2 정보통신시스템

정보통신시스템의 정의와 구성요소, 구성도, 기능을 이해한다. 정보통신시스템을 기능적으로 분류한 정보전송시스템 (데이터 전송계)과 정보처리시스템(데이터 처리계)을 알아본다.

Section 01 정보통신시스템 정보통신시스템의 개념 멀리 떨어진 정보원과 정보 목적지 사이에서 정보를 전송·처리하려고 여러 구성요소를 상호 유기적으로 결합한 시스템 (송신자) (수신자)

Section 01 정보통신시스템 정보통신시스템의 구성요소 기능 면에서 정보전송시스템(데이터 전송계)과 정보처리시스템(데이터 처리계)으로 분류 (1~3계층) (4~7계층)

Section 01 정보통신시스템 정보통신시스템의 구성도

Section 01 정보통신시스템 정보통신시스템 구성요소의 기능

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 단말 장치(DTE) 키보드, 모니터, 프린터 등 컴퓨터와 연결하는 모든 주변 장치를 말함 단말기 또는 단말, 터미널(Terminal)이라 하고, 컴퓨터 네트워크에서는 컴퓨터 자체를 단말 장치로 사용하기도 함 [그림 2-4] 단말 장치의 예

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 신호변환 장치(정보 <-> 신호) 정보통신시스템에서 원격지까지 정보를 전달하기 위해서는 통신회선에 맞는 신호로 변환하는 과정을 거쳐야 함 신호변환 장치를 이용해 송신자의 정보를 전기적 신호로 변환한 뒤 이 신호를 전송매체(통신회선)를 거쳐 보내면 이 신호는 수신자의 신호변환 장치를 이용해 원래의 정보로 변환 신호변환장치 예: 모뎀, DSU

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 아날로그 신호와 디지털 신호 원격지에서 서로 정보를 주고받으려면 생성한 정보를 변환, 즉 정보를 전기 신호로 변환해서 송신해야 멀리까지 전달됨 전기 신호는 시간에 따라 전압(또는 전류)이 어떻게 변화하는지 표시 아날로그 신호 : 전압값이 여러 개면서 연속적으로 변하는 신호 디지털 신호 : 미리 정해진 전압값(유한 개)만 있는 신호를 디지털 신호

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 신호변환 장치(모뎀, DSU) 컴퓨터에서 생성된 디지털 데이터는 아날로그 형태인 전기 신호로 바꾸어야 전송 가능하고, 전기 신호는 전송선로의 영향을 덜 받도록 고주파수로 변환하는 변조 과정을 거친 후 송신 송신된 신호는 복조 과정을 거쳐 수신부에 디지털 신호로 입력 변조와 복조 기능을 수행하는 장치는 신호변환 장치(모뎀 또는 디지털 서비스 유닛) 변조 복조

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 신호변환 장치 종류 모뎀 : 아날로그 전화선 이용하는 신호변환 장치 (디지털 데이터 <-> 아날로그 신호) 디지털 서비스 유닛(DSU) : 디지털 전용회선 이용하는 신호변환 장치 (디지털 데이터 <-> 디지털 신호 ) 모뎀(MODEM = Modulator+DEModulator) 단말 장치에서 발생한 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환(변조)하거나 통신회선에서 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환(복조)

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 모뎀이 신호를 변환하는 이유 컴퓨터에서 처리된 ‘0’과 ‘1’의 디지털 데이터는 -12V와 +12V인 직류 성분의 디지털 신호로 전달 디지털 신호는 멀리까지 전달되지 못함(최대 수십m) 수 Km까지 신호를 전송하기 위해서는 전송매체에 잘 전달될 수 있는 주파수의 신호로 변조가 필요함 전화선(대역폭 : 300Hz~3,300Hz)을 사용하는 모뎀에서 변조할 때는 -12V V는 1,070Hz로, +12V는 1,270Hz의 다른 변조 주파수로 바꿔 전송

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 디지털 서비스 유닛(DSU, Digital Service Unit) 디지털망을 사용할 때는 신호 형식은 그대로 둔 채 먼 거리까지 전송할 수 있도록 신호 레벨만 높여주면 됨(디지털 정보 <-> 디지털 신호) 디지털 회선을 이용해 디지털 데이터나 신호를 먼 곳까지 안전하게 전송할 수 있도록 단극성 신호를 양극성 신호로 변환 수신 측에서는 반대 과정을 거쳐 원래의 디지털 데이터나 신호로 재생

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 단극성과 양극성 단극성 신호는 부호화되는데, 신호의 구성요소가 동일한 부호의 전압 (양이나 음)으로 논리 표현 <라인(채널) 코딩방식 = Baseband 전송방식>

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 통신회선 개념 데이터 전송 통로. 통신기기 사이(단말 장치와 단말 장치, 단말 장치와 컴 퓨터, 컴퓨터와 컴퓨터)를 연결 데이터를 부호화한 신호를 수신 측으로 전송하는 데이터 전송선로 또는 정보전송매체 전화선, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 마이크로파, 위성통신 등

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 전송선로 특징과 장단점 전송 속도(BPS, Bit Per Second)에 영향을 줌 가장 일반적인 전송 속도 표현은 BPS(초당 전송된 비트의 수)

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 유선 선로 꼬임선, 동축 케이블, 광섬유 케이블 꼬임선 개념 구리선 두 가닥을 서로 균일하게 꼬아서 여러 다발로 묶어 보호용 피복선을 입힌 케이블 트위스티드 페어 케이블이라고도 함 인접한 쌍과의 전자기 간섭현상을 줄이려고 전선을 꼬아서 사용 피복된 도선 여러 쌍을 묶어 선(케이블) 하나를 만듦. 단거리에는 직경이 0.4mm 정도, 장거리에는 1.6mm 정도인 선 사용

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 꼬임선 종류 전자기 간섭(EMI)에 따라 UTP, FTP, STP로 분류 UTP(Unshilded Twisted Pair, 비차폐 꼬임선)과 FTP(Foiled Twisted Pair) : 전화에서 사용 STP(Shilded Twisted Pair, 차폐 꼬임선) : UTP보다 성능 우수 FTP는 전자기 간섭을 막으려고 전체 케이블에 피복을 씌운 형태 STP는 전자기 간섭을 막으려고 전체 케이블에 피복을 씌운 형태(외부 전류에서 케이블을 보호하려고 하나의 피복 안에 있는 각 쌍을 은박지로 둘러싼 것) 전자기 간섭을 덜 받는 순서대로 나열하면 STP, FTP, UTP

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) UTP의 카테고리와 통신 용량(1Mbps=1,024bps) UTP는 전자기 간섭을 줄이려고 케이블을 나선형으로 꼬아놓은 형태로전자기 간섭을 막아주는 피복은 따로 없음 똑같은 외부 피복 하나에 케이블 네 쌍을 서로 엮어놓았고, 전화선이나 근거리 통신망용 케이블에 사용 카테고리(CAT 또는 Category)별로 1~5로 분류, 숫자는 단위 거리당 케이블이 꼬여 있는 수를 나타냄

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 동축 케이블(Coaxial Cable) 소개 내부 도체와 외부 도체 사이에는 절연물질이 있으며, 외부 도체는 피복으로 보호 케이블 내에는 질소 가스가 봉입되어 케이블 고장을 미리 알 수 있음

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 광섬유 케이블(Optical Fiber Cable) 소개 지름 굵기가 0.1mm 정도인 석영(유리 섬유)을 케이블에 여러 가닥 넣어 레이저광의 전반사 현상을 이용해 데이터를 전송하는 원통형 선로 광 코아, 광 클래딩, 자켓 등으로 구성  광 코아(Optical Core) : 광섬유의 가장 안쪽 부분에 위치하며 굴절률이 큰 유리나 플라스틱으로 만든 하나 이상의 매우 가는 가닥  광 클래딩(Optical Cladding) : 굴절률이 적은 유리나 투명 플라스틱으로 되어 있음  자켓(Jacket) : 플라스틱의 외부로 코팅된 절연막이며 외적인 위험 요소로부터 보호

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) ) 광섬유를 이용한 전송(1) 전반사로 빛을 전달하는 원리 이용 2진수의 0과 1을 구현하려고 광섬유가 빛을 켰다 껐다 하는 캐리어 역할을 함 (O->E) (E->O)

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 무선선로 물리적인 회선을 이용하는 것이 아니라 지구의 대기 등에서 전자기파를 이용하여 데이터를 전송함 전자기파를 이용할 때 신호의 주파수와 대역폭이 전기적 특성을 결정 짓는 요인 주파수의 범위와 방향성에 따라 마이크로파와 라디오파로 분류 마이크로파 방향성이 있고 주파수 범위는 2~40GHz 위성 마이크로파와 지상 마이크로파로 다시 나눔 강처럼 분리된 지역에 유선 선로를 설치할 때 발생하는 어려움과 높은 비용이 드는 문제 해결 라디오파 방향성이 없고, 주파수 범위는 30KHz~1GHz. 주로 방송용으로 이용

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 위성 마이크로파 지상에서 약 35,860km 상공에 위성을 띄워 놓고 지상의 여러 송수신 국을 서로 연결(지상 마이크로파 중계국 역할) 지상 송신국에서 안테나 빔을 이용하여 송신한 신호를 증폭(아날로그 전송)하거나 재생(디지털 전송)해 다른 주파수로 바꾼 후 지상 수신국으로 송신 통신위성은 어떤 주파수 대역을 수신(상향 링크)하여 증폭하거나 재생하여 송신(하향 링크)

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 지상 마이크로파 동축 케이블 등 유선선로를 설치하기 곤란한 지역(습지대, 사막 등)에 접시형 안테나(파라볼라)를 장거리 통신 서비스용으로 사용 방향성이 강하며, 장거리 통신을 위해 이용 마이크로파 통신은 접시형 안테나를 이용하는데, 송신과 수신 안테나 사이에 장애물을 없애려고 주로 높은 지대에 설치(무등산) 장거리 전송을 할 때는 수 km마다 중계소 필요 라디오파(Radio Frequency Wave) 마이크로파는 방향성이지만 라디오파는 방향성이 없음 라디오파를 이용하여 송수신할 때는 접시형 안테나가 필요 없고 안테나를 정해진 위치에 정확히 설치하지 않아도 됨 AM, FM 라디오와 VHF, UHF TV 방송 등에 이용 30MHz~1GHz의 주파수 범위는 방송통신용으로 적합 30MHz이상의 라디오파는 전리층을 통과하므로 멀리 떨어진 수신기들은 반사나 강우에 덜 민감 디지털 통신에서는 전송률이 높지 않은 단점이 있음

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 이동 통신 이동체통신이라고도 하며 고정된 통신과 반대되는 개념 항공기·선박·열차·자동차 등 계속 움직이는 대상에서 일반 전화로 통신할 때나 이들 이동체 상호 간에 일어나는 무선통신 시스템은 서비스 종류에 따라 이동국, 기지국, 교환국으로 구성 이동국: 모든 이동체에 설치된 통신 단말기 기지국: 이동국과 교환국의 연결 기능이 있으며 안테나, 송수신기, 제어 부분으로 구성 교환국: 이동 통신망과 일반 공중망을 연결하는 기능을 하고, 이동가입자의 위치를 검출하거나 가입자 상호 간의 정보 교환하는 데 사용 국내 이동 통신 서비스는 800MH대의 주파수 대역을 주로 사용 이동 통신의 종류는 무선 전화기, 차량용 전화기, 휴대폰, 휴대용 무전기, 무선 호출기 등

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 통신 제어 장치(CCU, Communication Control Unit) 단말 장치/컴퓨터와 모뎀 사이에 위치하는데 통신회선과 단말 장치 사이를 연결하여 송신이나 수신되는 데이터를 처리하기 좋은 형식으로 바꾸는 역할 예) 문자 하나를 송신할 때는 병렬 비트를 직렬로 바꾸어 전송하고, 수신할 때는 비트 여러 개를 모아서 문자 하나로 만들어 출력. 또 데이터의 오류를 검사하거나 정정하는 기능 등의 여러 기능을 수행 통신제어장치

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 인터페이스와 표준화 인터페이스는 데이터 단말 장치(DTE)와 데이터 통신 장치(DCE) 간의 접속관계를 표시 연결기(커넥터)와 케이블로 구성 연결기의 신호선 핀 배치에 따라 종류가 다름 인터페이스를 표준화하면 사용자가 매우 편리 가장 대표적인 인터페이스 표준화는 RS-232 RS-232C나 EIA-232C라고도 하며, 1969년에 제정. RS-232C는 DTE와 DCE 간의 물리적 연결과 신호 수준을 정의하며, 25핀과 9핀 연결기를 모두 지원. RS-232에는 C와 D가 있는데, RS-232D는 RS-232C를 수정하여 표준화한 것으로 특수한 케이블 연결기를 정의. RS-232 외에도 RS-422, RS-423, RS-449, RS-485 등이 있음 인터페이스의 4가지 특성 영역 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 [그림 2-23] 다양한 모양의 커넥터

Section 02 정보전송시스템(데이터 전송계) 인터페이스와 접속 규격의 기계적 특성 연결기의 크기와 핀 개수 등을 정의하며, 물리적 연결을 기술 예) RS-232는 총 25핀 커넥터로 위쪽 13핀, 아래쪽 12핀으로 구성되었고 저속의 단거리 인터페이스와 접속 규격의 기능적 특성 기능적 특성은 DTE와 DCE 사이를 연결하는 각 회선에 의미 부여 데이터, 제어, 타이밍, 접지 등 수행하는 기능 규정 예: 2번 = 전송 데이터, 3번 = 수신 데이터, 7번 = 접지