Chapter7 Transmission Media(전송매체)

전송매체

• 전송 매는 실제로 물리 계층아래에 있으며 물리 계층에서 직접 제어한다. 전송 매체는 레이어 zero에 속한다고 말할 수 있다.
• 말실지에서 목적지까지 정보를 전달할 수 있는 모든 것
• 데이터 통신에는 일반적으로 자유 공간, 금속 케이블 또는 광섬유 케이블이 사용된다.
• 전송매체 및 물리계층

전송 매체의 종류

• 두가지의 큰 범주
  • Guided(wired)
  • Unguided(wireless)
   

 

 

Guided Media

• 하나의 장치에서 다른 장치로 도관을 제공하는 유도 매체에는 연선 케이블(Twisted-Pair cable), 동축 케이블(coaxial cable) 및 광섬유 케이블(fiber-optic cable)이 포함된다
• 이러한 매체를 따라 이동하는 신호는 매체의 물리적 한계에. 의해 지시되고 억제된다.

연선 케이블(Twisted-Pair cable)

• 두개의 전도체(일반적으로 구리)로 구성되며 각각 자체 플라스틱 절연체가 함께 꼬여 있다.
• 선중 하나는 신호를 수신기로 전달하는데 사용되고 다른 하나는 접지기준으로만 사용된다.
• 수신자는 둘 사이의 차이를 사용하여 데이터 값을 결정한다.

• 두 전선을 꼬는 이유
  • 간선(노이즈) 및 혼선이 두와이어에 상당히 영향을 미치고 두 와이어의 전압 차이를 변경하지 않도록 한다.
  • 비틀릴수록 소음에 더 잘 견딘다.

• UTP(Unshided TP) 및 STS(Shielded TP) 케이블
  • STP는 노이즈나 혼선을 더 잘 방지하지만 부피가 크고 비용이 많이 든다.
   

• UTP커넥터

• 응용분야
  • 전화 가입자 회선
  • 이더넷
• 감쇠 대 주파수,거리
• 더 작은 AWG(American Wire Gauge)수 
  -> 더 큰 Diameter(직경)
  -> 더 많은 전류량

 

동축케이블(Coaxical Cable)

 

• 코어도체(일반적으로 구리): 신호전송에 사용
• 외부도체(금속 호일 또는 braid): EMI에 대한 차례
• 절연체(플라스틱): 내부 및 외부 도체 절연
• 재킷 또는 래퍼(고무): 전체 케이블 보호

 

• Twisted-pair(연선케이블)보다 높은 주파수 범위

• 응용 분야
  • 10,000개의 음성 신호를 전달하는 아날로그 전화 네트워크
  • 최대 600Mbps의 디지털 전화 네트워크
  • 케이블 TV 네트워크
  • 이더넷 LAN

 

광섬유 케이블 

• 유리 또는 플라스틱으로 제작되어 빛 형태의 신호를 전달
• 빛의 성질: 굴절
  • 한 물질을 통과하는 광선이 밀도가 다른 물질에 들어가면 밀도가 더 높은 물질 쪽으로 광선의 방향이 바뀐다.

 

• Principle
  • 반사는 채널을 통해 빛을 안내하는데 사용된다.
  • Cladding은 코어보다 밀도가 낮다.
  • 빛이 완전히 반사될 수 있도록 밀도 차이가 충분히 커야 한다.
   

 

• 전파모드
  • Multi Mode (다중모드): 다중 빔이 서로 다른 경로에서 코어를 통해 이동한다.
  • Single Mode(단일모드): 하나의 빔이 코어를 통해 거의 수평으로 이동한다.
• step-index(다중모드)
  • 코어 밀도가 전체적으로 일정하다
  • 인터페이스에서 갑자스러운 인덱스 변경
• graded index(다중모드)
  • 코어밀도가 점진적으로 감소한다.
  • 모든 빔이 비슷하게 도착한다.
• 단일모드
  • step-index 광섬유
  • 다중모드보다 훨씬 작은 직경

• 섬유구조

• 감쇠 대 파장
  • 다른 케이블보다 평평함
   

• 응용분야
  • 넓은 대역폭이 비용 효율적이기 때문에 네트워크 백본으로 사용
  • HTC, FTTH
• 광섬유의 장점
  • 더 높은 대역폭
  • 더 적은 신호 감쇠
  • 전자파 간섭에 대한 내성
  • 부식성 물징에 대한 내성
  • 가벼운 무게
  • 태핑(tapping)에 대한 더 큰 내성
• 광섬유의 단점
  • 설치 및 유지 관리
  • 단방향 광 전파
  • 비용

Unguided Media

• 물리적 전도체를 사용하지 않는 무유도 매체 전송파
• 신호는 일반적으로 free space를 통해 방송되므로 신호를 수신할 수 있는 장치가 있는 모든 사람이 사용할 수 있다.

 

• 전자파 전파

• 무선 통신을 위한 전자기 스펙트럼
  • 전파(Radio wave): 라디오 방송에 일반적으로 사용되는 전파
• 전파 방법

 

• 무선주파수 대역

 

Radio Wave

• Radio wave(전파): 일반적으로 3kHz~1GHz
• Mocrowave(마이크로파): 1~300GHz

 

• ITU(International Telecommunication Union) 은 전파를 "3THz이하)로 확장했다.
• 전파는 대부분 전방향성이다.
  • Adv.: 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 정렬이 필요하지 않음
  • 단점: 다른 신호와의 간섭
• 스카이 모드의 전파는 AM,FM,텔레비전 및 해상 라디오와 같은 장거리 방송에 적합한 후보이다.

Micro wave

• 마이크로웨이브는 가시선이다. 안테나가 장착된 타워는 서로에 시야에 있어야 하므로 멀리 떨어진 타워는 지구의 곡률과 장애물을 고려하여 매우 높아야 한다.
• 초 고주파 마이크로파는 벽을 통과할 수 없다.
• 마이크로파 대역(1GHz)이 비교적 넓어서 높은 데이터 전송률이 가능하다.
• 마이크로웨이브는 단방향: 단방향 안테나, 셀룰러, 위성, WLAN

Infrared(적외선)

• 범위: 300GHz ~400THz(파장 1mm~770nm)
• 벽을 통과할 수 없어 밀폐된 공간에서 가시광선을 이용한 근거리 통신에 적합하다.
• 장점
  • 한시스템과 다른 시스템 사이에 간섭 없다
  • 높은 데이터 속도를 허용하는 넓은 대역폭
• 키보드,마우스,PC 및 프린터와 같은 장치 간의 IrDA(Infrared Data Association) 표준화 적외선 통신