* 틀린 내용이 있다면 알려주세요! 개인 공부 목적으로 전공 복습/예습을 위해 쓰는 글이라 틀린 부분이 있을 수 있습니다. 틀린 내용을 알려주시면 제게도 도움이 됩니다 :)
* 해외 대학을 재학 중이기 때문에 영어 사용이 조금 많을 수 있지만 최대한 한국어로 번역하려 노력중입니다.
* 효율적인 타이핑을 위해 "~이다" 의 문체를 사용합니다. 양해 부탁드립니다!
이번 글은 지난번 글에서 설명을 건너뛰었던 통신채널 케이블에 관한 글입니다.
1.1-2 통신 채널 Communication Channels
채널은 송신기와 리시버 사이를 이어주는 역할을 가지고 있다.
통신에서 전송 매체(transmission media) 는 크게 두 종류로 나뉜다:
- 안내 미디어(guided media): 유선(wired)이며 신호는 케이블을 통해 전달된다.
- 비안내 미디어(unguided media): 라디오(radio) 신호로 케이블같은 매체를 통해 전달되는 것이 아니라 자유롭게 전달된다(free space). 예시로 와이파이가 있다.
안내 미디어의 예시는 여러 가지가 있는데, 그중 대표적인 것들을 알아보자.
1. 꼬인 선 케이블 (Twisted-pair cable)
트위스티드 페어, 혹은 꼬인 선 케이블로 불리는 케이블은 두 개의 도선이 (주로 구리를 사용한다) 아래의 그림과 같이 꼬여 있는 형태이고 주로 이더넷(ethernet) 네트워크나 통화(telephone) 네트워크에 사용된다.
*이더넷은 근거리의 유선 네트워크 통신기술입니다.
이렇게 꼬임이 있는 것에는 이유가 있는데, 그건 크로스토크(crostalk) 와 노이즈(noise) 를 줄이기 위함이다.
크로스토크는 누화로도 불리는데, 이것은 가까이 있는 도선으로부터 원하지 않는 전하 커플링, 유도 커플링, 저항 커플링 등의 효과로 인해 채널의 신호에 영향을 끼치는 것이다.
(꼬인 선이 크로스토크를 줄이는 원리는 electromagnetic interference랑 유도 전류와 관련이 있을 것 같은데.. 나중에 더 찾아보고 적어보겠습니다. 지금으로써 대충 생각나는건 전류가 와이어에 흐를 때 자기장을 형성하고 자기장은 유도 전류를 발생시킬 수 있으니 선 두개가 함께 있을 경우 서로 간섭이 생길 텐데, 선을 꼬면 플럭스(flux) 방향이 변하니까 자기장도 방향이 변해서 그런 것 같습니다)
트위스티드 케이블은 크게 쉴드(shield) 가 있는 것, 없는 것으로 나뉜다.
쉴드는 노이즈 등 여러 잡음 신호로부터 데이터를 보호하기 위해 있는 보호장치이다.
- STP 케이블 (Shielded Twisted-pair): 도선을 쉴드로 보호하며 외부 노이즈 차단과 전기신호의 interference 를 줄인다. UTP 케이블보다 가격이 더 비싸다.
- UTP 케이블 (Unshielded Twisted-pair): 쉴드로 보호되지 않은 트위스티드 페어 케이블이다.
2. 동축 케이블 (Coaxial cable)
동축 케이블은 중심의 전도체가 하나의 도선으로 (주로 구리를 사용) 지나가고 그 바깥은 또 다른 전도체가 감싸고 있는 형태이다. 그리고 이 두 전도체는 유전체 절연 재료 (dielectric insulating material) 로 분리되어 있다.
꼬인 선 케이블과 비교했을 때, 동축 케이블은 크로스토크와 간섭의 영향을 매우 적게 받고 대역폭(bandwidth) 또한 매우 넓은데, (~100MHz) 하지만 신호의 감쇠 또한 크다.
주로 TV, 그리고 지역 네트워크(local area network) 에 사용된다.
3. 광섬유 케이블 (Fibre-optic cable)
광섬유 케이블은 코어로 광섬유를 사용해 이것의 주위를 클래딩으로 감싼 형태이다.
이 케이블은 빛의 특성을 사용한 것인데, 빛은 하나의 일정한 물질을 지나갈 때 항상 한 방향으로 움직이고, 다른 물질에 들어 가면 (다른 물질 혹은 다른 밀도를 가진 것을 통과 할 때) 그 방향을 바꾼다. (굴절)
그래서 아래와 같은 원리로 신호가 전달될 수 있다:
광섬유 케이블의 장점은 대역폭이 크고, 전송 손실이 적으며 전자기장 간섭에서 비교적 자유로운 편이다.
그리고 케이블 무게 또한 가볍고 유연하다.
광섬유는 주로 주요 통신 네트워크에 사용되는데, 아주 먼 거리를 거의 에러가 없이 전송을 할 수 있기 때문이다.
지난 글 [1.1] 디지털 커뮤니케이션: 정보 송신 수신, 채널, 모듈레이션 (변조/복조), 그리고 오늘 글에서 정보 송신과 수신에 대한 간단한 개념들을 정리해보았는데, 다음 글은 시그널/신호 에 대해 자세히 설명하겠습니다.
신호의 다양한 형태와 종류, 그리고 어떻게 신호들이 주파수 영역에서 나타내질 수 있는지, 그리고 푸리에 변환이 살짝 사용될 것 같습니다.
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