회선, 메시지, 패킷 교환 변조와 복조

정보통신기술과 교환

 

교환이란 단말 장치와 단말 장치 간 통신로를 확보하여 통신망 전체의 효율을 증대시키는 것이고, 교환망의 종류로는 전화 교환망, 데이터 교환망, 종합정보통신망 등이 있다. 즉, 교환 방식은 단말장치 간 통신선로를 확보하여 통신망 전체의 효율을 높이기 위한 것으로 패킷(Packet)과 회선(Circuit) 기반의 교환 방식으로 구분될 수 있다. 음성서비스는 과거에는 회선 기반의 교환 방식을 이용하였으나, 최근에는 인터넷 전화(VoIP)망을 이용하여 패킷 기반 교환 방식으로 전환되고 있고, 각종 데이터, 이미지 및 동영상은 회선, 메시 지, 패킷 교환 방식 모두를 사용하기도 한다. 여기서 데이터 교환망은 회선 교환 방식인 비저장 방식과 메시지나 패킷 교환 방식인 저장 방식으로 나뉜다. 또한, 패킷 교환방식에는 데이터그램 패킷 교환 방식과 가상 회선 패킷 교환 방식이 있다.

 

회선 교환

회선교환은 송·수신 단말장치 사이에 데이터를 전송할 때마다 물리적인 통신 경로를 설정하여 정보를 전송하는 교환 방식이다.. 즉, 회선교환 방식은 시분할 방식을 이용하여 데이터를 주고받는다. 가령, 공중전화통신망(PSTN)을 이용한 가정에서 사용하는 유선 전화를 이용해서 상대방 유선전화와 호가 연결되면 물리적인 회선이 설정되는 것이다. 즉, 물리적인 통신선로 위에 세션이 연결되어 그 위에 통화 서비스를 위한 정보를 전송할 수 있게 되는 것이다. 이 때, 통화 서비스의 점유 비율은 약 40% 정도를 사용하게 되고, 나머지 60%는 사용되지 않는 비어있는 대역으로 남는다. 이러한 여유대역을 활용하기 위해 통화 중 연결음이나 다양한 지능형 서비스가 나머지 60% 여유대역을 이용하여 추가 및 부가서비스 형태로 제공되고 있다.

 

메시지 교환

메시지 교환은 축적 교환 방식으로 일정하지 않은 논리적인 단위인 메시지 형태로 데 이터를 송·수신하는 전송방식이다. 따라서, 메시지 교환 방식은 데이터 전송 시 처리 지연이 발생하게 된다. 가령, 이메일 서비스는 최대한 빠르게 전송(Best-Effort)하는 원 리를 사용하고 있다. 패킷 기반으로 전송할 수 있지만, 일정하지 않은 형태의 메시지를 이용할 경우 축적 후 교환하는 것은 패킷 교환과 같지만 전송속도가 일정하지 않아 불안 정 할 수 있다. 회선 교환과 비교 시 전용회선이 필요하지 않기 때문에 비용 면에서는 강점이 있지만, 패킷 교환과 비교 시 일정하지 않고, 전송속도가 비교적 느린 단점을 보 유하고 있는 방식이다.

 

패킷 교환

패킷 교환은 데이터나 제어 신호를 포함하는 일정한 크기의 기본 전송 단위인 패킷을 이용하여 전송되거나 교환하는 방식을 말한다. 패킷 교환 방식에는 논리적인 통신 경로를 설정하지 않고, 패킷의 순서에 무관하게 독립적으로 전송하는 데이터그램 패킷 교환 방 식과 패킷이 전송되기 전에 발 착신지 사이에 논리적인 통신 경로를 미리 설정한 후 전 송하는 방식으로 송신한 순서에 따라 수신이 가능한 가상 회선 패킷 교환 방식이 있다.

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변조와 복조

 

정보통신이란 유선 및 무선 전송로를 이용하여 기타 전자식 방식에 의해 음성, 이미지, 데이터, 동영상 및 멀티미디어 정보원을 송신 및 수신하는 기술이다. 이때, 정보원과 통신망 사이에서 신호변환 기술을 이용하게 된다. 변조란 원신호를 반송파에 실어 높은 주파수대로 신호를 전달하는 기술이며, 복조란 높은 주파수대로 변환된 신호를 역과정을 통해 원신호로 전달하는 기술을 말한다.

 

변조(Modulation)

변조는 신호 정보를 전송매체의 채널 특성에 맞게 세기(크기), 변위, 주파수 및 위상 등을 적절한 파형 형태로 변환하는 것으로 변조 과정에서 기저대역 메시지 신호가 반송파 근처의 대역으로 주파수 이동이 이루어지는 것을 말한다. 즉, 변조 과정에서 원래의 신호는 반송파(Carrier)에 실어 높은 주파수로 이동할 수 있는데, 반송파의 파라미터인 진폭, 각속도, 위상 등의 변화에 따라 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM), 위상 변조(PM) 등 이 생성된다.

 

복조(De-modulation)

복조는 변조되어 전송된 중에 손상된 파형을 원래의 정보신호 파형으로 복원하는 것 을 말한다. 가령, 위의 진폭 변조(AM)의 경우 원 신호와 비교 시 세기(크기)를 이용한 반 송파를 적용하여 진폭의 크기를 키우거나 줄일 수 있다. 하지만, 진폭의 크기는 전송과 정 간 왜곡에 의해 찌그러지거나 상호 간섭에 의해 신호의 품질이 저하될 수 있는데, 복조 과정을 통하여 열화 된 파형을 원래의 신호 파형으로 복원할 수 있게 되는 것이다. 또한, 주파수변조(FM)주파수 변조(FM)의 경우 원신호와 비교 시 다른 주파수를 이용한 반송파를 적용하 여 주파수의 변형을 줄 수 있다. 변조된 신호는 전송 과정에서 높은 주파수나 낮은 주파 수 형태로 변형되어 송·수신 시 페이딩, 간섭, 손실, 굴절, 반사 등 다양한 열화 요인으 로 주파수 품질이 저하될 수 있다. 이 경우 레이크 수신기,, 다이버시티 등 다양한 형태의 보상을 통해, 원신호로 역변환하는 과정을 복조라고 한다. 또한, 디지털 변조 파형의 복 조 후에 심벌(Symbol)의 결정 과정을 지칭하는 디지털 변조방식에서는 검출(Detection)이라고 표현한다.