컴퓨터통신 - 8. Modulation (디지털 데이터->아날로그신호)

1. 인코딩 (Encoding)

- 신호는 물리적 매체를 통해 전달된다.

- 디지털 데이터가 어댑터를 거쳐 아날로그, 디지털 신호로 변환되어 전달된다.

- OSI 1계층에서 수행되는 작업이다.

2.  Digital Transmission

- 과거에는 아날로그 신호를 앰프로 단순히 키워 보냈지만 동시에 noise도 커지는 문제가 있었다.

- 멀리 디지털 신호를 보낼때 신호에서 데이터를 복원해서 다시 신호화 하는 역할을 수행하는 것이 repeater이다. (앱프보다 비용도 싸고 노이즈도 줄일 수 있다, 중계에서의 이점)

- 이런 디지털 신호의 전송은 중계가 매우 편하고, 부가기능 추가 등의 다양한 작업이 가능하다.

- 따라서 요즘은 유선 링크의 경우 아날로그 신호의 전송을 잘 하지 않는다. 

- 단 디지털 신호를 사용하기 위해서는 그 전에 디지털 데이터여야 한다.

*무선통신에서는 디지털 신호도 보내지만 아날로그 신호가 더 잘간다. 

 

- 데이터가 아날로그 데이터인가? 디지털 데이터인가?

- 어떤 신호로 변환되었는가?

- 중계시에 어떤 신호의 특성이 사용되는지? 아날로그 신호를 단순히 증폭시켰는가? 디지털 신호가 repeater를 거쳤는가?

*보통은 디지털 데이터로 변환한 다음 아날로그, 디지털 신호로 보내 되 중계시에는 디지털 데이터로 변환하여 중계의 이점을 활용한다.

3. Pulse Code Modulation(PCM)

- 아날로그 신호 <-> 디지털 신호 변환 방법중 하나이다.

- 각 아날로그 신호에 대해서 bit로 샘플링을 거친다. 

- 당연히 변환과정에서 데이터의 손실이 생긴다. 

- 따라서 신호에 대한 샘플링을 더 자주 하는 등의 방식이 필요하다.

- 신호의 가장 높은 주파수의 2배의 크기로 샘플링을 하면 아주 적절하다는 증명이 있다.

- 그리고 실험적으로 사람의 음성의 경우 각 샘플을 8 비트로 설정하면 아주 적절하다고 한다.

- 그럼 만약 샘플링 속도가 8kHz라면 초당 8k개를 샘플링하는 건데 각 샘플에 8비트를 할당한다고 하면, 64kbps로 송신을 하면 된다.

4. Amplitude Modulation

- 디지털 신호를 무선통신 등을 위해 아날로그 신호로 바꾸는 과정을 살펴보자.

- 디지털신호 -> 아날로그신호 변환의 방법 중 하나이다.

- amplitude(신호의 크기)를 변화시켜서 신호화를 했다. 크면 1 작으면 0 등의 방식으로 해석된다.

- 신호가 가다보면 줄어들 수 있기 때문에 한 신호로 많은 비트를 보내기는 어렵다.

5. Freq. Modulation

- 주파수를 변화시켜 디지털, 아날로그 신호간 변조도 가능하다.

- 주파수가 크면 1 작으면 0으로 바꾸는 것이다.

6. Phase Modulation

- 신호의 위상으로 0, 1을 구분한다. 

- 위상이 네가지 경우가 있다면 00 01 10 11 등으로 변환도 가능할 것이다.

7. 정리

- 디지털 -> 아날로그 신호 변환 기술이 발전하면서(FM, AM, PM등의 방식을 섞어서 더 많은 비트를 표현하도록 하는 등) 이동통신의 속도가 증가했다.

- 중계를 거치기 편하려면 아날로그 신호를 데이터 신호로 변환하는 것이 필요하다.

- 무선 통신을 위해서는 아날로그 신호를 보낸다. 따라서 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 방법이 필요하다.