8장: 통신 기술 하드웨어, 채널 및 네트워크

1. 휴대 작업 재택근무 원격작업 가상 사무실 이동 작업장 사무실과 집을 통신 선으로 연결하여 집에서 컴퓨터를 가지고 근무하는 것(교통혼잡, 에너지 소비, 대기오염의 감소, 생산성 향상, 예비 노동력 확대) 원격작업 재택근무를 뜻하는 또 하나의 용어 집에서 뿐만 아니라 본사의 위성사무실(원격작업 센터)에서 일하는 것도 포함 가상 사무실 컴퓨터와 통신 기술로 운영되는 비영구적인 이동작업장 이동 작업장 이동통신 기술을 활용하여 어떤 이동 환경에서든 업무처리

2. 컴퓨터를 이용한 통신 아날로그 신호 디지털 신호 아날로그 신호는 파형의 연속 전자 신호 불연속적이고, 이산적인 파장 주파수 : 주파수란 일정한 시간동안 파형을 반복하는 횟수 진폭 : 진폭이란 주어진 기간 내의 파형의 높이 디지털 신호 불연속적이고, 이산적인 파장 on/off 또는 존재/부재 전자 펄스를 이용

2. 컴퓨터를 이용한 통신 (계속) 모뎀(modem) modulate/demodulate의 준말 디지털 신호를 아날로그 형태로 변환, 즉 변조(modulation)하여 전화선으로 보내고 전화를 받는 쪽 모뎀이 아날로그 신호를 다시 디지털 신호로 변환, 즉 복조(demodulation)시킴

2. 컴퓨터를 이용한 통신 (계속) 모뎀(modem) (계속) 변조 방식 : 주파수 변조와 진폭 변조 전송 속도 : 데이터 전송 속도를 초당 비트(bps) 혹은 초당 킬로비트(kbps)로 나타냄

2. 컴퓨터를 이용한 통신 (계속) 모뎀(modem) (계속) 내장 모뎀과 외장 모뎀

2. 컴퓨터를 이용한 통신 (계속) 통신 소프트웨어 다운로드 : 파일을 다른 컴퓨터로부터 받아서 자신의 컴퓨터 주 기억장치(RAM)를 거쳐 하드 디스크로 옮기는 것 업로드 : 파일을 자신의 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 보내는 것 통신 소프트웨어의 다른 기능 오류 수정 데이터 압축 원격 제어 : 원격 제어 소프트웨어를 사용하여 특정 마이크로컴퓨터를 다른 지역의 또 다른 마이크로컴퓨터로부터 제어할 수 있음 터미널 에뮬레이션 : 터미널 에뮬레이션 소프트웨어를 통해마이크로컴퓨터로 메인프레임(혹은 서버)의 터미널을 흉내낼 수 있음

2. 컴퓨터를 이용한 통신 (계속) ISDN, DSL, T1 라인, 케이블 모뎀과 위성 안테나 ISDN 라인 종합 정보 통신망(Integrated Services Digital Network) 음성, 비디오, 데이터를 전형적인 구리 전화선을 통해 디지털 신호로 전송하는 하드웨어와 소프트웨어로 구성 DSL(ADSL) 라인 (Asymmetric) Digital Subscriber Lines 일반 전화선을 이용해서 데이터를 초당 1.5~8Mbps 전송 T1 라인 24개의 회선, 속도가 1500kbps인 대표적인 트렁크 라인 T3 라인의 전송 속도는 4500kbps 케이블 모뎀 개인 컴퓨터를 온라인 서비스를 제공하는 케이블 TV 시스템과 연결해 주는 모뎀 위성 안테나

3. 통신 채널 : 통신용 도관 통신 채널 전자기 스펙트럼(Electromagnetic Spectrum) 원격통신 시스템에서 정보가 그 출처에서 목적지까지 이동하는 통로(물리적 매개체) 전자기 스펙트럼(Electromagnetic Spectrum) 주파수 헤르츠(Hz)로 측정, 1 헤르츠는 초당 1사이클 대역, 대역폭 : 주파수의 범위, 대역폭이 넓을수록 더 많은 데이터 전송 파장 파의 길이 3MHz에서 300GHz: 통신 목적으로 규제

3. 통신 채널 : 통신용 도관 (계속)

3. 통신 채널 : 통신용 도관 (계속) 트위스티드 페어 와이어(Twisted-Pair Wire) 두 가닥의 절연 구리선으로 구성 두 줄이 한 조로 되어 새끼줄처럼 꼬여 있음

3. 통신 채널 : 통신용 도관 (계속) 동축 케이블(Coaxial Cable) 광섬유 케이블 코액스(co-ax)라고 불림, 잡음제거가 Twisted-Pair보다 좋음 고체나 금속의 그물 모양으로 짜여진 외선으로 싸인 다음 그 위에 다시 피복이 입혀져 있는 절연 구리선으로 구성 광섬유 케이블 전기가 아니라 펄스 형태의 광선을 전송하는, 수백 또는 수천 개의 가느다란 섬유로 이루어져 있음 EMI없음, 구리선 보다 가볍고 영구적

3. 통신 채널 : 통신용 도관 (계속) 마이크로파와 위성 시스템 마이크로파 시스템 : 음성과 데이터를 초고주파를 사용하여 대기를 통해 전송

3. 통신 채널 : 통신용 도관 (계속) 마이크로파와 위성 시스템 (계속) 위성 시스템 : 지구 기지국에서 위성으로 신호를 전송하는 것을 업 링크, 그 반대는 다운링크라고 함(정지궤도)

3. 통신 채널 : 통신용 도관 (계속) 기타 무선 통신 단방향 통신 : 전역 위치 시스템(GPS) 지구 위 10,600마일에 위치하여 지구 위치를 식별하는 데 사용될 수 있는 주기적인 라디오 신호를 계속적으로 전송하는 일련의 24개 지구 궤도 위성들로 이루어져 있음 단말기: 적어도 3개의 위성에서 신호를 받아 고도, 위도, 경도 계산

3. 통신 채널 : 통신용 도관 (계속) 기타 무선 통신 (계속) 단방향 통신 : 호출기 양방향 통신 : 아날로그 셀룰러 호출기란, 어떤 특정 무선 송신기가 보낸 데이터(음성 메시지는 아님)를 받는 간단한 무선 수신기 양방향 통신 : 아날로그 셀룰러 지상의 셀(cell)들로 구성된 시스템을 통해 음성 통신을 할 목적으로 고안 각각의 셀은 6각형 모양에 지름이 보통 8마일 이하이며, 송수신탑이 관리(hand-off) 양방향 통신 : 패킷 라디오 데이터를 휴대형 컴퓨터로 보내는 무선 망을 이용 양방향 통신 : CDPD(Cellular Digital Packet Data) 메시지를 패킷(일종의 디지털 전자 “봉투”)에 넣어서 비어있는 라디오 채널을 통해서나 휴대폰 통신 중에 잠시 멈추는 사이에 보내줌

3. 통신 채널 : 통신용 도관 (계속) 차세대 무선 통신 디지털 휴대폰 음성 메시지를 디지털 비트로 바꾸어 공중파를 통해 전송 셀룰러 휴대폰으로 다시 디코딩하여 음성으로 변환 개인 통신 서비스(Personal Communications Services) 새로운 대역의 주파수(1850-1990MHz)와 수천 개의 마이크로셀로 이루어진 송수신기를 이용하는 디지털 무선 서비스 전용 이동 라디오(Specialized mobile radio) 택시와 트럭에서 쓰는 양방향 라디오 음성 – 급송 서비스 위성 기반 시스템 TV 직접 방송 시스템 GPS 시스템 휴대폰과 호출기를 위한 위성 전송 전세계적인 광 초고속 위성 네트워크

4. 통신 네트워크 네트워크 네트워크 유형 : 광역, 대도시 지역과 근거리 서로간에 통신하는 컴퓨터, 전화 또는 응용 프로그램과 데이터를 공유할 수 있는 통신 장치들이 상호 연결된 시스템 네트워크 유형 : 광역, 대도시 지역과 근거리 광역 네트워크(WAN – wide area network) 넓은 지리적 영역을 망라하는 통신 네트워크 전화 시스템 대도시 지역 네트워크(MAN-metropolitan area network) 한 도시나 교외 크기의 지역을 서비스하는 통신 네트워크 근거리 네트워크(Local Networks) 한정된 지역 내에서 서비스하는 개인 소유의 통신 네트워크 사설 구내 교환(PBX), 근거리 네트워크(LAN-local area network)

4. 통신 네트워크 (계속) 네트워크 운영 시스템 호스트와 노드, 서버와 클라이언트 다중 사용자의 접속을 지원하고 암호와 단말기 식별에 근거해서 사용자들을 인식할 수 있는 네트워크 운영 시스템 호스트와 노드, 서버와 클라이언트 호스트 컴퓨터(호스트): 메인컴퓨터, 네트워크를 통제하는 중앙컴퓨터 노드 : 네트워크에 부착되는 간단한 장치 서버, 즉 네트워크 서버 : 클라이언트라고 불리는 수많은 PC, 워크스테이션, 단말기를 위해 데이터베이스와 프로그램들을 보유하는 중앙컴퓨터 클라이언트 : 유,무선의 네트워크로 연결된 노드들이고 전체 네트워크는 클라이언트/서버 네트워크라고 함

4. 통신 네트워크 (계속) 네트워크의 장점 주변 기기 공유(고가의 프린터, 디스크 드라이버 등 공유) 프로그램과 데이터 공유 향상된 통신(예, e-mail) 정보의 보안성(네트워크에 연결된 저장장치에 백업) 데이터 베이스에 접속

5. 근거리 네트워크(Local Networks) 근거리 네트워크의 유형 : PBX와 LAN 사설 구내 교환(PBX) : 사내에서 전화 내선을 연결하는 사설 또는 전용 전화 교환 시스템 근거리 네트워크(LAN) : 통신 링크, 네트워크 운영 시스템, 마이크로 컴퓨터나 워크스테이션, 서버, 그 외 다른 공유 하드웨어들로 이루어진 근거리 네트워크 LAN의 유형 : 클라이언트/서버형과 피어-투-피어형 클라이언트/서버형 LAN : 클라이언트라고 부르는 요구 마이크로컴퓨터와 서버라고 부르는 서비스를 제공하는 공급장치로 구성 파일 서버 데이터베이스 서버 프린터 서버 팩스 서버 메일 서버

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 유형 : 클라이언트/서버형과 피어-투-피어형 (계속)

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 구성요소 연결 또는 케이블 시스템 : 유선 또는 무선 케이블이나 연결 시스템 이용 유선 연결 : 트위스트 페어 와이어, 동축 케이블, 광섬유 케이블 무선 연결 : 적외선이나 라디오-파 전송 인터페이스 카드가 장착된 마이크로컴퓨터 네트워크 인터페이스 카드 : 마이크로컴퓨터 내부의 확장 슬롯에 꽂아서 사용하는 것으로, 컴퓨터가 LAN상으로 메시지를 주고 받을 수 있음 네트워크 운영 시스템 네트워크 운영 시스템 소프트웨어 : 네트워크의 활동을 관리 그 외 공유 장치들 : 필요하다면 프린터, 팩스기, 스캐너, 저장장치, 그리고 다른 주변 장치들은 필요에 의해 네트워크에 연결

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 구성요소 (계속) 다른 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스 : 브릿지, 라우터, 게이트웨이 브릿지 : 같은 유형의 네트워크를 연결하는 하드웨어와 소프트웨어의 결합 라우터 : 여러 개의 네트워크들이 함께 연결되어 있을 때 메시지를 직접 통신해 주는 특별한 컴퓨터 게이트웨이 : LAN과 WAN 사이 또는 다른 기술이나 네트워크 운영 시스템에 근거한 두 개의 LAN처럼, 서로 비슷하지 않은 네트워크들이 통신할 수 있게 해 주는 인터페이스

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 구성요소 (보완자료) Repeater: 신호의 복원(regeneration) Bridge : 큰 network을 작은 segment로 분할하며, 두 segment 간의 frame 중계. Traffic 유지, 혼잡방지, 문제 링크 격리 Router : 비슷한 protocol 사용하는 network 간에 packet을 전송, 수신, 중계. Network 간 최적 경로 찾아줌. Gateway : 다른 protocol 사용하는 network 간에 동작

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 구성요소 (계속)

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 위상(Topology) 네트워크의 논리적인 배치 즉 형태 성형 네트워크 : 모든 장치들이 하나의 중앙 서버에 연결 장점 허브가 메시지 사이의 충돌을 막아줌 어떤 통신 장치와 허브 사이에 연결이 끊어져도 네트워크상의 나머지 장치들이 계속 작동 단점 허브가 고장 나면 전체 네트워크가 멈춤 원형 네트워크 : 모든 장치들이 연속적인 루프에 연결 메시지가 한 방향으로만 흘러 충돌할 위험이 없음 한 연결이 끊어지면 전체 네트워크의 동작이 멈춤

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 위상(Topology) 버스형 네트워크 : 모든 통신 장치들이 공통 채널에 연결 중심서버가 없으며, 메시지간의 충돌 시 기다렸다 재전송 장점 클라이언트/서버형이나 피어-투-피어형 네트워크로 조직이 가능 단점 데이터 간의 충돌을 피하기 위해 여분의 회로와 소프트웨어가 필요 버스 내부의 연결이 끊기면 전체 네트워크가 동작을 멈출 수 있음 하드브리드형 네트워크 : 성형, 원형, 버스형 네트워크가 결합된 것

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 위상(Topology) (계속) FDDI형 네트워크 : Fiber Distributed Data Interface 두 개의 “토큰 링”을 이용하는 원형 위상 채택 광섬유케이블을 사용 목적 : 전자 화상, 고해상도 그래픽, 디지털 비디오에 이용 장점 속도가 빠르고 신뢰성이 높음 단점 비용이 많이 들고 부서지기 쉬움

5. 근거리 네트워크 (계속) LAN의 위상(Topology) (계속)

6. 통신 장치에 영향을 미치는 요소들 전송율 : 고주파, 광대역, 데이터 양 라인구성 : 점대점과 다중점. 직렬과 병렬 전송 주파수와 대역폭이라는 두 가지 변수의 상관 관계 한 채널에서 전송될 수 있는 데이터의 양은 주파수에 의존 (매초당 파의 사이클, Hz) 대역폭 : 최고 주파수와 최저 주파수 사이의 차이(bps) 라인구성 : 점대점과 다중점. 점대점(point-to-point) 송신기와 수신기를 연결하는 방법 데이터의 보안을 유지하는 사설(기밀)라인에 적합 다중점(multipoint) 여러 대의 통신 장치들을 하나의 컴퓨터에 하나의 선으로 연결 직렬과 병렬 전송 직렬 전송 : 비트들이 하나씩 차례대로 계속해서 전송 병렬 전송 : 비트들이 별도의 라인을 통해 동시에 전송

6. 통신 장치에 영향을 미치는 요소들 (계속) 직렬과 병렬 전송 (계속)

6. 통신 장치에 영향을 미치는 요소들 (계속) 전송흐름의 방향 : 단방향, 반이중과 전이중 단방향 전송 : 데이터가 한 방향으로만 이동 반이중 전송: 데이터가 두 방향으로 이동하지만, 주어진 시점에 한 방향으로만 이동할 수 있음 전이중 전송: 데이터가 양방향으로 동시에 이동

6. 통신 장치에 영향을 미치는 요소들 (계속) 전송 모드 : 비동기(Asynchronous)와 동기(Synchronous) 비동기 전송 데이터가 한 번에 한 바이트씩 전송 바이트를 구성하는 비트들의 각 열은 대괄호로 묶이거나 특별한 통제 비트들로 구성됨 장점 언제든지 발신자가 편할 때 데이터를 전송 단점 상대적인 속도가 느림

6. 통신 장치에 영향을 미치는 요소들 (계속) 전송 모드 : 비동기(Asynchronous)와 동기(Synchronous) (계속) 동기 전송 시작, 정지 비트 대신, 데이터를 블록 단위로 묶어서 전송 장점 많은 양의 데이터를 신속히 전송하려 할 때 적합 단점 비동기 전송보다 더 복잡하고 비용이 많이 듬 송수신사이의 주의 깊은 타이밍이 필요

6. 통신 장치에 영향을 미치는 요소들 (계속) 회선 교환, 패킷(Packet)교환과 비동기 전송 모드 : 음성, 데이터 및 음성과 데이터 회선 교환(Circuit Switching) 송신자가 모든 데이터를 전송하여 종료될 때까지 회선 이용 패킷 교환 전자 메시지를 광역 네트워크 상의 가장 편리한 경로를 통해 목적지로 전송할 수 있도록 전자 메시지를 패킷 단위로 구분 패킷: 전송 데이터를 일정 길이로 묶어서 블록 단위로 한 것 장점 한 네트워크에서 대량의 전송량을 관리할 수 있음 많은 사용자들의 네트워크 공유 가능 장거리 데이터 전송에 적합 비동기 전송 모드(ATM) 패킷 교환의 효율성을 회로 교환의 일부면들과 결합 높은 대역폭의 광섬유 케이블에서 실행토록 고안되었음

6. 통신 장치에 영향을 미치는 요소들 (계속) 다중화(Multiplexing) : 통신 효율을 향상시킴 단일 통신채널로 다중 부호(multiple signals)를 전송 다중 채널기 : 여러 개의 저속 전송을 하나의 고속 전송으로 합병 시키는 장치 집진기 : 여러 데이터를 임시 저장 구역에 수집하는 장치 전위 처리기 : 대형 컴퓨터에 연결되어 통신 기능을 보조해 주는 소형 컴퓨터(전송, 에러수정) 프로토콜 : 데이터 전송 규칙 한 통신 네트워크에서 하드웨어와 소프트웨어 구성 요소들 사이의 데이터 교환을 다루는 규칙들의 집합 Open System Interconnection의 약자인 OSI는 전세계 컴퓨터 통신용 프로토콜의 7개 계층을 규정지은 국제 표준

6. 통신 장치에 영향을 미치는 요소들 (계속)

7. 통신의 미래 새로운 상업 위성 시스템 정지 궤도(GEO) : 적도 상공 22,300마일 중 궤도(MEO) : 5000-10,000마일 상공 저 궤도(LEO) : 400마일 상공

7. 통신의 미래 (계속) 기가비트 이더넷:슈퍼컴퓨터 속도로 데이터를 전송 포토닉스(Photonics) : 머리카락처럼 가느다란 유리 섬유로 운반된 빛의 펄스를 따라서 데이터 비트를 보내는 과학 시설(Utilities)이 통신회사가 되는 시대 향후 개발