1 목포해양대해양컴퓨터공학과 전송매체 컴퓨터네트워크보충자료
2 목포해양대해양컴퓨터공학과 전자기스펙트럼 현재의기술로전자기스펙트럼의일부만을통신에이용 이용할수있는전송매체도일부에국한 음성대역 금속케이블 무선주파수 공기 가시광선 - 광섬유케이블
3 목포해양대해양컴퓨터공학과 전송매체의분류 유도매체 (guided media) 물리적도선을이용하여전자기신호전송 꼬임쌍선케이블, 동축케이블, 광섬유케이블 비유도매체 (unguided media/wireless) RF
4 목포해양대해양컴퓨터공학과 유도매체 매체의물리적제한에따라전송방향이설정되고적재
5 목포해양대해양컴퓨터공학과 꼬임쌍선케이블 (twisted-pair cable)(1) 비차폐꼬임쌍선 (UTP: unshielded) 케이블 가장일반적인형태 플라스틱절연체를입힌 2개의도선으로구성
6 목포해양대해양컴퓨터공학과 꼬임쌍선케이블 (twisted-pair cable)(2) 꼬임의효과
7 목포해양대해양컴퓨터공학과 꼬임쌍선케이블 (twisted-pair cable)(3) 범주 (Category) Category 1 전화시스템의기본적인꼬임쌍선 음성에는우수하나저속데이터통신만가능 Category 2 음성및 4Mbps 까지의디지털데이터전송 Category 3 피트당 3 번이상꼬임이있어야함 10Mbps 까지의디지털데이터전송에사용 현재의전화시스템의표준케이블 Category 4 16Mbps 까지의디지털데이터전송에사용 Category 5 100Mbps 까지의디지털데이터전송에사용
8 목포해양대해양컴퓨터공학과 UTP 커넥터 (connector) RJ45 가장일반적인커넥터
9 목포해양대해양컴퓨터공학과 차폐꼬임쌍선케이블 (STP: shielded twisted-pair) 각각의절연된도선쌍을덮고있는금속박이나망사형피복 전자기잡음의침투를막고혼선 (crosstalk) 현상제거 차폐는반드시접지되어야한다.
동축케이블 (coaxial cable)(1) 꼬임쌍선보다더높은주파수영역의신호전송 10
동축케이블 (coaxial cable)(2) 동축케이블의표준 RG(radio government) 등급에의해분류 내부도선의전선규격, 내부절연체의두꼐와종류, 차폐의구성및외피의크기등으로명시 RG-8, RG-9, RG-11 : 굵은이더넷 RG-58 : 얇은이더넷 RG-59 : TV 11
동축케이블커넥터 BNC(bayonet network connector) 끼워넣은다음 90도비틀어서고정 T-커넥터 종료기 (terminator) 12
광섬유 (optical fiber) 빛의형태로신호를전송 빛의성질 속도 : 300000km/sec 매체가조밀할수록속도는감소 굴절 : 빛이다른물질로들어갈때속도가급격히변하고방향의전환이야기 임계각 반사 : 입사각이임계각보다큰경우반사가일어나서빛이낮은밀도의매체를통과하지않는다 빛의반사를이용 13
광섬유의전파방식 (1) 다중모드 광원으로부터나온여러개의광선이중심부에서서로다른경로를가지고이동 단계지수 (step-index) 등급지수 (graded-index) 단일모드 14
광섬유의전파방식 (2) 15
광섬유크기 중심부의직경과피복의직경의비율로정의 마이크론단위 Fiber Type Core Cladding 62.5/125 62.5 125 50/125 50 125 100/140 100 140 8.3/125 8.3 125 16
케이블구성 17
광원과감광성소자 송신단 : 광원 발광다이오드 (LED : light-emitting diode) 가격은저렴 제어할수없는각도로채널경계면에도달하고, 거리가길어짐에따라빛이분산 단거리용으로제약 주사레이저다이오드 (ILD : injection laser diode) 입사각을제어하여매우좁은영역으로빛집중가능 상당한거리에서신호의특성유지 수신단 : 감광성소자 ( 광전다이오드 ) 18
광섬유의장단점 장점 잡음에대한저항성 낮은신호감쇠 높은대역폭 단점 현재전송률과대역폭은매체가아닌신호발생및수신기술에제한 가격 설치, 유지및보수 부서지기쉬움 19
비유도매체 무선주파수할당 20
전파의유형 21
대류권과전리층 대류권 지구표면으로부터약 50km 바깥쪽까지확장된대기의부분 전리층 대류권위쪽부터우주공간까지 22
전파 (1) 지표면전파 낮은주파수대역 전송안테나로부터지표의굴곡을따라이동 전파거리는신호의전력량에비례 바닷물속에서도가능 대류권전파 안테나에서안테나로전파 가시선이내거리에송수신기배치 대류권상층에서반사되어안테나에도달 23
전파 (2) 전리층전파 전리층에서반사되어지상에도달 낮은출력으로원거리전파가능 가시선전파 초단파신호가안테나에서안테나로직접전송 안테나가마주보고있어야하고, 충분히높거나가까워야가능 우주공간전파 위성을이용한전파 24
특정신호의전파 (1) VLF(very low frequency) 초저주파 지표면전파 대기잡음 ( 열, 전기 ) 에민감 장거리무선항해, 해저통신에이용 LF(low frequency) 저주파 지표면전파 장거리무선항해, 무선등대, 항해위치확인기 감쇠현상이낮에더심하다. 25
특정신호의전파 (2) MF(middle frequency) 중파 대류권전파 낮에신호의흡수가증가 제어를편하게하기위하여가시선안테나에의지 AM 라디오, 해상라디오, 무선방향탐지, 긴급구조주파수 HF(high frequency) 고주파 전리층전파 아마추어무선라디오, 민간용방송, 국제방송, 군사통신, 장거리항공기와해상통신, 전화, 전보, 팩스 26
특정신호의전파 (3) VHF(very high frequency) 초단파 가시선전파이용 VHF TV, FM 라디오, 항공, AM 라디오, 항공항해보조 UHF(ultrahigh frequency) 극초단파 가시선전파 UHF TV, 이동전화, 셀방식라디오, 페이징, 마이크로파링크 27
특정신호의전파 (4) SHF(superhigh frequency) 초고주파 가시선전파혹은우주공간전파이용 지상파위성마이크로파, 레이더통신 EHF(extremely high frequency) 극초고주파 우주공간전파이용 과학용, 레이더, 위성, 실험용통신 28
지상마이크로파통신 (1) 가시선전송 도달거리는안테나높이에의해결정 양방향통신을위해서 2개의채널필요 각각의송신기, 수신기필요 중계기 (repeater) 수신된신호를전송할수있는형태로변환하여재전송 29
지상마이크로파통신 (2) 안테나 포물선접시안테나 혼안테나 30
위성통신 (1) 위성통신의원리 31
위성통신 (2) 정지궤도위성 지구표면 35,000km 상공에위치 지구자전속도와같은각속도로이동 32
위성통신 (3) 주파수대역 Band Down link Up link C 3.7 ~ 4.2 GHz 5.925 ~ 6.425 GHz Ku 11.7 ~ 12.2 GHz 14 ~ 14.5 GHz Ka 17.7 ~ 21 GHz 27.5 ~ 31 GHz 33
전송장애 (1) 감쇄 (attenuation) 매체를통해이동해갈때매체의저항을이겨내기위해약간의에너지가손실 신호를증폭시키기위한증폭기필요 34
전송장애 (2) 데시벨 (db) 신호의손실된길이나획득한길이를나타내기위한개념 신호가감쇄되면음수, 증폭되면양수 db = 10 log 10 (P 2 /P 1 ) 전력이 ½ 이되는경우 db = 10 log 10 (0.5) = 10(-0.3) = -3dB 전력이 10 배이되는경우 db = 10 log 10 (10) = 101) = 10dB 35
전송장애 (3) 일그러짐 (distortion) 신호의모양이나형태가변하는것 반대되는신호를만들거나다른주파수의신호를만든다 각신호요소가다른지연을가질때나타난다 잡음 (noise) 열잡음, 유도된잡음, 혼선, 충격잡음등외부요인 36
전송매체의비교 (1) 비교요소 비용 재료비용 + 설치 / 유지비용 속도 초당최대비트수 주파수와매체나전송장비의물리적크기, 도선의조건에따라다르다 감쇠 거리에따라약해지거나왜곡되는전자기신호의경향 전자기간섭 (EMI:electromagnetic interference) 정전기 ( 음향 ), 눈내림현상 ( 화상 ) 보안 도청가능성 37
전송매체의비교 (2) Medium Cost Speed Attenuation EMI Security UTP low 1 ~ 100 Mbps high high low STP moderate 1 ~ 150 Mbps high moderate low Coax moderate 1Mbps ~ 1Gbps moderate moderate low Optical fiber high 10Mbps ~ 2Gbps low low high Radio moderate 1 ~ 10Mbps low~high high low Microwave high 1Mbps ~ 10Gbps variable high moderate Satellite high 1Mbps ~ 10Gbps variable high moderate 38
연습문제 유도매체와비유도매체를비교설명하시오. 꼬임쌍선을쓰는이유를설명하시오. 광섬유가꼬임쌍선이나동축케이블보다좋은점을설명하시오. 무선통신의주파수범위를설명하시오. 정지궤도위성과다른위성들에대해설명하시오. 전송장애의세가지형태를들고각각설명하시오. 데시벨에대해설명하시오. 전리층전파의원리에대해설명하시오. 39