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정보 통신의 기본 본문
정보통신 시스템의 기본 구성
| 구분 | 구성 요소 | 역할 및 설명 | 예시 |
| 정보통신 시스템 | 전체 시스템 | 데이터를 생성, 처리, 전송, 저장, 출력하여 사용자 간 통신을 지원. | 컴퓨터 네트워크, 인터넷, 클라우드 시스템 |
| 데이터 전송계 | 단말 장치 (DTE) | 데이터를 입력하거나 출력하는 장치. | 컴퓨터, 스마트폰, 키보드, 프린터 |
| 데이터 전송 회선 | 데이터를 송수신하는 물리적 또는 무선 매체. | 광섬유, 동축 케이블, Wi-Fi | |
| 통신 제어 장치 (CCU) | 데이터 송수신 과정 제어 및 에러 검출/수정. | 라우터, 스위치 | |
| 신호 변환 장치 (DCE) | 데이터를 전송 가능한 신호로 변환 및 복원. | 모뎀, 네트워크 어댑터 | |
| 데이터 처리계 | 컴퓨터 | 데이터 처리의 중심 장치. | 데스크탑, 서버 |
| 하드웨어 | 데이터를 입력, 처리, 저장, 출력하는 물리적 장치. | CPU, RAM, SSD, 네트워크 카드 | |
| 소프트웨어 | 데이터를 처리하고 관리하는 프로그램. | 운영체제(OS), 데이터 분석 소프트웨어 |
구성요소 간 역할 흐름
단말 장치 (DTE):
데이터를 생성하거나 사용자에게 출력.
예: 키보드를 통한 입력, 모니터로 결과 출력.
데이터 전송 회선:
송신지에서 수신지로 데이터를 전달.
예: 인터넷 케이블, 무선 네트워크.
통신 제어 장치 (CCU):
송수신 과정을 관리하고 데이터 전송을 최적화.
예: 라우터에서 패킷 전송 제어.
신호 변환 장치 (DCE: Data Circuitterminal Equipment):
데이터를 전송 신호로 변환하거나 복원.
데이터 회선 종단장치(DCE)라고도 한다.
예: 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환.
컴퓨터 (데이터 처리계):
수신 데이터를 가공하고 사용자에게 제공.
예: 서버에서 데이터 분석 및 처리.
하드웨어 및 소프트웨어:
물리적 장치와 프로그램이 협력하여 데이터 처리.
예: 하드웨어(CPU)에서 소프트웨어(OS)를 통해 처리.
단말장치
단말장치(DTE : Data Terminal Equipment)는 통신 시스템과 사용자의 접점에 위치하여 컴퓨터(HOST)에 의해 처리될 데이터를 입력하거나 처리된 결과를 출력하는 기능을 합니다.
신호 변환장치
컴퓨터나 단말장치의 데이터를 통신회선에 적합한 신호로 변경하거나 통신회선의 신호를 컴퓨터나 단말장치에 적합한 데이터로 변경하는 신호 변환 기능을 수행합니다. 전송 회선의 양끝에 위치하므로 데이터 회선 종단장치(DCE: Data Circuitterminal Equipment)라고도 합니다.
종류 :
모뎀(MODEM) :
컴퓨터나 단말장치로부터 전송되는 디지털 데이터를 아날로그 회선에 적합한 아날로그 신호로 변환하는 변조(MOdulation)과정과 그 반대의 복조(DEModulation)과정을 수행
디지털 데이터를 공중 전화 교환망(PSTN)과 같은 아날로그 통신망을 이용하여 전송 할 때 사용
기능 : 변복조기능, 자동 응답 기능, 반복 호출 기능, 자동 속도 조절 기능, 모뎀 시험 기능
DSU(Digital Service Unit) :
컴퓨터나 단말장치로 부터 전송되는 디지털 데이터를 디지털 회선에 적합한 디지털 신호로 변환하는 과정과 그 반대의 과정을 수행
신호의 변조 과정이 없이 단순히 유니폴라(단극성) 신호를 바이폴라(양극성) 신호로 변환하여 주는 기능만 제공하기 때문에 모뎀에 비하여 구조가 단순
디지털 데이터를 공중 데이터 교환망(PSDN)과 같은 디지털 통신망을 이용하여 전송 할 때 사용
속도가 빠르고, 오류율이 낮다
기능 : 송수신 기능과 타이밍 회복 기능을 DSU에서 자체 수행
코덱(CODEC) :
아날로그 데이터를 디지털 통신 회선에 적합한 디지털 신호로 변환하는 변조 과정과 그 반대의 복조 과정을 수행
기능 : 펄스 코드 변조(PCM)방식을 이용하여 데이터를 변환한다
DTE/DCE 접속 규격
DTE (Data Terminal Equipment): 데이터를 입력하거나 출력하는 장치.
DCE (Data Circuit-Terminating Equipment): 데이터를 전송 가능한 신호로 변환하거나 복원하는 장치.
DTE/DCE 접속 규격은 기계적, 전기적, 물리적, 논리적 조건을 정의하며, OSI 참조 모델의 물리 계층에 속합니다.
주요 규격
| 구분 | 표준 시리즈 | 설명 | 특징 |
| ITU-T | V 시리즈 | 공중 전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격. | |
| V.24 | 기능적, 절차적 조건에 대한 규정. | RS-232C와 호환. | |
| V.28 | 전기적 조건에 대한 규정. | RS-232C와 호환. | |
| X 시리즈 | 공중 데이터 교환망(PSDN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격. | ||
| X.20 | 비동기식 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격. | ||
| X.21 | 동기식 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격. | 고속 데이터 전송에 적합. | |
| X.24 | DTE/DCE 간의 상호 접속 회로에 대한 규격. | ||
| X.25 | 패킷 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격. | 패킷 교환 방식에 사용. | |
| EIA | RS-232C | 공중 전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격. | V.24, V.28, ISO2110과 호환. 가장 널리 사용되는 표준. |
| RS-449 | 고속 데이터 통신을 위한 DTE/DCE 접속 규격. | RS-232C의 단점 보완. 거리에 제한 없으며, 속도가 빠름. |
ITU-T 표준 설명
V 시리즈 (PSTN 기반):
V.24: DTE와 DCE 간의 기능적, 절차적 조건을 규정.
V.28: DTE와 DCE 간의 전기적 조건을 규정.
주로 **공중 전화 교환망(PSTN)**에서 사용되며, RS-232C와 호환.
X 시리즈 (PSDN 기반):
X.20: 비동기식 데이터 전송을 위한 규격.
X.21: 동기식 데이터 전송을 위한 규격.
X.24: DTE/DCE 간 상호 접속 회로 규정.
X.25: 패킷 전송 방식을 지원하는 규격. 패킷 교환 네트워크에 사용.
EIA표준 설명
RS-232C:
PSTN을 통한 DTE/DCE 접속 규격.
V.24, V.28, ISO2110과 호환.
현재 가장 많이 사용되는 직렬 통신 표준.
RS-449:
RS-232C의 단점을 보완하기 위해 개발.
고속 데이터 통신과 장거리 데이터 전송에 적합.
ITU-T :
V 시리즈
공중 전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격
V.24 : 기능적, 절차적 조건에 대한 규정
V.28 : 전기적 조건에 대한 규정
X시리즈
공중 데이터 교환망(PSDN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격
X.20 : 비동기식 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격
X.21 : 동기식 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격
X.24 : DTE/DCE간의 상호 접속 회로에 대한 규격
X.25 : 패킷 전송을 위한 DTE/DCE 접속 규격
EIA :
RS-232C
공중 전화 교환망(PSTN)을 통한 DTE/DCE 접속 규격
V.24, V.28, ISO2110을 사용하는 접속 규격과 기능적으로 호환성을 가지며, 현재 가장 많이 사용
RS449
고속 데이터 통신을 위한 DTE/DCE접속 규격
RS-232C의 단점을 보완하기 위한 새로운 표준
거리에 제한이 없고, RS-232C에 비해 속도가 빠르다
RS-232C 커넥터
DTE와 DCE사이의 접속 규격으로 RS-232C가 가장 많이 이용됩니다.
특징 :
25핀으로 구성된 커넥터로, 전송 거리는 15m 이하
데이터 신호 속도는 최고20Kbps
전이중/ 반이중, 동기/ 비동기 모두에 대응
다중화기(MUX : Multiplexer)
하나의 통신 회선에 여러 개의 단말장치가 동시에 접속하여 사용할 수 있도록 하는 장치를 말합니다
종류 :
| 종류 | 설명 | 특징 및 사용 사례 |
| 주파수 분할 다중화기(FDM) | - 신호를 서로 다른 주파수 대역으로 분리하여 전송. - 각 주파수 대역은 동시에 전송 가능. |
- 아날로그 신호 전송에 적합. - 예: 라디오 방송, 케이블 TV. |
| 시분할 다중화기 (TDM) | - 시간 단위로 신호를 나누어 교대로 전송. - 디지털 신호 전송에 적합. - 송신 시 각 신호에 시간을 할당하여 순차적으로 전송. |
- 디지털 데이터 전송에 사용. - 예: 전화 교환 시스템, 컴퓨터 네트워크. |
주요 특징 및 동작 원리 :
주파수 분할 다중화기 (FDM):
동작 원리:
각 신호는 고유의 주파수 대역을 할당받아 전송.
수신 측에서 주파수 대역을 분리하여 개별 신호를 복원.
장점:
각 채널이 동시에 전송되므로 실시간 데이터 전송에 유리.
여러 아날로그 신호를 동시에 전송 가능.
단점:
주파수 대역폭 제한 시 신호 간 간섭 발생 가능.
하드웨어 설계 복잡성 증가.
시분할 다중화기 (TDM):
동작 원리:
각 신호에 시간 슬롯을 할당.
각 신호는 할당된 시간에만 전송.
수신 측에서 시간 슬롯을 기준으로 신호를 복원.
장점:
대역폭 효율성이 높음.
디지털 데이터 전송에 적합.
단점:
시간이 정해진 슬롯에 데이터를 보내지 못하면 데이터 손실 가능.
실시간 처리가 필요한 시스템에서는 지연 가능성.
FDM과 TDM비교
| 항목 | FDM(주파수 분할 다중화기) | TDM(시분할 다중화기 |
| 데이터 분할 방식 | 주파수 대역으로 분리 | 시간 슬롯으로 분리 |
| 신호 유형 | 아날로그 신호 | 디지털 신호 |
| 장점 | - 실시간 전송 가능. - 여러 아날로그 신호 지원. |
- 높은 대역폭 효율성. - 디지털 데이터에 적합. |
| 단점 | - 대역폭 간섭 위험. - 하드웨어 복잡성. |
- 실시간 처리 시 지연 가능. - 데이터 손실 가능. |
다중화기의 활용
FDM:
라디오 및 텔레비전 방송.
아날로그 전화망.
TDM:
전화 교환 시스템.
컴퓨터 네트워크 데이터 전송.
출저 및 참고
정보처리 산업기사 시나공(기본서)
