. 핸드폰), 모뎀과 반대이다.
- 아날로그 신호(음성)를 전송하기 위해 디지털 신호 형태로 변경하는 장치
4. DSU(Digital Service Unit)/CSU
- 컴퓨터에서 나온 디지털 신호를 전송 가능한 디지털 신호로 변조
(단극성 디지털 신호를 멀리까지 전송하기위해 양극성 디지털 신호로 변조)
단말 장치(DTE; Data Terminal Equipment)란?
: 입출력 제어 및 송, 수신 제어기능 수행
- 통신 시스템과 사용자의 접점(끝점의 위치)에 위치하여 데이터를 입력하거나 처리된 결과를 출력하는 기능을 하는 장치
- 전화기, FAX, 휴대폰, 리모콘, 컴퓨터 등 다양함
단말 장치의 기능
1. 입출력기능
2. 전송 제어 기능
- 입출력 제어 기능(데이터가 단말기로 들어가고 나오는 개념)
- 회선 제어 기능(송수신 제어 기능, 에러 제어 기능)
- 회선 접속 기능
3. 기억기능
단말 장치의 분류
1. 범용단말장치
2. 전용단말장치 : 은행용, 증권, 교통용, 교육용 등
3. 복합 단말 장치
- 지능(Intelligent)형 단말기 - 처리능력
- 리모트 배치 터미널(Remote Batch Terminal) - 원거리에서 일괄 처리하는 단말기
처리기와 메모리의 유무에 따른 분류
1. 지능형(Intelligent) - 프로그램이 내장되어 단독으로 업무처리 가능, 스마트단말장치라고도 함
2. 비지능형(Non-Intelligent) - 단독으로 업무처리 능력이 없음, 더미(Dummy) 단말 장치라고도 함
데이터 통신 시스템(Data Communication System)의 정의
: 데이터의 전송을 담당하는 데이터 전송계와 데이터의 처리를 담당하는 데이터 처리계로 구분된다.
데이터 통신 시스템의 기본 구성 요소
- 데이터 전송계 : 정보 전송을 담당
종류 : 단말장치, 데이터 전송회선, 통신제어장치
- 데이터 처리계 : 정보의 가공, 처리, 저장 등을 담당
종류 : 컴퓨터 시스템
데이터 통신 시스템의 특징
- 고속, 고품질의 통신 서비스 제공
- 고성능의 에러 제어 방식을 사용하여 시스템 신뢰도가 높음
- 거리와 시간의 한계 극복
- 대형 컴퓨터의 공동 이용
- 대용량 파일의 공동 이용
- 분산 처리 방법 활용
- 원격지의 정보처리기기 사이의 효율적 정보교환
- 정보통신망의 초고속화 및 글 로벌화
* 데이터 송수신 과정
단말장치(DTE) → 모뎀(DCE;신호변환 장치) → 통신회선 → 모뎀(DCE) → 컴퓨터(DTE)
데이터통신시스템의 3가지 구성요소
: 단말장치, 전송장치, 통신 제어장치(컴퓨터)
데이터 통신 시스템의 발달 과정
1. SAGE(Semi-Automatic Ground Environment)
: 미 공군에 설치된 반자동 방공 시스템. 최초의 데이터 통신 시스템
2. ARPANET(Advanced Research Project Agency Network)
: 1969년 미 국방성에 설치한 최초의 유선 패킷 교환 시스템. 인터넷의 효시
3. ALOHA(Additive Links On-line Hawaii Area)
: 최초의 패킷 전송 방식을 적용한 통신 시스템
데이터 통신 시스템의 처리 형태
1. 오프라인 시스템(Off-line System)
: 단말 장치와 컴퓨터가 통신회선으로 직접 연결되있지 않은 형태
2. 온라인 시스템(On-line System)
: 단말 장치와 컴퓨터가 통신 회선으로 직접 연결 되어 있는 형태
- 실시간(real-time)처리에 이용
- 데이터 발생지의 단말기가 원격지에 설치된 컴퓨터와 통신회선을 통해 직접 연결
- 데이터의 전송과 처리과정에 사람이 개입되지 않음
- 통신제어장치는 시분할 처리방식을 사용
- 은행 업무 및 좌석 예약 등에 주로 이용
3. 일괄 처리 시스템(batch Processing System)
: 정보나 데이터를 일정 기간 또는 일정 단위로 묶어서 한번에 처리하는 방식
4. 실시간 처리(Real Time Processing System)
: 데이터가 발생한 시점 즉석에서 그 결과를 데이터가 발생한 곳으로 되돌려 보내는 방식
5. 시분할 처리(Time Sharing System)
: 하나의 컴퓨터를 여러 개의 단말기가 정해진 시간동안 번갈아 가며 공동으로 사용하도록 하는 방식
통신제어 프로그램(통신 소프트웨어, Communication Control Program)
: 컴퓨터와 단말 장치 간에 데이터를 송, 수신하기 위해 사용되는 프로그램의 총칭
통신제어 프로그램의 기능
- 데이터 송수신
- 통신 하드웨어 제어
- 이용자 인터페이스 제어
- File 관리 및 Recovery 기능
- Hardware와의 Interface 기능
- 데이터 입, 출력 제어 기능
- 데이터 버퍼링 기능
- 오류 처리 기능
- 암호화 기능은 통신 제어 장치의 기능이 아니다
정보통신망(Information Communication Network)란?
: 정보의 전달체계를 말한다.
정보통신망의 3대 동작
- 전달 기능
- 신호 기능
- 제어 기능
정보통신망의 3대 구성 요소
- 단말장치
- 교환장치
- 전송 장치
정보통신(Information Communication)의 정의
- 컴퓨터와 통신 기술의 결합에 의하여 통신처리기능은 물론이고, 정보처리기능에 정보의 변환, 제작과정이
추가된 형태의 통신
- 정보처리가 가능한 기계와 기계간에 전기적인 통신회선을 통해 정보를 송, 수신하는 통신
데이터 통신(Data Communication)의 정의
- 디지털 신호형태로 표현 정보를 송수신하는 통신 (아날로그적은 데이터 통신이 아니다)
정보통신과 데이터 통신의 차이
: 정보통신은 상호 간에 정보를 교환하는 모든행위를 일컫는 반면 데이터 통신은 컴퓨터에서 처리된 데이터를
디지털 형태 로 변형하여 정보를 송, 수신하는 것을 의미한다. (정보통신은 데이터 통신을 포함한다)
통신 구성의 3요소
1. 정보를 보내는 장소(Source), 정보원
↓
2. 전송 매체(Transmission Media)
↓
3. 정보를 수신하는 장소(Destination), 정보 목적지, 정보처리원