무선매체의 이해

방송용 무선 라디오파

 

무선매체란?

-특별한 도체 없이도 공기 중에 전파를 이용하여 정보를 전송하는 매체

종류

-방송용 무선 라디오파

-지상 마이크로파

-위성 마이크로파

 

방송용 무선 라디오파란?

-고정된 선로 전송지점과 분산 컴퓨터 사이에 무선 링크를 제공

-빛의 속도로 정보를 전달 할 수 있음

-다른 곳에 흠수되지 않고 잘 반사되며 통신에 유용하게 사용됨

-파장 또는 주파수에 따라 다양한 영역으로 나눌 수 있음

     >장파는 해안이나 선박용 AM 라디오 방속 등에 이용

     >중파는 AM 라디오 방송 이용

     >단파는 경찰 라디오, 항공기 라디오에 사용

     >초단파는 FM라이오, TV방송에 사용

     >극초단파는 TV방송, 디지털 TV방송 등에 이용

특징

-특정한 방향이 없는 다방향성

-고출력 단일 주파수의 경우 저출력에 비해 원거리 전송이 가능

-감쇄 강도가 적음

-내역 확산의 경우 여러 주파수를 동시에 사용 가능

-특정 주파수를 사요하고 있는 네트워크와 인접하지 않은 곳에서 그 주파수 대역을 재사용이 가능

-전송률이 킬로 비트 수준으로 낮은 편

-자연적, 인공적 물체에 의한 반사로 인해 많은 전송 경로로 전송

 

마이크로파

 

지상 마이크로파

-장거리의 수십 Mbps의 데이터 전송 속도를 제공하며 주로 장거리 통신 서비스용으로 전송 매체의 설치가 불가능하거나 설치비용이 비쌀 떄 사용

특징

-접시형 안테나를  사용하며 고지대에 위치

-장거리에 대해 높은 데이터 전송률을 제공

-장거리 통신 서비스용, TV나 음성 전송용 동축케이블 대용 가능

-동축케이블에 비해 훨씬 적은 증폭기와 리피터가 필요

-지구 대기를 통한 가시거리 마이크로웨이브 통신은 50km이상 가능

-직진하는 성질을 갖고 있음

-높은 구조물이나 기상 조건에 영향을 받음

 

위성 마이크로파

-2개의 지상 송신국과 수신국이 서로 중계 역할을 하는 위성을 거쳐 데이터를 주고받는 형태

-통신을 위해 보통 인공위성이 수신 지점과 전송 지점이 일치하는 곳에 떠있고 인공위성을 통해서 양방향 전송이 이루어짐

-변조된 데이터를 마이크로파 빔으로 지상에서 위성으로 전송되는 상향 링크의 위성에서 수신된 주파수를 증폭하여 송신 주파수로 바꾸는 트랜스폰이라는 장치를 사용하여 지상의 목적지로 다시 전송하는 하향링크 설정

-상향, 하향 서로 다른 주파수 대역 사용

고정 위성 서비스

-하나이상의 위성을 사용하여 지표면의 고정 지점간에 제공하는 전파통신 서비스

-지구국 : 지표면의 고정지점에 위치한 무선국

-우주국 : 위성상에 설치도니 무선국

-VSAT : 고출력 양방향 서비스

이동 위성 서비스

-고정된 지구국-이동체간 혹은 이동체-이동체간의 신호 교환에 위성을 이용하는 통신 서비스

-광범위한 통신영역, 은 접속시간, 지상통신망과의 접속 용이, 고 신뢰성 거리에 무관한 통신비용 등의 이점 제공

장점

-많은 통신량

   >일반적으로 통신용량은 대역폭에 비례함

-향상된 에러율

   >주로 신호가 대기 중을 전파할 때 발생하는 에러율이 지상통신보다 현저히 짧게 되므로 에러의 발생 정도가 현저히 줄어 듦

-통신 비용의 감소

-장거리 경우 통신비용의 절감효과는 현저히 나타남

 

단점

-점대점 네트워크 구성만 가능

-전송지연 발생 기 통신 능률을 떨어짐

-고장의 경우 수리 불가능

 

전송경로의 불완전성

-전송신호는 전송경로를 경유하여 목적지까지 전송되는 과정에서 여러 가지 원인에 의해 송신신호와 달라지게 됨

 

구분

-동적인 불완전성 : 백색잡음, 충격성 잡음, 혼선, 에코, 진폭변화

-정적인 불완전성 : 손실, 지연왜곡, 진폭감쇄, 왜곡

 

백색잡음

-도체 내에서 온도에 따른 전자의 운동량의 변화에 기인

-잡음 세력이 시간에 대해 전혀 무작위 한 진폭 가짐

-가우시안 잡음이라고 불림

 

상호 변조잡음

-서로 다른 주파수들이 똑같이 전송 매체를 공유할 떄 서로의 합과 차에 대한 신호를 계산함으로써 발생하는 잡음

-다중화된신호들이 증폭기를 거칠 때 증폭기의 비직선성 떄문에 이웃하는 채널끼리 상호변조를 일으킴으로써 발생 함

-독립된 두 개의 채널 신호가 변조를 일으켜 제 3 채널의 대역에 속하는 주파수를 만드는 것을 의미함

 

혼선

-한 신호채널이 다른 신호채널과 원치 않은 결합을 하여 잡음을 형성하는 것

-결합의 유형은 유도성 혹은 용량성결합인 경우도 있고 떄에 따라서는 무선안테나 사이의 결합일 수도 있음 

-몇 개의 채널이 다중화 되어 동일한 전송로를 통해 전달될 때 흔히 발생함

 

충격성 잡음

-전송 시스템에 순간적으로 일어나는 높은 진폭의 잡음

 

에코

-전송선에서 임피던스의 변화가 있을 경우 약해진 신호가 송신측으로 되돌아오는 것을 뜻함

-장거리 음성통신에서는 에코 억제기가 사용되나 데이터 통신에서는 에코 억제기가 필요 없음

 

위상의 변화

-연속적인 위상의 변화를 위상 지터라 함

 

진폭의 변화

-신호의 진폭이 갑작스럽게 순간적으로 변하는 것을 의미

-데이터 전송 시 비트를 잃어버리든지 추가되든지 하는 결과를 초래

 

라디오 페이딩

-전파의 세기가 시간에 따라 변화하는 현상

-장거리 전화회선은 마이크로웨이브를 이용하는데 이떄 페이딩 현상이 일어남

 

손실

-신호의 전송 중 신호의 세기가 약해지는 것을 뜻함

-장비의 노후와, 온도의 변화 등에 의해 변할 수 있음

 

진폭감쇄왜곡

-전송되는 신호가 주파수 별로 다른 감쇄율을 보이는 것

-손상된 신호의 복구 : 리피터, 증폭기

지연 왜곡

-전송매체를 통한 신호의 전달 속도가 주파수에 따라 변하는 현상

-여러가지 주파수 성분을 갖는 신호의 전송에서 각 주파수 성분에 따라 각각 다른 속도로 전송되기 떄문에 지연왜곡이 발생함

-주파수와 위상의 관계

 

주파수 편이

-송신되는 주파수가 수신부에서 다른 주파수로 바뀌어 수신되는 것

-주파수 분할 다중화 기법의 사용 시에 주로 발생

 

바이어스 왜곡

-리피터는 왜곡된 펄스의 모양을 정확히 재생함

-펄스를 만들기 위해 슬라이스 되는 변복조기의 출력에서 펄스의 길이가 시스템적인 왜곡에 의해 길어지거나 짧아지는것