[데이터통신] 6. 대역폭 활용

 

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[데이터통신] 5. 아날로그 전송

 

 

[1] 다중화

- 단일 링크를 통해 여러 신호를 동시에 전송하도록 하는 기술

- 채널을 효율적으로 사용할 수 있음

 

* 주파수 분할 다중화 (FDM, Frequency-Division-Multiplexing) : 각 송신 신호를 서로 다른 반송주파수로 변조한 수 합쳐서 전송

 

예제 2

각각 100kHz 대역폭을 갖는 5개의 채널을 다중화하여 전송한다 . 만일 서로 간섭을 피하기 위해서 채널 사이에 10kHz 보호대역이 필요하다면 최소 얼마만큼의 대역폭이 필요한가 ?

풀이.

• 5개 채널의 간섭을 피하기 위하여 최소 4개의 보호대역이 필요함

• 필요한 총 대역폭 = 5*100kHz + 4*10kHz = 540kHz

 

예제 3

4개의 디지털 채널이 1MHz 의 채널을 사용하는 위성을 사용하여 각각 1Mbps 의 전송속도로 전송한다 . FDM 을 사용하여 적절한 시스템을 설계하라.

풀이.

• 1MHz 를 4개의 250kHz 채널로 나눔 (보호대역은 무시 )

• 1Mbps 의 디지털 데이터를 250kHz 아날로그 채널로 전송하기 위해서 16 -QAM 을 사용함

(16 -QAM : 하나의 신호 요소당 4개의 데이터 요소를 전달 )

 

* 파장분할다중화(WDM, Wavelength-Division Multiplexing)

- 이론적으로 프리즘의 원리를 이용하여 파장별로 분리하여 다중화

 

* 시분할 다중화 (TDM, Time Division Multiplexing)

- 여러 개의 저속 채널이 하나의 고속 채널을 공유하기 위하여 시간을 분할하여 사용하는 디지털 다중화 기술

- 타임슬롯 (time slot) / 프레임 (frame)

  -> 동기식 TDM 에서는 각 연결의 데이터 흐름을 각 단위 별로 나눔

  -> 다중화기는 각 연결로부터 한 단위씩 합해서 하나의 타임슬롯을 구성

  -> 링크의 전송율은 N배 빠르고 , 단위 기간은 N배 짧음 : 한 단위의 크기는 1비트부터 임의의 여러 비트까지 가능함

  -> N개의 연결을 다중화하면 한 프레임은 N개의 타임슬롯으로 구성

 

예제1. 3개의 입력이 TDM 다중화기에 연결되었고 , 각 입력 연결의 데이터 전송율이 1kbps 이다 . 한번에 1비트씩 다중화된다고 하면 입력 타임슬롯 , 출력 타임슬롯 , 프레임의 기간 , 그리고 링크의 전송율은 얼마인가 ?

풀이.

입력 타임슬롯 = 1비트의 기간 = 1/1kbps 1ms 

출력 타임슬롯 = (입력 타임슬롯 )/3 = 1/3ms = 0.333ms 

프레임 기간 = 3* 1/3ms = 1ms

링크 전송율 = 입력연결의 3배 = 3kbps

 

예제 2.

각 매초 250 개의 문자를 생산하는 4개의 채널이 있다 . 각 단위는 1개의 문자이고 , 1비트의 동기화 비트가 각 프레임에 추가된다 . 각 채널의 데이터 전송율 , 프레임의 기간 , 각 프레임의 비트수 , 링크의 전송율을 구하라.

풀이.

각 채널의 데이터 전송율 = 250 X 8 = 2 kbps (왜 8일까..?)

문자의 기간 = 1/250 s = 4ms = 프레임 기간

프레임의 비트수 = 4 개 문자 + 1 비트 = 4 X 8 + 1 = 33bits 

링크 전송율 = 33 bits/frame X 250 frames/s 8250 bps = 33 bits/frame X 250 frames/s 8250 bps = 33 bits/frame X 250 frames/s 8250 bps = 33 bits/frame X 250 frames/s = 8250 bps

 

 

 

[2] 대역 확산 방식