Telecommunications Management Lab. Ch. 4 전송손상과 전송매체 Telecommunications Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 송신기와 수신기 사이의 신호전송 전송신호 전송신호 송신기(transmitter) 수신기(receiver) 전송매체 잡음 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송손상 감쇠로 인한 신호의 약화(attenuation) 감쇠(attenuation): 거리에 따른 신호약화 대수 형태 원거리통신 요구사항 강한 신호, 잡음에 대해 충분히 큰 수준 신호감쇠의 보정 : 증폭기/리피터 증폭기 : 누진적인 신호 변형 리피터 : 비트정보 복원 / 재전송 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송손상 감쇠왜곡(attenuation distortion) 원인: 주파수 스펙트럼에 따른 비균일한 감쇠 상대적 감쇠정도 Loading coil을 사용한 감쇠 보정 결과 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송손상(cont.) 지연왜곡(delay distortion) 상이한 주파수 요소 사이의 전파속도 차이에 의해 발생 음성채널 : 1800Hz부근에서 가장 빠름 최대 전송속도(data rate)를 결정하는 요인 인접한 심볼 사이의 상호간섭 spill-over Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송손상(cont.) 잡음 원인 전송매체의 물리적 특질 외적요인 열잡음(thermal noise) 전자들의 불규칙한 움직임이 원인 절대온도에 비례 하얀잡음(White noise or Random noise) 모든 범위의 주파수 요소 전송매체의 이론적인 최대용량 결정 주파수간 상호간섭(intermodulation noise) 주파수들의 합, 차 또는 배수 장비가 선형성을 만족하지 않는 경우 누화(crosstalk) 전화 혼선 열잡음에 비해 작음 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송손상(cont.) 돌발적 잡음(impulse noise) 예측할 수 없는 외부적 요인(번개 또는 통신장비의 결함) 순간적이나 상대적으로 큼 고속 디지털 전송 시 중대한 문제 초래 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송용량 디지털 전송의 전송용량 비트전송률(bps), 채널용량(channel capacity) 서비스와 전송용량 고품질 디지털 신호  넓은 대역폭 필요 상충관계 : 서비스 품질 vs. 비용 보드전송률(baud rate)과 비트전송률(bit rate) 보드전송률 : 단위시간(초)당 회선 상태의 변화횟수 Data rate = Log2(회선상태의 수)  Baud rate 변조율(modulation rate), 신호율(signaling rate) Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송용량 (cont.) 신호와 신호요소 및 보드전송률과 정보전송률 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송용량 (cont.) 채널용량의 결정 나이퀴스트(Nyquist) 공식: C = 2  W  log2 L 이상적인 채널을 가정 샤논(Shannon) 공식: C = W  log2 (1+S/N) 대역폭, 신호 및 잡음(열잡음)의 강도에 의한 최대 전송용량 S/N : 신호대 잡음비 (dB 단위로 표시) 예) 음성채널 (S/N=35dB, W=3100Hz) C = 3,100  log2 (1+103.5) = 36,000bps 주) 56kbps 모뎀 정보의 압축기술 / PSTN 이용 방법 개선 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송용량 (cont.) 전화 음성채널에서의 샤논공식과 실제 전송효율 전송효율성 (단위: C/W: bps/Hz) 샤논법칙에 의한 이론적인 효율성 실제 전화선에서 얻어지는 효율성 신호 대 잡음비 100 1000 10,000 10 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송용량 (cont.) 정보전송율과 비트 에러율(Bit Error Rate) Eb / N0= ( W / R )  (S / N) 정보전송률 : R bps 하나의 비트 전송시간 Tb = 1/R 비트당 신호 에너지의 양 : Eb =S  Tb = S / R 채널 대역폭 : W 잡음의 강도 : N N = W  N0 ( N0 :단위 Hz 당 잡음강도 ) BER = f( Eb / N0 ) 정보전송률 R  신호 대 잡음비 S/N  Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체: 유선매체 유선매체(guided media) 인공적으로 폐쇄(enclosed)된 물리적 경로 주) 이중나선: 1.544Mbps 일반적 광섬유 : 2.5Gbps 상용화, 100Gbps(개발성공) Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체: 무선매체 무선매체(unguided media) 공기를 통해 전파, 해수면을 따라 확산 주파수대역 전송특성 / 전송방식 결정 중심주파수 가용 주파수대역폭 단방향성(directional)/ 전방향성(omnidirectional) 안테나 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체 (cont.) 유선 전송매체 이중나선(twisted pair) 가입자망 나선형 : 전기 및 자기장의 상쇄 전화국간 트렁크(trunk) : 4Mbps정도 동축케이블(coaxial cable) 광섬유보다 높은 경제성 주파수 스펙트럼 약 400 MHz 서비스 용량 10,000개 음성채널 수십 개의 TV채널 전송용량 500~800Mbps Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체 (cont.) 광섬유 구성 내부 코어(core) 외부 클래딩(cladding) 특성 광대역 전송 가능 이동성 및 설치 용이 (작고 가벼움) 낮은 손실율 (리피터 간격 100km) 간섭에 강함 (돌발적 잡음, 누화) 높은 보안성 (tapping 불가능) Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체 (cont.) 광섬유(cont.) 전화국간 트렁크, MAN 등 신규 구축 빛의 전파 : 내부반사 멀티모드(multimode)/싱글모드(singlemode) 1014~1015Hz 대역 사용 흡수막(absorptive jacket) 코어(core) 클래딩(cladding) 다중모드 (multimode) 단일모드 (singlemode) Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체 (cont.) 무선전송매체 라디오(radio) 주파수 대역: 30MHz - 1GHz(VHF에서 UHF의 일부) FM라디오, TV, 무선전화, 휴대전화 전방향성 막대형 안테나 사용 넓은 의미의 라디오 주파수 대역 : 3kHz~300GHz 방송형태(broadcast)의 통신에 적합 이온층 반사 거의 없음 기상 상태에 안정적 주된 전송손상 : 다중경로(multipath) Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체 (cont.) 마이크로파(Terrestrial Microwave) 주파수 대역: 2 - 40GHz 강한 방향성  접시형 안테나 동축케이블을 대체, 대용량 장거리 전송 최대전송거리 : 예) 안테나 100m 일 때 K=4/3(통상적)  82km, 장거리 송신 릴레이(relay) 방식 소수의 증폭기/중계기 요구 우회 경로의 확보 + 경제성 기후적인 요인(우천시)  감쇠 전송손상이 거리의 제곱에 비례 유선 : 거리에 대해 대수(logarithm)함수 형태 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체 (cont.) 통신위성 마이크로파 통신위성 : 큰 중계소 역할 주파수 대역: 1 - 10GHz C밴드:4/6GHz (위성간 간격 40) Ku밴드:12/14GHz (위성간 간격 30) 정지궤도 : 35,784km, 지구 자전 속도 위성방송, 장거리 전화 등에 적합 공간적 제약요인 위성의 설치와 운용 VSAT(Very Small Aperture Terminal) Ku밴드 작은 안테나, 설치 비용 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 전송매체 (cont.) VSAT 서비스의 구성도 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 신호의 강도 데시벨(Decibel,dB) 두 신호의 상대적인 크기 차이 측정 단위 Alexander Graham Bell 소리의 강도 측정의 목적 어떤 소리가 몇 dB이다? 대수형태 : 사람의 청각반응 현상 반영 장점: 신호강도 계산 힘의 증감이 dB단위 (+),(-)로 표현 시스템 특성을 용이하게 파악 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. Cascade connection Pout = (g1g2g3g4) Pin = Pin Pout (dB) = (g2 + g4) – (L1 + L3) + Pin (dB) g1= 1/L1 g2 Pin Pout g3= 1/L3 g4 Cable section Repeater amplifier Output amplifier g2g4 L1L3 데시벨 단위로 변환 Telecommunication Management Lab.

Telecommunication Management Lab. 신호의 강도 신호의 절대강도 일의 측정 단위(Watt)에 대한 dB 신호의 절대적인 강도 Telecommunication Management Lab.