HANNAM UNIVERSITY Chapter 9 데이터 통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크 (Using Telephone and Cable Networks for Data Transmission)

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1 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr Chapter 9 데이터 통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크 (Using Telephone and Cable Networks for Data Transmission)

2 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 2 9 장 데이터통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크 9.1 전화 네트워크 9.2 전화선 모뎀 9.3 디지털 가입자 회선 (DSL) 기술 9.4 케이블 네트워크 9.5 데이터 전송을 위한 케이블 TV 9.6 요 약

3 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 3 9.1 TELEPHONE NETWORK Telephone networks use circuit switching. The telephone network had its beginnings in the late 1800s. The entire network, which is referred to as the plain old telephone system (POTS), was originally an analog system using analog signals to transmit voice. Topics discussed in this section: Major Components LATAs Signaling Services Provided by Telephone Networks

4 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 4 9.1 전화 네트워크  전통적인 전화 시스템 (POTS, plain old telephone system)  주요 요소

5 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 5 전화 네트워크 ( 계속 )  지역 루프 (local loop) ■ 가입자의 전화와 가까운 종단국 (end office) 또는 지역국 (regional office) 을 연결하는 꼬임 쌍선 케이블  간선 (trunk) ■ 전화국들 사이의 통신을 담당하는 전송매체  교환국 (Switching office) ■ 교환기를 사용하여 여러 개의 지역 루프 또는 간선을 연결하 며 서로 다른 가입자들 사이를 연결

6 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 6 전화 네트워크 ( 계속 )  LATA (local access transport area) ■ 지역 접근 전송구역 ■ LATA 내 서비스 ▶ LATA 내에서 전화회사의 서비스 ■ 지역교환업자 (LEC, local exchange carrier) : LATA 내 서비스 담당

7 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 7 전화 네트워크 ( 계속 )  LATA 간 서비스 ■ 교환국간 업자 (IXC : interexchange carrier) : LATA 사이에서 서비스를 제공 ■ 임재점 (POP : point of presence)

8 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 8 LATA 내 서비스는 지역 교환업자에 의해 제공된다. 1996 년 이래 두 종류의 LEC 가 생겼는데, 현업 지역 교환업자와 경쟁 지역 교환업자이다. Intra-LATA services are provided by local exchange carriers. Since 1996, there are two types of LECs: incumbent local exchange carriers and competitive local exchange carriers. 전화 네트워크 ( 계속 )

9 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 9 전화 네트워크 ( 계속 )  통화연결 ■ 회전식 번호판 (rotary) ■ 누름음 다이얼 (touch tone dialing)

10 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 10 과거에 음성 통신은 아날로그 신호를 사용하였으나 요즘에는 디지털 신호로 옮겨가고 있다. 반면에 번호걸기는 디지털 신호 ( 회전식 ) 로 시작하여 지금은 아날로그 신호 ( 누름음 ) 로 옮겨가고 있다. 전화 네트워크 ( 계속 )

11 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 11 회선 전화망에서는 데이터 전송과 통화연결은 분리되어 있다. 데이터 전송은 한 네트워크에서 통화연결은 다른 네트워크에서 하고 있다. The tasks of data transfer and signaling are separated in modern telephone networks: data transfer is done by one network, signaling by another. 전화 네트워크 ( 계속 )

12 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 12  데이터 전송과 통화연결 망 전화 네트워크 ( 계속 )

13 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 13  SS7 ■ 통화연결 망 에서 사용되는 프로토콜 ■ 계층 구조 전화 네트워크 ( 계속 )

14 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 14 전화 네트워크에서 제공 되는 서비스  아날로그 서비스 ■ 아날로그 교환 서비스 : 집에서 사용되는 다이얼 전화 서비스, 공중 교환 전화망 ▶ 지역 통화 서비스 ▶ 요금 통화 서비스 ▶ 800 서비스 ▶ WATS( 광역전화 서비스 ) ▶ 900 서비스 ■ 아날로그 전용 서비스 : 전용선을 소비자에게 제공, 다른 전화 기와 영구적으로 연결

15 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 15 전화 네트워크에서 제공 되는 서비스 ( 계속 )  디지털 서비스 : 교환식 / 56 서비스 ■ 아날로그 교환 회선의 디지털 버전 ■ 56Kbps 이상의 데이터 전송률 허용 ■ DSU (Digital Service Unit) 필요

16 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 16 전화 네트워크에서 제공 되는 서비스 ( 계속 )  디지털 데이터 서비스 : DDS (Digital Data Service) ■ 아날로그 전용선의 디지털 버전 ( 최대속도 : 64Kbps) ■ DSU 사용

17 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 17 9.2 DIAL-UP MODEMS Traditional telephone lines can carry frequencies between 300 and 3300 Hz, giving them a bandwidth of 3000 Hz. All this range is used for transmitting voice, where a great deal of interference and distortion can be accepted without loss of intelligibility. Topics discussed in this section: Modem Standards

18 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 18  전화선 대역폭 9.2 전화선 모뎀

19 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 19 모뎀은 변 / 복조기를 나타낸다. Modem stands for modulator/demodulator. 전화선 모뎀 ( 계속 )

20 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 20  변조 / 복조 전화선 모뎀 ( 계속 )

21 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 21  모뎀 표준 ■ ITU-T 가 발표한 V- 계열 ■ V.32 와 V.32 bis ▶ 격자 코드 변조 (trellis-coded modulation) ▶ 변조와 부호화기를 통합, QAM 에 중복 비트 추가 ■ V.34 bis ▶ 33600bps 전송속도 지원 ■ V.90 ▶ 56K 모뎀 전화선 모뎀 ( 계속 )

22 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 22  The V.32 and V.32bis constellation and bandwidth 전화선 모뎀 ( 계속 )

23 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 23  Uploading and downloading in 56K modems 전화선 모뎀 ( 계속 )

24 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 24 9.3 DIGITAL SUBSCRIBER LINE Topics discussed in this section: After traditional modems reached their peak data rate, telephone companies developed another technology, DSL, to provide higher-speed access to the Internet. Digital subscriber line (DSL) technology is one of the most promising for supporting high-speed digital communication over the existing local loops. ADSL ADSL Lite HDSL SDSL VDSL

25 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 25 9.3 디지털 가입자 회선 기술  ADSL (Asymmetric Digital Subscribe Line) ■ 비대칭 디지털 가입자 회선 ■ 기존의 지역 루프를 변경하지 않고 디지털 회선으로 만든 것 ■ 하향 스트림이 상향 스트림보다 높은 데이터 전송률

26 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 26 ADSL 은 가정 사용자들을 위해 설계된 비대칭 통신 기술이며 업무 환경에는 적절하지 않다. ADSL is an asymmetric communication technology designed for residential users; it is not suitable for businesses. 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )

27 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 27 기존의 지역 루프는 1.1 MHz 까지의 대역폭을 감당할 수 있다. The existing local loops can handle bandwidths up to 1.1 MHz. 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )

28 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 28 ADSL 은 적응 기술이다. 지역 루프 회선의 조건에 따라 데이터 전송속도를 조정한다. ADSL is an adaptive technology. The system uses a data rate based on the condition of the local loop line. 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )

29 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 29 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )  변조 기법 ■ 이산 다중음조 기술 (DMT, Distance Multitone Technique) 기법 이 용 ■ QAM 과 FDM 결합

30 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 30 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )  대역폭 분할

31 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 31 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )  실제 비트 전송률 ■ 상향 스트림 ▶ 24 개 채널 사용 ▶ 24 X 4Kbps X 15 또는 1.5 Mbps ▶ 대략 64 Kbps 에서 1Mbps ■ 하향 스트림 ▶ 224 개의 채널 사용 ▶ 224 X 4Kbps X 15 또는 12 Mbps ▶ 대략 500 Kbps 에서 8Mbps

32 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 32 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )  ADSL 모뎀

33 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 33 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )  전화회사 쪽 DSLAM ■ 디지털 가입자 회선 접근 다중기 (digital subscriber line access multiplexer)

34 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 34 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 )  SDSL(Symmetric Digital Subscriber Line) ■ 하향과 상향 방향의 대역폭이 같음 ■ 많은 양의 데이터를 주고 받는 업무 환경에 적합  HDSL(High rate Digital Subscriber Line) ■ T1 회선의 대안으로 Bell Core 에서 개발 ■ 2B1Q 부호화 방식 이용 ■ 3.6 Km 이내에서 중계기 없이 2Mbps 전송률을 얻음 ■ 2 개의 꼬임 쌍선 이용 ( 전이중 )  VDSL(Very high bit rate Digital Subscriber Line) ■ 짧은 거리 (800~1800 미터사이 ) 에서 동축, 광섬유, 꼬임쌍선 사용 ■ DMT 방식을 사용하여 상향 1.5~2.5Mbps, 하향 50~55Mbps 제공

35 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 35 디지털 가입자 회선 기술 ( 계속 ) Table 9.2 Summary of DSL technologies

36 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 36 9.4 CABLE TV NETWORKS The cable TV network started as a video service provider, but it has moved to the business of Internet access. In this section, we discuss cable TV networks per se; in Section 9.5 we discuss how this network can be used to provide high-speed access to the Internet. Topics discussed in this section: Traditional Cable Networks Hybrid Fiber-Coaxial (HFC) Network

37 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 37 Figure 9.14 Traditional cable TV network

38 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 38 전통적인 케이블 TV 네트워크에서의 통신은 단방향이다. Communication in the traditional cable TV network is unidirectional. 9.4 케이블 네트워크

39 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 39 케이블 네트워크 ( 계속 )  광섬유 - 동축 혼합 (HFC, hybrid fiber-coaxial) 네트워크 ■ 지역꼭지 케이블 (RCH) : 400,000 명 가입자 허용 ■ 배전 허브 : 40,000 명 가입자 허용 ■ 동축 케이블 : 1,000 명 가입자 허용

40 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 40 HFC 케이블 TV 네트워크에서의 통신은 양방향이 될 수 있다. Communication in an HFC cable TV network can be bidirectional. 케이블 네트워크 ( 계속 )

41 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 41 9.5 CABLE TV FOR DATA TRANSFER Cable companies are now competing with telephone companies for the residential customer who wants high-speed data transfer. In this section, we briefly discuss this technology. Topics discussed in this section: Bandwidth Sharing CM and CMTS Data Transmission Schemes: DOCSIS

42 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 42 9.5 데이터 전송을 위한 케이블 TV  대역폭 ■ 동영상 대역 : 채널당 6MHz, 총 80 개의 채널 가능

43 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 43 하방향 데이터는 64-QAM 변조 기술을 사용하여 변조된다. Downstream data are modulated using the 64-QAM modulation technique. 데이터 전송을 위한 케이블 TV( 계속 )

44 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 44 이론적인 하방향 데이터 전송률은 30Mbps 이다. The theoretical downstream data rate is 30 Mbps. 데이터 전송을 위한 케이블 TV( 계속 )

45 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 45 상방향 데이터는 QPSK 변조 기술을 사용하여 변조된다. Upstream data are modulated using the QPSK modulation technique. 데이터 전송을 위한 케이블 TV( 계속 )

46 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 46 이론적인 상방향 데이터 전송률은 12Mbps 이다. The theoretical upstream data rate is 12 Mbps. 데이터 전송을 위한 케이블 TV( 계속 )

47 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 47 데이터 전송을 위한 케이블 TV( 계속 )  케이블 모뎀 (CM) ■ ADSL 모뎀과 유사

48 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 48 데이터 전송을 위한 케이블 TV( 계속 )  케이블 모뎀 전송 시스템 (CMTS : cable modem transmission system)

49 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 49 데이터 전송을 위한 케이블 TV( 계속 )  데이터 전송 방식 ■ 케이블 시스템 접속상의 데이터 규격 (DOCSIS) : ▶ Data over Cable System Interface Specification ▶ 멀티미디어 케이블 네트워크 시스템에서 개발 ▶ CMTS 에서 CM 으로 데이터를 전달하기 위해 필요한 모든 프로토콜 규정

50 HANNAM UNIVERSITY Http://netwk.hannam.ac.kr 50 9.6 요약