Telecommunications Management Lab.

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

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

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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.

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

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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.

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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.

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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.

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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.

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

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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 ( ) = 36,000bps 주) 56kbps 모뎀 정보의 압축기술 / PSTN 이용 방법 개선 Telecommunication Management Lab.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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전송매체 (cont.) 마이크로파(Terrestrial Microwave) 주파수 대역: GHz 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.

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전송매체 (cont.) 통신위성 마이크로파 통신위성 : 큰 중계소 역할 주파수 대역: GHz 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.

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

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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.

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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.

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