Chapter 7. Transmission Media

7.1 개요

전송 매체

-      물리층 아래에 위치

-      물리층에 의해 직접 제어

-      발신지로부터 목적기로 정보를 전달할 수 있는 모든 것

-      종류

a.     자유 공간

b.     금속 케이블

c.      광섬유

-      원격통신의 목적을 위해

전송매체  ① 유도 매체: 꼬임쌍선, 동축 케이블 및 광섬유 포함

                 ② 비유도 매체: 보통 공기

 

7.2 유도 매체

유도 매체(guided media)

-      한 장치에서 다른 장치로 가는 통로를 제공

       ㄱ.   twisted-pair cable(꼬임쌍선)

       ㄴ.   coaxial cable(동축 케이블)

       ㄷ.   광섬유 케이블

              – 빛의 형태로 signal 받음

              – 유리 or plastic cable 사용

7.2.1 꼬임쌍선 케이블

twisted-pair cable

-      signal 이외에 간선과 혼선이 있을 수 있음

       → 전선을 꼬음으로써 균형이 유지됨

       → 꼬아 만들기 때문에 외부 영향에 동일한 영향을 받음

-      많이 꼬을수록 품질이 좋아짐

종류

①     UTP(비차폐 꼬임쌍선)

         -      주로 우리가 논의할 예정

②    STP(차폐 꼬임쌍선)

         -      절연된 전도체쌍을 감싸는 금속 그물 덮개 존재

         -      비쌈

성능

-      주파수와 거리에 대해 감쇠현상 비교

7.2.2 동축 케이블

coaxial cable

-      twisted-pair cable보다 더 높은 주파수 영역의 signal 운반

성능

-      twisted-pair cable보다 감쇠가 심함

-      높은 bandwidth를 갖지만 signal이 급격히 약해져서 자주 재생기 사용해야함

7.2.3 광섬유 케이블

optical fiber cable

-      유리나 플라스틱으로 만듦

-      빛의 형태로 signal 전송

빛의 특성

1.      입사각 < 임계각 – 굴절

2.      입사각 = 임계각 – 꺾임

3.      입사각 > 임계각 – 반사

       → 광섬유 케이블이 이용하는 성질: core은 더 낮은 밀도의 유리 or 플라스틱 피복(cladding)으로 둘러쌓임

전파방식

a.     다중모드(multimode)

       -      광원으로부터 나온 광선들이 core에서 서로 다른 경로를 가짐

       ㄱ.   multimode step-index fiber(다중모드 단계지수 광섬유)

              → core의 밀도는 가운데에서 모서리까지 일정

              → 경계면에서 낮은 밀도로 급격한 변화가 발생

       ㄴ.   multimode graded-index fiber(다중모드 등급지수 광섬유)

              → cable을 통한 signal의 일그러짐을 감소시킴

              → index(지수): 굴절지수

              → 밀도가 가운데에서 바깥으로 갈수록 낮아짐

b.     단일모드(single mode)

       ㄷ.   single mode fiber(단일모드 광섬유)

              → 다중모드보다 훨씬 작은 지름을 가짐

              → 더 낮은 밀도(굴절지수)를 가짐

              → 90°에 가까운 임계각

(장점)

1.      높은 대역폭(데이터 전송률)

2.      낮은 신호 감쇠

3.      전자기 방해에 대한 저항력(∵ 빛 signal)

4.      부식에 대한 저항이 높음

5.      경량 도청방지

(단점)

1.      설치 및 유지보수

2.      빛의 단방향

3.      가격

 

7.3 비유도 매체: 무선

unguided media

-      물리적 도선없이 전자기 signal 전송

-      무선 통신(wireless communication)이라함

비유도 전파 방식

a.     ground propagation(지표면 전파)

-      무선파는 지구를 감싸는 대기의 가장 낮은 부분을 통해 이동

-      가장 낮은 주파수 사용

-      signal은 모든 방향으로 퍼짐

-      전력이 높을수록 멀리 감

b.     sky propagation(공중 전파)

-      높은 주파수의 무선파가 전리층으로 향해 발산되었다가 반사되어 지상으로 돌아옴

-      낮은 출력으로도 원거리 전파 가능케 함

c.      line-of-sight propagation(가시선 전파)

-      초단파 signal이 안테나 → 안테나로 직선상 직접 전송

7.3.1 라디오파

radio wave(라디오파): 주파수 3kHz ~ 1GHz

-      전방향성

       → 송신 아테나와 수신 안테나가 일직선이 아님

       → 같은 주파수 사용하는 다른 안테나에 방해 받을 수도

-      공중 전파 방식

       → 원거리 통신 가능

-      저주파나 중주파의 라디오파

       → 벽 통과

7.3.2 마이크로파

microwave: 주파수 1GHz ~ 300GHz

-      단방향 이동

       → one-to-one (unicast) 통신에 유리

-      송신 안테나가 수신 안테나와 일렬로 되어야 함

-      벽 통과X

-      대역의 어떤 영역 사용을 위해서는 정부 기관의 허가가 필요

-      단방향 안테나

       a.     parabolic dish antenna(포물선 접시 안테나)

       b.     horn antenna(혼 안테나)

7.3.3 적외선

infrared waves: 주파수 300GHz ~ 400THz의 전자기파

-      단거리 통신에 사용

-      높은 주파수

       → 벽 통과X

       → 서로 다른 시스템에 의해 방해 받지X

-      가시건 전파를 사용하여 폐쇄된 공간에서 단거리 통신에 사용