자격증 개요및 정보통신 기초 이론

핵심

정보통신의 개념과 네트워크의 분류
데이터와 신호간 변환기술
채널용량과 정보통신의 표준화

정보통신의 개념

정보통신 기술은,

정보 기술과 통신 기술의 결합체.
정보 처리와 정보 전송의 결합체.
기계(데이터를 발생하는 터미널과 데이터를 처리하는 컴퓨터)에 의하여 처리된 정보의 전송기술.
멀리 떨어져 있는 입출력 장치와 컴퓨터를 통신 회선(통신망, 네트웍)으로 연결하여 넓은 범위의 데이터를 처리해서 보내는 기술.

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정보 통신 시스템 구성도

정보 통신 시스템의 구성요소

단말장치(terminal): 데이터 통신 시스템(정보통신 시스템)에서 최종적으로 데이터를 송신하거나 수신하는 기능의 장치, 데이터 발생시킴.

데이터 전송회선: 단말 장치로부터 통신 제어 장치까지의 데이터 전송로로서 신호변환장치와 통신 회선으로 구성.

신호 변환 장치: 단말 장치의 데이터를 통신 회선에 보내기 위한 신호로 변환.

통신 회선: 단말 장치와 컴퓨터를 연결하는 물리적 통신로인 전송 매체. <-- 통신망(네트웍) 부분에 해당됨. 예, 유무선 전송로. 통신 제어 장치(CCU Communication Control Unit): 단말 장치와의 통신에서 컴퓨터 측의 통신용 제어기능을 수행. <-- 호스트 컴퓨터에 접속이 되어있는 장치임.

※ 네트웍은 사용목적과 구성에 따라서 분류할 수 있다.

네트웍의 분류

공중망(Public Network): 통신 사업자가 구축해서 일반 가입자에게 서비스하는 네트웍.

사설망(Private Network): 일반 기관, 회사에서 자기들의 목적을 위해 구축한 망. 예, 경찰청, 공항 등.

교환망(Switched Network): 교환기를 이용해서 통신과 수신 사이에 접속이 이루어짐.

방송망(Broadcast Network): 티비 처럼 단방향임(일방적).

근거리 통신망(Local Area Network): 반경 약 2km 내외의 지역에 있는 단말기들을 연결(회사, 가정)

대도시 통신망(Metropolitan Area Network): 하나의 도시에 있는 단말기들을 연결(케이블 티비망)

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원거리 통신망(Wide Area Network): 전화 서비스를 제공하는 통신 사업자들이 구축해놓은 광역의 통신망.

물리 계층을 이용해 데이터를 보낼 때 회선을 접속하는데 회선 접속 위해서는 MAC(Media Acess Control) 프로토콜이 필요함.
LLC(Logical Link Control) 계층은 하위의 물리계층이나 MAC 에 상관없이 상위 네트워크 계층이 통신 서비스를 제공할 수 있도록 하는 중요 역할을 함.

LAN, MAN의 계층

OSI 모델의 계층 1~2에 해당.
MAC 부계층
전송 매체에의 접근 제어(채널을 획득하는 통신 프로토콜 계층)
LLC 부계층
MAC 의 상위계층에 속하는 통신 프로토콜 계층.
에러 및 흐름 제어
LAN의 물리적 구조에 무관하게 상위 계층에 동일한 서비스 제공. --> 통신로가 무선이든 유선이든 상관없이. 동축케이블이나 광케이블(물리 매체)에 상관없이.

대표적인 LAN 구조

CSMA/CD(IEEE 802.3 스펙으로 표준화됨)
이더넷에서 사용하는 MAC 계층의 프로토콜.
통신선로 입장에서는 한번에 한 컴퓨터만 데이터를 보내는 것임.
Token Ring(IEEE 802.5): 랜 구조가 원형 구조.

WAN <-- 전화망

PDN(Private Data Network, 사설 데이터 망)에서 발전.
원거리의 단말기들간에 데이터 통신 -> 시외전화 할 때처럼 내 전화와 상대의 전화 사이에 WAN이 구축이 되어있음.
X, I series 권고안 <-- 국제적으로 표준화가 되어있는 기술을 이용해 장비를 개발함.

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공중통신망 구성도

A,B.. 교환기: 한통, 데이콤등 통신사업자 건물에 설치되어있음.
통신장비: 전화나 컴 같은 단말기.
단말기가 교환기를 통해(교환기의 교환기능) 상대편과 통신함.

※ 정보가 네트웍에 전송되기 위해서는 신호로 변환 되어야한다.

정보를 신호로 변환하는 방법을 알아보자.

정보와 신호 변환

Data(정보)와 Signal(심볼)의 구분

Data: 정보원(통신 단말)이 전달하고자 하는 내용이나 사실.
Signal: 일정한 부호를 이용하여 멀리 떨어져 있는 송수신단 사이에 통신이 가능하도록 한다.
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data가 변환된 형태 -> 데이터가 네트웍에 전송되기 위해서 변환된 형태.

정보원과 수신원은 단말기.
정보를 네트웍으로 전송하기 위해서는 DC(회선 종단장치)에서 데이터가 신호로 변환된다.
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변환 방식
부호기: 송신부
디지털: 네트웍
복호기: 수신부
t: 시간
x(t): 신호의 진폭 크기
디지털 또는 아날로그형태의 데이터를 네트웍으로 전송하려면 신호로 변환되는데 디지털 또는 아날로그가 디지털 신호로 변화하는 개념을 설명하는 그림.
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복호기에서 네트웍에서 전송된 신호를 다시 데이터로 변환해서 단말기가 수신.
네트웍에 전송되는 신호가 아날로그 형태임.
변조기, 복조기 <?모뎀.
변조는 말을 하거나 카셋트 등의 소리를 듣는데 그런 부분들을 전송시는 대역폭(신호가 차지하는 주파수 폭)이 동일하다.
따라서, 단일 매체에 전송시는 충돌이 일어난다.
이런 부분들을 주파수가 따른 즉, 반송파를 다르게 해서 전송한다.
티비 방송 수신시 채널을 마추는게 fc 라는 반송파의 주파수를 변경하는 것이다.

아날로그 변조방식(Analog data -> Analog Signal)

1. 진폭 변조(AM: Amplitude Modulation) <-- 반송파의 진폭을 바꾼다.
2. 주파수 변조(FM: Frequency Modulation) <-- 반송파의 주파수를 바꿔서 보냄.
3. 위상 변조(PM: Phase Modulation) <-- 반송파의 위상을 바꿔서 보냄.

원천 부호화 방식(Analog data -> digital Signal)

1. 파형 부호화(Waveform coding) 유선 통신망서 사용.
2. 보코딩(Vocoding) 무선통신망서 사용.
3. 혼합 부호화(Hybrid coding) 무선 통신망서 사용.

디지털 변조 방식(Digital data -> Analog Signal)

1. 진폭편이 방식(ASK: Amplitude shift keying) 반송파의 진폭을 바꾼다
2. 주파수편이 방식(FSK: Frequency shift keying) 반송파의 주파수를 바꿔서 보냄
3. 위상편이 방식(PSK: Phase shift keying) 반송파의 위상을 바꿔서 보냄.

디지털변환(Digital data -> digital Signal)

1. 단극부호(Unipolar)
2. 양극부호(Polar)
3. 바이폴라부호(Bipolar)

채널용량

어떤 통신로가 주어졌을 때 그 통신로를 통하여 전송할 수 있는 최대의 정보량을 말한다. <-- 도로에 최대속도가 있듯 통신로에도 최대 속도가 있다.
정보를 최대로 보낼 수 있는 용량을 말한다.
정보율을 R(information rate), 채널용량을 C(capacity)라고 할 때, R이 C보다 작다면 부호화 기술(위 4가지 방식)에 의해서 임의의 작은 오류확률에 접근시킬 수 있으며(통신로의 에러를 가급적 적게 만듦) R이 C보다 크다면 부호화 기술을 사용하여도 에러를 피할 수 없음.
채널 용량은 대역폭, 전송속도, 채널상의 잡음의 양, 변조 기법, 부호화 기법 등의 영향을 받음.
대역폭 <-- 도로에도 도로 폭이 있듯 통신로에도 대역폭이 있다.
채널상의 잡음의 양 <-- 도로에도 울퉁불퉁한 장애 요인이 있듯 통신로에도 장애요인인 잡음이 있다.
변조 기법 <-- 아날로그 변조기법 과 디지털 변조기법.
※ 통신용량은 잡음이 있는 채널과 없는 채널에서 계산할 수 있다.

잡음이 없는 채널

1924, 1928년 Nyquist(나이키스트)가 연구.
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대역폭 W의 채널은 매초당 2W의 심벌(신호)을 전송할 수 있다.
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2진 신호를 4,800 bpss로 전송하는데 필요한 주파수 대역폭은?
아날로그 전송에서는 전송로의 주파수 대역에 의해 전송속도가 결정되어 고속의 전송속도를 얻기 어렵다.

잡음이 있는 채널

Shannon(섀논)이 연구.
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채널용량은 대역폭과 신호전력대 잡음전력비에 의해 결정.
신호대 잡음비(S/N)가 20dB이고 대역폭이 3,000Hz라면 최대 채널용량 C는?
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신호대 잡음비(S/N)가 20dB 은 100/1 정도 된다.
채널용량을 증가시키기 위해서는 대역폭을 증가시키고, 신호전력을 높이고, 잡음전력을 줄여야 한다.

정보통신의 표준화

통신망(Communication Network)
관련 사용자간의 효율적인 정보 전송.
초기의 통신망
각 회사별로 각기 고유한 장비 개발로 연결이 어려움.
통신 장비의 표준화 필요성 증대.

표준안, 권고안(Standard, Recommendation)

통신 장비 개발에 관련된 모든 사항을 기술.
표준안의 이점
사용자: 제품 구입, 업그레이드 용이
통신 서비스 제공자: 서비스 지원 용이.
통신 장비 생산자: 장비 개발 용이.
송수신측 간에 전송되는 메시지의 구조와 교환 방법 등을 정의하는 Protocol에 관심 집중.
계층(Layer)구조도 표준화 대상임.
정의할 내용이 방대함으로 인한 프로토콜의 복잡성 해소.
통신에 필요한 모든 사항을 여러 개의 부분 프로토콜들로 정의.
표준화 기구.
ANSI(American National Standards Institute): 미국 표준화 기구.
IEEE(Institute for Electrical and Electronics Engineers): 미국.
ITU-T(International Telecommnunications Union-Telecommunications), CCITT <-- 스위스 제너바에 본부. 통신쪽 표준화를 주로함.
ETSI(European Telecommunications Standards Institute): 유럽의 표준화 기구.
ISO(International Standards Organization): 컴 쪽의 표준화 주로함.

문제풀이

WAN의 특성이 아닌 것은?

1. 지역성의 제한이 있다.
2. 원거리 전송은 대체적으로 저속이다.
3. 여러 LAN을 상호 연결한다.
4. LAN 보다 복잡하고 어렵다.

광역의 망이므로 지역성의 제한이 없다.

 

다음 설명 중 가장 적합한 네트워크를 나타내는 용어는?

보통 공장이나 학교 구내, 도시 지역에서 LAN의 상호연결에 사용되며, 표준 프로토콜은 ISO 9314(FDDI) 또는 IEEE 802.6(DQDB: Distributed Queue Dual Bus)를 사용한다.

1. WAN(Wide Area Network)
2. LAN(Local Area Network)
3. MAN(Metropolitan Area Network)
4. MAN(Macro Area Network)

답. 3