제 6 장 데이타통신망

1. 제 6장 데이타통신망 목 차 데이타통신의 기초개념 다중화 데이타통신망의 유형  통신망에서 데이터를 전송하기 위해 사용하는 기초기술  교환방식에 근거한 데이타통신망의 유형  데이타통신망에 대한 전반적인 이해의 폭을 넓힘

2. 데이타통신망의 기초개념 통신대화방식  통신대화방식 두 시스템사이의 통신을 위해 송신자와 수신자를 명확히 구분하고, 정보를 주고받는 방식  단방향통신 한쪽방향으로만 데이터를 전송  대표적 예로 TV나 라디오 방송, 컴퓨터와 모니터 연결  수신된 데이터의 에러발생 여부를 송신측이 모름  반이중통신 양방향으로 통신이 가능하나, 어느 시점에서는 한 방향으로만 데이터 전송  양측에서 동시에 데이터를 전송한 경우 충돌발생  충돌을 피하기위해 송신하기전에 전송매체의 사용 여부 확인  전이중통신 동시에 양방향으로 데이터를 전송  송신과 수신을 위해 별도의 채널을 마련  하나의 전송매체를 두개의 채널로 분할하여 사용하거나, 서로 다른 전송매체 사용 <그림> 통신대화방식의 구분

3. 데이타통신망의 기초개념 병렬형전송과 직렬형전송  병렬형전송 송신하고자 하는 비트블럭의 각 비트에 전송선을 두고, 비트블럭을 동시에 전송  비트블럭의 크기는 보통 하나의 문자를 표시하는데 필요한 비트수  단위시간에 다량의 데이터 전송  전송거리 길어지면 각 전송선별로 비트가 도착하는 시간이 달라 비트블럭 복원 어려움  짧은 거리에 이용 (예 : 컴퓨터의 CPU와 주변장치간 전송) <그림> 병렬형 전송방식  직렬형전송 하나의 전송선을 사용하여 비트블럭의 각 비트를 차레로 전송  수신측은 일련의 비트를 정해진 크기의 블록으로 원래의 정보 복원  전송매체 특성에 의한 에러발생 가능성 줄어듬  병렬형전송에 비해 원거리전송에 적합  전송속도는 전송매체에 의존 <그림> 직렬형 전송방식

4. 데이타통신망의 기초개념 비동기식전송과 동기식전송  동기화 송신측과 수신측 사이에 정보를 보내는 송신시점과 받는 수신시점을 합의하는 절차  직렬형전송방식에서 수신된 일련의 비트에 대해 각 비트값을 식별하고, 비트블럭으로 묶어 원하는 정보를 복원  비동기식전송 동기화를 위해 비트블럭의 앞,뒤에 시작비트와 정지비트를 덧붙여 전송  시작-정지 동기방식  전송의 기본단위는 문자  대표적 예로 ASCII코드 전송  동기화가 간단하여 초창기부터 데이타통신에 사용  각 비트블럭마다 2비트 추가되어 전송효율 낮음  현재도 소형컴퓨터와 주변기기사이에 사용 <그림> 직렬형 전송방식 UART란?

5. 데이타통신망의 기초개념 비동기식전송과 동기식전송  동기식전송 비동기식 전송방식의 비효율성을 보완하기위해, 비트블럭보다 훨씬 큰 프레임이라는 비트블럭을 전송  프레임을 구성하는 비트블럭의 형태가 문자이면 문자중심전송, 문자가 아니면 비트중심전송 으로 구분  프레임은 정보비트블럭과 제어비트블럭으로 구성  정보비트블럭의 크기가 고정된 경우, 프레임은 시작비트블럭와 정보비트블럭으로 구성  정보비트블럭의 크기가 가변인 경우, 프레임은 시작비트브럭, 정보비트블럭의 크기, 정보비트블럭으로 구성  정보비트블럭의 크기가 가변인 경우, 프레임내 정보비트블럭의 크기에 에러가 발생한 경우 수신자는 너무 많거나 너무 적은 정보를 받게 되므로, 이를 방지하기 위해 프레임은 시작바트블럭, 정보비트블럭의 크기, 정보비트블럭, 종결비트블럭로 구성  간헐적으로 일시에 정보량이 많은 경우에 적합 <표> 비동기식과 동기식전송방식의 비교 동기식전송방식에서 사용하는 에러발생을 확인하는 CRC방법의 원리는?

6. 데이타통신망의 기초개념 동기식전송방식  문자중심전송 일련의 문자들의 묶음을 전송단위로 하는 동기식전송방식 <그림> 문자중심전송에서의 프레임구조  문자중심의 동기식전송을 하는 통신시스템은 USART 집적화로 사용 USART(Universal Synchronous and Asynchronous Receiver and Transmitter)  비트중심전송 전송단위를 일련의 비트 묶음으로 보고, 비트블럭의 처음과 끝을 나타내는 비트패턴을 붙여 전송 <그림> 비트중심전송에서의 프레임구조  덧붙여진 제어비트블럭을 플래그라 함  정보비트블럭에 플래그와 같은 비트패턴이 들어있을 경우 플래그와 구분하기위해 이 비트패턴에 여분의 비트(1 또는 0)을 끼워 넣음 : 비트스터핑  음성 및 영상정보 등 다양한 형태의 정보는 문자위주의 고정된 크기가 아니므로 비트중신전송방식이 효과적

7. 데이타통신망의 기초개념 DTE-DCE 인터페이스  DTE(Data Terminal Equipment) 데이타통신망을 이용하는 컴퓨터 또는 단말장치  DCE(Data Circuit-terminating Equipment) 전송매체를 통해 직접 신호를 전송하는 전송장치  대표적 예로 모뎀, DSU(Digital Service Unit) DSU : T1캐리어 또는 E1캐리어 등의 디지털회선을 통해 데이터를 전송하는 전송장치  DTE-DCE 인터페이스 DTE와 DCE사이에 기계적, 전기적, 기능적, 절차적인 조건을 표준화한 것  대표적 예로 주로 컴퓨터와 모뎀을 연결하는데 이용되는 RS-232C 표준안 RS-232C를 이용하여 컴퓨터와 모뎀을 연결할 때 기계적, 전기적, 기능적, 절차적인 조건을 상세히 조사하시오

8. 다중화 잡음(Noise)  다중화 적은 용량을 요하는 여러 가닥의 정보 흐름을 하나의 용량이 큰 전송선으로 전송하는 과정  마치 여러 개의 가는 파이프의 흐름이 모여 굵은 파이프를 타고 가는 것으로 비유 <그림> 다중화의 개념  다중화장치 여러 경로를 통해 들어오는 정보의 흐름을 모으는 다중화기능과, 수신측에서 다중화되어 들어오는 정보를 다시 여러 개의 가닥으로 갈라주는 역다중화기능을 갖춘 장비  대표적인 다중화방식  주파수분할다중화(FDM : Frequency Division Multiplexing)  시분할다중화(TDM : Time Division Multiplexing)

9. 다중화 주파수분할다중화와 시분할다중화  주파수분할다중화 적은 주파수대역을 갖는 신호들이 각기 다른 반송파에 얹혀(변조되어), 넓은 주파수대역을 가진 하나의 전송로를 따라 전송되는 방식 주파수채널 : 반송파로 변조된 신호의 주파수대역 <그림> 주파수분할다중화  반송파에 의해 변조된 신호간에는 충분한 간격을 두어 독립적인 채널 형성  라디오, TV, CATV, 통신위성에 사용  시분할다중화 시간을 타임슬롯이라는 기본단위로 나누고, 이들을 다시 일정 크기의 프레임으로 묶어, 각 타임슬롯별로 프레임상의 특정 위치에 배정하여 전송하는 방식 채널 : 일정 주기를 갖는 타임슬롯의 모임 <그림> 시분할다중화  프레임당 하나 혹은 그 이상의 그 이상의 비트를 배정하고, 비트패턴이 0101101001…가 되도록 하여, 수신측에서 해당 채널을 정확한 시점에 수신할 수 있도록 동기화 펄스 스터핑이란?

10. 다중화 그 밖의 다중화방식  통계적시분할다중화(STDM : Statistical TDM) 각 채널별로 타임슬롯을 사용하나, 데이터를 전송하고자 하는 채널에 대해서만 슬롯을 유동적으로 배정 <그림> 통계적시분할다중화  보내고자하는 정보가 없더라도 배정된 슬롯을 점유하는 TDM의 문제점 해소  비트블록에 데이터 뿐만 아니라 목적지 주소에 대한 정보도 함께 보냄  채널 전체 정보전송율의 합이 전송링크의 용량보다 큰 경우도 허용  과부하 발생을 수용하기 위한 버퍼 필요  코드분할다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 신호를 구성하는 주파수대역보다 더 넓은 주파수대역으로 확산시켜 전송 <그림> 코드분할다중화  각 사용자에게 서로 직교하는 고유의 코드를 부여하고, 하나의 주파수대역을 통해 여러 신호를 동시에 전송  수신측은 미리 정해진 코드를 이용하여 원하는 신호를 추출

11. 다중화 그 밖의 다중화방식  파장분할다중화(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 전송하고자 하는 여러 신호에 서로 다른 파장을 할당하여 다중화 <그림> 파장분할다중화  광섬유 등을 매체로 광신호를 전송할 때 사용  송신측은 서로 다른 파장의 신호를 복합하여 광섬유에 입시시키기 위해 합파기 사용  수신측은 복합신호로부터 원하는 파장의 광신호를 얻기위해 분파기 사용

12. 데이타통신망의 유형 보드전송율(Baud rate)과 비트전송율(Bit rate)  경로설정 여부에 따른 데이타통신망 분류  방송통신망  대표적 예로 위성통신망, LAN  교환통신망  대표적 예로 전화망, 데이콤망  경로설정 방식에 따른 교환통신망 분류  회선교환망  대표적 예로 전화망  패킷교환망  대표적 예로 데이콤망

13. 회선교환망 회선교환망  회선(Circuit) 송,수신측 사이에 하나의 통신경로를 구성하는 모든 링크의 집합  회선교환망 송,수신자간에 회선을 연결해 주고, 회선을 따라 데이터를 전송해주며, 끝마칠 때 회선을 해제하는 방식을 사용하는 망 <그림> 회선교환망의 구조  경로설정을 위한 시간이 많이 걸림  회선 설정 후 송,수신자간은 회선을 전용  데이타량이 많고, 비교적 오랜 기간 사용시 적합  음성과 같이 실시간응답을 요하는 경우나 긴 메시지 전송에 적합  회선이 독점형태로 사용되므로 실제 통신이 이루어지지 않는 동안에는 회선 이용이 비효율적 X.21 인터페이스 프로토콜에 대해 조사하시오

14. 패킷교환망 패킷교환망의 구성  패킷(Packet) 데이터와 목적지주소를 포함한 일정형식의 데이타블록 <그림> 패킷의 구조  패킷교환망 패킷을 수신하여 저장한 후, 다시 적절한 링크를 통해 전달하는 “축적 후 전송방식”을 갖는 망  패킷교환망의 구성 패킷서비스를 제공하는 단말(PDTE:Packet DTE), 데이터를 패킷형태로 주고받지 못하는 단말(CDTE: Character mode DTE), CDTE를 패킷교환망에 연결시키는 장치(PAD : Packet Assembly/Dissembly) 및 전송로로 구성 <그림> 패킷교환망의 구조

15. 패킷교환망 패킷교환방식  패킷교환방식 패킷화된 데이터를 고속링크에 다중화하고, 패킷의 길이를 제한하여 전송지연시간을 줄이며, 교환노드에서는 패킷에 대한 축적-전송하는 방식 <그림> 패킷의 구조  패킷교환방식의 장점 패킷을 수신하여 저장한 후, 다시 적절한 링크를 통해 전달하는 “축적 후 전송방식”을 갖는 망  시분할방식으로 링크를 공유하여 회선 이용 효율적  망에 장애 발생시 우회가 가능하고, 실패된 패킷을 재전송하여 고 신뢰성  통신망의 과부하에도 송신 가능하고, 패킷에 대한 우선순위 부여 및 방송형태 전송 가능  경로설정 방법에 따른 패킷교환방식의 분류  가상회선방식  데이타그램방식

16. 패킷교환방식 가상회선방식  가상회선 회선교환에서의 독점적인 회선이 아닌 공유하는 화선상에서 송,수신측간에 패킷이 전송되는 논리적경로(logical route)  가상회선방식 패킷이 전송되기전에 송,수신측간 가상화선을 설정하고, 그 경로를 따라 패킷을 전송 <그림> 가상회선방식  회선교환처럼 가상회선설정, 데이타전송, 가상회선해제의 과정 필요  패킷은 수신측에 순서대로 도착하므로 파일전송과 같이 긴 메세지전송에 적합  대표적 예로 X.25인터페이스 프로토콜에 의한 통신망

17. 패킷교환방식 가상회선방식  데이타그램 각각의 독립적인 패킷  데이타그램방식 패킷마다 목적지주소에 의해 개별적으로 송신경로가 정해지는 방식 <그림> 데이타그램방식  패킷전송동안 중간교환노드는 인접노드의 상태에 따라 인접 수신노드를 결정  최종수신노드에 도착하는 패킷의 순서 정렬 안됨  최종수신노드는 도착한 패킷의 순서를 정렬  대표적 예로 TCP/IP 프로토콜을 사용하는 인터넷 <표> 교환방식의 비교

18. 패킷교환망 인터페이스  인터페이스 통신망을 구성하는 요소 중 인접한 구성 요소간의 경계 또는 경계에서 공용되는 부분  인터페이스 규약( 또는 인터페이스 프로토콜) 통신망을 구성하는 요소 중 인접한 구성 요소간의 경계에서 사용하는 규약  X.25 인터페이스 프로토콜 패킷교환망을 대상으로 한 DTE-DCE간 인터페이스를 규정한 프로토콜 <그림> X.25의 계층구조  물리계층 DTE-DCE사이의 접속에 필요한 물리적회선에 대한 규약  데이타링크계층 물리링크상의 정보를 정확히 전달 (오류제어, 흐름제어)  패킷계층 데이터를 패킷으로 조립, 분해하고, 패킷단위의 오류제어와 흐름제어 <그림> X.25 인터페이스

19. 패킷교환망 인터페이스  X.75 인터페이스 프로토콜 주소체계나 오류정정방법 등의 차이를 갖는 패킷교환망간 접속을 위한 규약 <그림> 패킷교환망의 상호접속 (X.75 인터페이스)  X.25와 유사한 인터페이스  망간 접속을 위한 장비의 특성 및 패킷교환방식을 규정