음성ㆍ영상ㆍ데이터 등 디지털 변환
전파타고 먼거리까지 OK
인코딩ㆍ다중접속ㆍ변조 등
기술적 처리과정 거쳐 전송
국내 이동통신 가입자수가 4000만명을 돌파했습니다. 바야흐로 전 국민이 언제 어디서나 다양한 기기를 이용해 네트워크에 접속해 정보를 주고받을 뿐 아니라 다양한 서비스를 이용할 수 있는 유비쿼터스 시대가 활짝 열린 셈입니다.
오늘은 우리가 매일 이용하고 있는 통신서비스가 어떻게 음성ㆍ영상ㆍ데이터 등 정보를 먼 거리까지 전송하는 지와 여기에 사용되는 주요 기술들에 대해 알아보겠습니다.
음성이나 데이터 등 정보를 먼 거리에 있는 상대방에게 전송하기 위해선 정보를 전파에 실어 날라야 합니다. 즉, 음성ㆍ영상ㆍ데이터 등 정보들은 주파수가 낮은 저주파수로 구성돼 먼 거리로 보낼 수 있는 고주파수(전파)에 실어 전송되는 것입니다. 전파라는 버스가 음성ㆍ영상 등 다양한 정보를 기지국(송신)과 단말기(수신)간에 실어 나르는 셈입니다.
통신시스템은 많은 사용자들이 기지국에 접속해 사용자간 음성ㆍ영상ㆍ데이터 등을 주고 받을 수 있도록 망을 구성, 서비스를 구현하게 됩니다. 정보는 가입자 단말기에서 시작해 기지국을 거쳐 이동통신시스템을 통해 일반공중망(PSTN)ㆍ또는 인터넷 등 다른 네트워크와 연결되는 루트를 왔다갔다하는 것입니다. 이때 가입자 단말기에서 기지국으로 정보를 송신하는 것을 상향, 반대로 기지국에서 가입자 단말기로 정보를 송신하는 것을 하향이라고 합니다.
여기서 통신의 핵심기술인 듀플렉스 모드(Duplex Mode)라는 것이 등장합니다. 듀플렉스는 `Two-way'라는 의미로 송수신간 간섭방해를 위해 채널을 분리하는 방식을 말합니다.
상향과 하향이 동일 주파수를 이용하면서 시간을 기준으로 기지국과 단말기간 통신을 하면 TDD(Time Division Duplex) 방식이라 말하며, 상향과 하향이 각각 다른 주파수를 사용하면서 기지국과 단말기간 통신을 하면 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이라고 합니다.
CDMA, CDMA-1x, EV-DO, WCDMA 등 우리가 사용중인 일반적인 이동통신 서비스는 FDD방식을 사용하고 있고, 지난 6월부터 상용서비스를 개시한 와이브로는 TDD방식을 적용하고 있습니다.
그럼 정보는 통신시스템에 그냥 실으면 바로 전달될까요. 아닙니다. 자연계에 존재하는 신호는 아날로그 신호입니다. 따라서 통신시스템은 아날로그 신호를 디지털로 변환한 이후에 압축과 변조를 거쳐 다양한 사용자들의 신호를 전송합니다. 디지털 신호는 아날로그 신호를 0과 1로 표현한 형태를 말합니다. 0과 1의 비트열을 이용해 데이터를 압축조작하면 효율적으로 데이터를 전송할 수 있습니다.
하지만 디지털 신호로 변환을 해도 막대한 정보량을 기록하고 전송하기에는 버겁습니다. 그래서 데이터를 압축하는 코딩기술이 필수적으로 사용됩니다. 주어진 알고리듬에 따라 신호를 최소한의 크기로 압축하는 것입니다. 일반적으로 압축 알고리듬을 `코덱'이라고 부릅니다. 코덱(codec)은 `compress'(압축)와 `decompress'(복원)의 합성어로 디지털 미디어의 압축 및 복원을 하는 수학적 논리, 즉 압축ㆍ복원 알고리듬이라 하며 서비스 특성에 따라 각기 다른 방식을 가집니다.
또한 디지털 신호처리과정에서는 오류정정 비트 등을 삽입해 오류발생시 신호를 자연적으로 정정하거나 재전송을 요청함으로써 통신의 품질, 이른바 QoS(Quality of Service)를 높일 수 있다는 장점도 갖고 있습니다.
압축만으로 통신시스템을 통해 막대한 정보를 주고받을 수 있을까요. 더구나 한정된 주파수 대역내에서. 이러한 문제를 해결해주는 핵심 기술이 바로 이른바 다중접속(Multiple Access)입니다. 다중접속은 한정된 주파수대역내에서 다수의 사용자가 기지국을 통해 동시에 통신할 수 있도록 해주는 기술입니다. CDMA(코드분할다중접속)나 OFDM(직교주파수분할다중접속), FDMA(주파수분할다중접속) 등이 바로 다중접속 기술입니다.
FDMA는 다수의 가입자에게 서로 다른 주파수를 할당해 접속토록 함으로써 상호간 혼선없이 통신을 하는 기술로, 간격(주파수 이격)이 유지된 방에서 이용자들이 각각 대화를 나눈다고 생각하면 됩니다. CDMA는 같은 주파수와 시간을 사용하는 다수의 사용자에게 각각의 신호를 구분할 수 있는 코드를 할당, 상호간 혼선이 없이 통신하는 방식으로 예컨대 하나의 방에서 여러 사람이 서로 다른 언어(코드)로 대화를 나눈다고 보면 됩니다.
보내고자하는 정보를 반송파(음성 신호 등 주파수가 낮은 신호 파동을 보낼 때 실어 보내는 높은 주파수의 파동)에 싣기 위해선 반송파 신호를 변환ㆍ조작하는 변조 과정도 필요합니다. 전송하고자 하는 서비스 특성과 시스템의 종류 등에 따라서 다양한 변조 방식을 채택해 사용하게 됩니다.
이처럼 음성ㆍ데이터 등 정보는 아날로그 신호에서 시작해 디지털 변환을 거쳐 인코딩ㆍ다중화ㆍ변조 등 다양한 기술적 처리과정을 거쳐 전파를 이용해 먼 거리에 있는 상대방에게 전송되는 것입니다.
전파타고 먼거리까지 OK
인코딩ㆍ다중접속ㆍ변조 등
기술적 처리과정 거쳐 전송
국내 이동통신 가입자수가 4000만명을 돌파했습니다. 바야흐로 전 국민이 언제 어디서나 다양한 기기를 이용해 네트워크에 접속해 정보를 주고받을 뿐 아니라 다양한 서비스를 이용할 수 있는 유비쿼터스 시대가 활짝 열린 셈입니다.
오늘은 우리가 매일 이용하고 있는 통신서비스가 어떻게 음성ㆍ영상ㆍ데이터 등 정보를 먼 거리까지 전송하는 지와 여기에 사용되는 주요 기술들에 대해 알아보겠습니다.
음성이나 데이터 등 정보를 먼 거리에 있는 상대방에게 전송하기 위해선 정보를 전파에 실어 날라야 합니다. 즉, 음성ㆍ영상ㆍ데이터 등 정보들은 주파수가 낮은 저주파수로 구성돼 먼 거리로 보낼 수 있는 고주파수(전파)에 실어 전송되는 것입니다. 전파라는 버스가 음성ㆍ영상 등 다양한 정보를 기지국(송신)과 단말기(수신)간에 실어 나르는 셈입니다.
통신시스템은 많은 사용자들이 기지국에 접속해 사용자간 음성ㆍ영상ㆍ데이터 등을 주고 받을 수 있도록 망을 구성, 서비스를 구현하게 됩니다. 정보는 가입자 단말기에서 시작해 기지국을 거쳐 이동통신시스템을 통해 일반공중망(PSTN)ㆍ또는 인터넷 등 다른 네트워크와 연결되는 루트를 왔다갔다하는 것입니다. 이때 가입자 단말기에서 기지국으로 정보를 송신하는 것을 상향, 반대로 기지국에서 가입자 단말기로 정보를 송신하는 것을 하향이라고 합니다.
여기서 통신의 핵심기술인 듀플렉스 모드(Duplex Mode)라는 것이 등장합니다. 듀플렉스는 `Two-way'라는 의미로 송수신간 간섭방해를 위해 채널을 분리하는 방식을 말합니다.
상향과 하향이 동일 주파수를 이용하면서 시간을 기준으로 기지국과 단말기간 통신을 하면 TDD(Time Division Duplex) 방식이라 말하며, 상향과 하향이 각각 다른 주파수를 사용하면서 기지국과 단말기간 통신을 하면 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이라고 합니다.
CDMA, CDMA-1x, EV-DO, WCDMA 등 우리가 사용중인 일반적인 이동통신 서비스는 FDD방식을 사용하고 있고, 지난 6월부터 상용서비스를 개시한 와이브로는 TDD방식을 적용하고 있습니다.
그럼 정보는 통신시스템에 그냥 실으면 바로 전달될까요. 아닙니다. 자연계에 존재하는 신호는 아날로그 신호입니다. 따라서 통신시스템은 아날로그 신호를 디지털로 변환한 이후에 압축과 변조를 거쳐 다양한 사용자들의 신호를 전송합니다. 디지털 신호는 아날로그 신호를 0과 1로 표현한 형태를 말합니다. 0과 1의 비트열을 이용해 데이터를 압축조작하면 효율적으로 데이터를 전송할 수 있습니다.
하지만 디지털 신호로 변환을 해도 막대한 정보량을 기록하고 전송하기에는 버겁습니다. 그래서 데이터를 압축하는 코딩기술이 필수적으로 사용됩니다. 주어진 알고리듬에 따라 신호를 최소한의 크기로 압축하는 것입니다. 일반적으로 압축 알고리듬을 `코덱'이라고 부릅니다. 코덱(codec)은 `compress'(압축)와 `decompress'(복원)의 합성어로 디지털 미디어의 압축 및 복원을 하는 수학적 논리, 즉 압축ㆍ복원 알고리듬이라 하며 서비스 특성에 따라 각기 다른 방식을 가집니다.
또한 디지털 신호처리과정에서는 오류정정 비트 등을 삽입해 오류발생시 신호를 자연적으로 정정하거나 재전송을 요청함으로써 통신의 품질, 이른바 QoS(Quality of Service)를 높일 수 있다는 장점도 갖고 있습니다.
압축만으로 통신시스템을 통해 막대한 정보를 주고받을 수 있을까요. 더구나 한정된 주파수 대역내에서. 이러한 문제를 해결해주는 핵심 기술이 바로 이른바 다중접속(Multiple Access)입니다. 다중접속은 한정된 주파수대역내에서 다수의 사용자가 기지국을 통해 동시에 통신할 수 있도록 해주는 기술입니다. CDMA(코드분할다중접속)나 OFDM(직교주파수분할다중접속), FDMA(주파수분할다중접속) 등이 바로 다중접속 기술입니다.
FDMA는 다수의 가입자에게 서로 다른 주파수를 할당해 접속토록 함으로써 상호간 혼선없이 통신을 하는 기술로, 간격(주파수 이격)이 유지된 방에서 이용자들이 각각 대화를 나눈다고 생각하면 됩니다. CDMA는 같은 주파수와 시간을 사용하는 다수의 사용자에게 각각의 신호를 구분할 수 있는 코드를 할당, 상호간 혼선이 없이 통신하는 방식으로 예컨대 하나의 방에서 여러 사람이 서로 다른 언어(코드)로 대화를 나눈다고 보면 됩니다.
보내고자하는 정보를 반송파(음성 신호 등 주파수가 낮은 신호 파동을 보낼 때 실어 보내는 높은 주파수의 파동)에 싣기 위해선 반송파 신호를 변환ㆍ조작하는 변조 과정도 필요합니다. 전송하고자 하는 서비스 특성과 시스템의 종류 등에 따라서 다양한 변조 방식을 채택해 사용하게 됩니다.
이처럼 음성ㆍ데이터 등 정보는 아날로그 신호에서 시작해 디지털 변환을 거쳐 인코딩ㆍ다중화ㆍ변조 등 다양한 기술적 처리과정을 거쳐 전파를 이용해 먼 거리에 있는 상대방에게 전송되는 것입니다.
