7 장 다중화(Multiplexing) 7.1 Many to One/One to Many 7.2 다중화 유형 7.3 다중화 응용: 전화 시스템 7.4 요약

다중화(Multiplexing) 다중화(Multiplexing) 단일 데이터 링크를 통해 여러 개의 신호를 동시에 전송하기 위한 기술

7.1 Many to One/One to Many 다중화기(Multiplexer) 역다중화기(Demultiplexer) 전송 스트림을 해당 수신장치에 전달

7.2 다중화 유형

주파수 분할 다중화 (FDM : Frequency-Division Multiplexing) 링크의 대역폭이 전송되는 조합 신호의 대역폭 보다 클 때 적용할 수 있는 아날로그 기술 신호가 겹치지 않도록 보호대역(guard band)만큼 떨어져 있어야 한다.

주파수 분할 다중화(계속) FDM 처리 과정 각 전화기는 비슷한 범위의 주파수 대역의 신호 발생 이 신호는 서로 다른 반송 주파수로 변조된다(f1, f2, f3)

주파수 분할 다중화(계속) FDM 다중화 처리, 시간 영역

주파수 분할 다중화(계속) FDM 다중화 처리, 주파수 영역

주파수 분할 다중화(계속) 역다중화(Demultiplexing) 개개의 신호를 분리하여 수신기에 전달

주파수 분할 다중화(계속) FDM 역 다중화 처리, 시간 영역

주파수 분할 다중화(계속) FDM 역 다중화, 주파수 영역

주파수 분할 다중화(계속) 예제 : 케이블 텔레비젼 동축선은 대략 500Mhz정도의 대역폭을 가짐 그러므로 83개의 채널을 전송

파형 분할 다중화 (WDM: Wave Division Multiplexing) 기본 개념은 FDM과 같으며, 광섬유 채널을 이용한 빛 신호와 연관

파형 분할 다중화(계속) WDM 다중 빛 소스를 단일 빛으로 결합 단일 빛은 다중 빛 소스로 분리 프리즘 이용 : 임계각과 주파수 기반

시분할 다중화 (TDM: Time-Division Multiplexing) 송신과 수신장치에 의해 요구되는 데이터 전송률보다 전송 매체의 데이터 전송률이 클 때 적용되는 디지털 처리 기술

시분할 다중화 (계속) TDM 구현 방법 동기(Synchronous) TDM 비동기(Asynchronous) TDM

시분할 다중화 (계속) 동기 TDM 전송할 데이터 있는 장치든, 없는 장치든 동일한 Time Slot을 갖는 다중화

시분할 다중화 (계속) 프레임(Frame) 타임 슬롯은 프레임으로 그룹화 한다 프레임은 타임 슬롯의 완전한 하나의 주기로 구성

시분할 다중화 (계속) 동기 TDM

시분할 다중화 (계속) 끼워넣기(interleaving) 스위치가 장치들을 일정한 비율로 정해진 순서대로 이동한다

시분할 다중화 (계속) 동기 TDM, 다중화 풀기 처리 과정

시분할 다중화 (계속) 프레임 구성 비트 타임 슬롯을 정확하게 분리할 수 있도록 들어오는 스트림의 동기화를 맞추기 위해 역다중화 허용

시분할 다중화 (계속) 동기 TDM 예(프레임에 대한 데이터 전송율)

시분할 다중화 (계속) 비트 채우기(Bit stuffing) 서로 다른 데이터 전송률을 갖는 장치를 동기 TDM에 연결 시 사용하는 기술 속도의 차이가 5:1이면 time slot의 개수도 5:1로 배정 서로 다른 데이터 전송률이 정수배가 되어야 함 정수배가 되지 않는 경우 비트 채우기 기법 사용

시분할 다중화 (계속) 비동기 TDM

시분할 다중화 (계속) 비동기 TDM 프레임 예 a. 경우 1 : 3개의 라인 데이터 전송

시분할 다중화 (계속) b. 경우 2 : 4개의 라인만 데이터 전송

시분할 다중화 (계속) c. 경우 3 : 5개 라인 모두 데이터 전송

시분할 다중화 (계속) 역다중화(Inverse Multiplexing) 하나의 고속 회선에서 데이터 흐름을 받아서 총 데이터 속도의 손실 없이 동시에 여러 개의 저속 회선으로 전송될 수 있도록 분할하는 과정

시분할 다중화 (계속) 다중화와 역다중화

시분할 다중화 (계속) 왜 역다중화가 필요한가? [예] 서로 다른 데이터 전송 속도가 요구되는 데이터, 음성, 미디어를 보내고자 할 때 [예] Voice – 64 Kbps link Data – 128 Kbps link Video – 1.544 Mbps link

7.3 다중화 응용 : 전화 시스템 전화 망

공중망 사업자 서비스와 계층 구조 전화 서비스

아날로그 서비스

아날로그 서비스(계속) 아날로그 교환 서비스(analog switched service) 집에서 사용되는 다이얼 전화 서비스 공중 교환 전화망(PSTN : Public Switched Telephone Network)

아날로그 서비스(계속) 아날로그 전용 서비스(Analog Leased Service) 전용선을 소비자에게 제공, 다른 전화기와 영구적으로 연결

아날로그 서비스(계속) 조율 회선(conditioned line) 조율(conditioning) – 신호의 감쇄, 왜곡, 지연을 완화시켜 회선의 품질을 높이는 것 아날로그이지만 모뎀을 연결하면 디지털 데이터용선에도 사용

아날로그 서비스(계속) 아날로그 계층구조

디지털 서비스 디지털 서비스 장점 아날로그 서비스보다 잡음에 덜 민감함 비용이 싸다

디지털 서비스(계속) 디지털 서비스의 종류

디지털 서비스(계속) 교환식/56 서비스 아날로그 교환 회선의 디지털 버젼 56Kbps이상의 데이터 전송률 허용 DSU(Digital Service Unit) 필요

디지털 서비스(계속) DDS(Digital Data Service) 아날로그 전용선의 디지털 버젼 (최대 속도: 56Kbps) DSU 사용

디지털 서비스(계속) DS(Digital Signal) 서비스 디지털 신호의 계층 구조

디지털 서비스(계속) Service Line Rate(Mbps) Voice Channels DS-1 DS-2 DS-3 DS-4 1.544 6.312 44.736 274.176 24 96 672 4032

디지털 서비스(계속) 아날로그 전송용 T 회선

디지털 서비스(계속) T-1 프레임 구조

디지털 서비스(계속) 분할 T-1 회선 DSU/CSU (Digital Service Unit/Channel Service Unit) 필요

디지털 서비스(계속) Service Rate(Mbps) Voice Channels E 회선 E-1 E-2 E-3 E-4 유럽은 E 라인으로 불리는 T-라인 버전을 사용 Service Rate(Mbps) Voice Channels E-1 E-2 E-3 E-4 2.048 8.448 34.368 139.264 30 120 480 1920

디지털 서비스(계속) 그 밖의 다중화 서비스 ISDN(Integrated Service Digital Network) SONET(Synchronous Optical Network) ATM(Asynchronous Transfer Mode)

7.4 요약