아날로그와 디지털

아날로그 전송과 디지털 전송

* 데이터 신호는 변환되어 전송됨

=> 전송로를 이동하는 신호의 종류에 따라 아난ㄹ로그 전송과 디지털 전송 분류

데이터	신호	명칭
아날로그	디지털	PCM(A/D 변환) => CODEC	디지털 전송 (기저대역 전송)
디지털	디지털	라인코딩 => DSU
아날로그	아날로그	아날로그 변조(아날로그 통신)	아날로그 전송 (변조)
디지털	아날로그	디지털 변조(디지털 통신) => MODEM

 

1) PCM과 라인 코딩

*디지털 전송의 장점  

1) 밀티미디어 전송에 적합

- 음성, 이미지, 동영상도 디지털로 통합

 

2) 경제적인 전송

- 압축 기술, VLSI 기술 등의 발달로 비용이 계속 하락

 

3) 고품질 전송

- 리피터(중계기)를 사용하여 신호를 재생하므로 잡음과 감쇠가 누적되지 않음

 

*디지털 전송의 단점

- 아날로그 전송에 비해 대역폭이 증가됨

 

 

1. PCM : 아날로그 to 디지털

* PCM(Pulse Code Modulation)

- 아날로그 데이터를 디지털로 변환 => CODEC

- ADC(Analog-toDigital Conversion)라고도 함

 

*PCM의 3단계

표본화 => 양자화 => 부호화

 

[1] 표본화(Sampling)

- 1초에 몇 개의 표본을 추출해야 하는가?

- Sampling theorem : Nyquist Theorm

   => 아날로그 신호를 왜곡 없이 재구성하기 위해서는 원래 신호의 최고 주파수보다 2배 이상 샘플링하여야 한다.

 

[2] 양자화(Quantizing)

- 이산 값으로 계량화

  => 표본화된 이산 시간 값들을 특정 범위에 속하는 정수 값으로 할당

  => n = 8 이면 2^8 = 256 단계로 양자화

- 양자화 잡음

  => n 이 크면 작아짐

 

[3] 부호화(Encoding)

- 양자화된 신호를 2신 비트로 변환

  => 많은 비트를 할당할 수록 정밀도는 좋아짐

- 음성의 경우 8비트를 할당

  => 8k  x  8 = 64kbps

 

2. 라인 코딩 : 디지털 to 디지털

* 라인 코딩 => 기저대역 전송

 - 변조(아날로그에 싣는 방식)를 하지 않고 그대로 전송

 - 동기화와 직류 성분 제거를 위하여 변형

 

* 라인코딩의 분류

 - 단극형

 - 극형

 - 양극형

 

[1] 단극형(Unipolar)

- +V와 0을 사용

- 직류 성분이 많아지므로 거의 사용되지 않음

 

 

직류성분?

0 주파수 주위에 생기는 주파수로, 일정한 전압을 유지하려는 특성이다.

 

[2] 극형

- +V와 -V를 사용 (서로 상쇄되서 직류성분을 상쇄)

- NRZ, RZ, Biphase

 

- NRZ(Non Return to Zero)

=> 비트 구간 동안 0으로 돌아오지 않음(비트 동기화가 어려움)

=> NRZ-L(Level): 비트 1은 +V로, 비트 0은 -V로

=> NRZ-I(Inversion) : 직전의 전압 레벨을 반전시킴

 

- RZ(Return to Zero)

=> 비트 1은 +V, 비트 0은 -V

=> 비트 구간 동안에 0으로 돌아옴, NRZ에 비해 동기화에 유리하지만 대역폭이 넓어짐(자주 변하기 때문)

 

 

- Biphase

=> 매 비트 구간의 시작점 또는 중앙에서 전압 레벨의 상태가 변화(자기 동기화 가능)

=> Biphase-L(Manchester) : 비트 구간 중앙에서 항상변화

     비트 1은 +V에서  -V로 (1/2이 앞쪽)

     비트 0은 -V에서 +V로 (1/2이 뒷쪽)

=> Differential Manchester

     매 비트 구간의 중앙에서 항상 변화

     비트 구간의 시작점에서 비트 1은 변화, 비트 0은 무변화

비트 동기화?

송수신기간에 비트 간격을 일치시키는 것

 

 

[3] 양극형

- +V, 0, -V를 사용

- AMI(Alternate Mark Inversion)

=> 비트 0은 0전압

=> 비트 1은 +V와 -V를 교대로 사용