[DC]Physical Layer

(1) Data transmission occurs between transmitter and receiver over some transmission medium.

전송기와 수신기사이의 전송매체를 통해 데이터(신호)를 주고 받는데 

여기서 신호는 바로 전자기파 (electromagnetic waves)를 의미한다. 

 

그래서 물리계층은 전자공학 주제여서 배운 내용보단 가볍게 정리하고 넘어갈 생각이다.

우선 신호는 두 종류가 있다. analog 신호와 digital 신호.

각각의 특징은 continuous, discrete하다는 것이다.

 

다음은 digital신호가 analog신호 대비 갖는 장단점이다

1. 일반적으로 신호는 digital이 analog대비 싸다.

2. Less suscptible to noise :잡음에 강하다.

3. Suffer more from attenuation : 감쇠에 약하다. 

 

Data와 Signal은 각각 analog or digital 타입을 갖게 되므로

어떤 데이터를 어떤 시그널로 보낼 것인지를 결정하게 된다.

그래서 총 4가지 경우의 수를 살펴보는 것이 1계층의 학습 목표이다. 

 

(2) 어떤 digital신호를 전송할 때 그냥 보내는 것과 analog신호로 변조해서 보내는 방식이 있다.

전자는 Baseband라고 하고 후자는 Broadband라고 한다.

Baseband 전송은 digital signal이 감쇠에 약하기 때문에 가까운 거리만 전송이 가능하다. 또한 매체에서 하나의 signal만 전송 가능하다. 

Broadband transmission은 매체에서 하나 이상의 signal을 전달 가능하다. TV, 음성, 전화 등등. 그래서 OOBroadband는 이름을 참 잘 지었다.

 

Signal을 다루다보면 우리는 필연적으로 마주치는 존재들이 있다.

1. Attenuation 2. Distortion 3. Noise

감쇠는 전송매체의 저항때문에 발생한다. 이는 AMP를 달아서 해결할 수 있다. 

이때 문제점은 noise까지 증폭이 같이 된다는 것이다.

왜곡은 서로다른 주파수 신호, 즉, 복합신호에서 발생된다. 

잡음은 전송과정에서 필연적으로 생겨서 신호를 corrupt 시킨다. 

 

그래서 SNR(signal to noise ratio)를 구하는 것이 전자공학에선 중요한 topic이 된다. 

추가적으로 Nyquist의 noiseless channel과 Shannon의 noisy channel에 대해서 다루면서

전송의 한계, 즉, Data Rate의 한계에 대해서 다룬다.

 

(3)(~) data to (~) signal conversion 에 대해 알아보자.

 

1.digital data to digital signal conversion

-line coding, block coding, scrambling

2.analog data to digital signal conversion

-pulse code modulation, delta modulation

 

그리고 이 데이터들을 serial하게 보낼지 parallel하게 보낼지에 대한 것도 고려해야한다.

병렬통신은 컴퓨터 내부 통신으로 근거리 전송에 적합하고 비용이 많이 든다.

직렬통신은 하나의 매체에 한 bit씩 순차적으로 전송하여 느리지만 원거리 전송에 적합하고 비용이 싸다.

직렬은 동기식인지, 비동기식인지, 등시식인지에 대한 비교가 필요하다. 

 

3.digital data to analog signal conversion

-ASK(amplitude shift keying), FSK(frequency shift keying), PSK(phase shift keying), QAM(quadrature amplitude modulation)

4.analoa data to analog signal conversion

-AM(amplitude modulation), FM(frequency modulation), PM(phase modulation)

 

(4)Mux

Multiflexing은 하나의 고속 회선에 여러 대의 단말기가 접속하도록 하는 장치이다. 

FDM, WDM, TDM의 방식이 있다.