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IT Tech/Network

물리계층

by 겸손하게 빚진자로, 밝게 인사 2024. 11. 12.
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NW 물리계층 다중화(Multiplexing) , 다원접속(multi access)
다중화 정의 () 같은 대역폭을 효과적으로 나누어 쓸 수 있는 기술
- 여러개 저속 신호채널을 결합하여 하나의 고속 링크로 전송하고 수신 측에서 본래의 신호채널로 분리하여 전달하는 기술(1->N)
종류 - 주파수 분할 다중화(FDM) : 여러 채널로 분할
- 시분할 다중화(TDM) : 시간슬롯으로 나누어 채널 할당
- 공간분할 다중화(SDM) : 공간적으로 분리된 다수의 물리채널을 논리적 채널로 동시에 다중화 전송
- 코드분할 다중화(CDM) : 고유 코드 이용해 정보 분할
- 파장분할 다중화(WDM) : 통신채널을 각기 다른 파장에 실어 전달
구성도 - 광다중화기(MUX)
- 광역다중화기(DEMUX)
- 증폭기(EDFA)
다원접속정의 다수 노드들이 주어진 시간, 공간, 코드, 주파수등 여러 사용자가 공동으로 사용하는 전송기술(N->1)
종류 - 고정할당방식
. 주파수 분할 다원접속 FDMA
. 시분할 다원접속 TDMA
. 공간분할 다원접속 SDMA
. 코드분할 다원접속 CDMA
- 동적할당방식
. 경쟁방식 Random access
. 비경쟁방식 Conflict free access
. 하이브리드방식

 

NW DM (Delta Modulation) , PCM (Pulse Code Modulation), DPCM (Differential PCM)
PCM 아날로그 신호를 표본화, 양자화, 부호화 과정을 거쳐 디지털 형태의 신호로 변조하여 전송하는 방식
과정 [표양부] 표본화, 양자화, 부호화
[재복재] 재생, 복호화, 재구성
나이퀴스트 입력신호의 최고 주파수의 2배 이상의 간격으로 표본화 시 원신호 복원 가능
DM 1비트 단위 부호화 > 전송량 16kbps 감소
(장점) 압축률 높음, 회로구성 간단
(단점) 입력신호 기울기가 DM 기울기보다 크면 경사 과부하 잡음 발생, DM 기울기보다 작으면 양자화 잡음이 발생하여 실제 사용은 어려움
DPCM PCM 전송량(64kbps) 경감시키고 주파수 효율증대 위한 방안으로 표본화값을 양자화시 예측기법 통해 연속된 표본값의 차이만 전송 방식
(장점) 레벨수 감소, 정보량 압축되어 32kbps 전송량으로 속도가 PCM보다 2빠름
(단점) 경사 과부하 및 양자화 잡음발생 가능
샘플링 섀넌의 정리 나이퀴스트 이론에 따르면 신호 주파수의 2배 주파수 샘플링, 효율적으로 신호를 복원할 수 있어 PCM에서는 4KHz 2배인 8KHz를 샘플링 주파수로 사용
> 표본화율이 나이퀴스트 주파수보다 작은 경우 스펙트럼이 서로 겹쳐 생기는 신호 왜곡현상, 에일리어싱이 발생됨

 

NW WDM(Wavelength Division Multiplexing) ,
DWDM(Dense WDM), CWDM(Coarse WDM), UWDM(Ultra WDM)
WDM 다수 광신호 파장을 동시 사용해 광섬유가 제공하는 넓은 대역폭을 효과적으로 사용하는 광 다중화 전송 기술
특징 광파장, 양방향 통신, 전송용량 증대, 고속
구성 LD(Laser Diode), WDM Mux, 광증폭기, WDM DMux, PD(Photo Diode)
DWDM 하나의 광케이블에 수십, 수 백개의 광 파장을 실어 전송하여 전송용량과 채널의 수를 확대기술(1550nm 부근)
CWDM DWDM과 유사, 파장간격 넓고(~10nm 이상) 광증폭기를 잘 사용않는 단거리 전송에 주로 사용되는 저속 WDM
(1300~1600nm 사이 파장분할)
비교 CWDM, DWDM 비교
- 비교관점 : 개념, 채널간격, 채널수 ,전송방식, 특징, 활용
동향 - ROADM(Reconfigurable Optical Add Drop DM) : OADM(분기결합 다중화기, Fixed라서 용량추가가 불가)의 단점을 보완하여 용량설계가 자유로움

 

NW Carrier Ethernet
정의 유무선 통합해 트래픽 폭증과 고속화에 대응가능한 LAN기반의 이더넷과 차별화된 차세대 고신뢰성 전송장치
기술 - 백본확장기술 : Layer2 스위치 확장, MPLS등 백본용 라우터 기술 적응
- 이더넷OAM : 장애발견/격리/통보 관리기능(SONET, ATM)
- 고가용성 기술 : 무장애 보장(redundancy, auto-recovery)
- QoS : TDM네트워크와 연동, Hard QoS 요구 수용(NTP, IEEE 1588, GPS)
서비스유형 - E-Line Service : 점대점(PtP)
- E-LAN Service : 다중점 대 다중점(MPtMP)
- E-Tree Servcie : 점 대 다중점(PtMP)

 

NW PoE (Power over Ethernet) , Spare Pair Feed 방식, Phantom Feed 방식, PoE vs PLC
정의 이더넷 케이블을 통해 데이터와 전원을 통합적으로 전달하는 기술
표준 Type1 : IEEE 802.3af-2003 (PoE)
Type2 : IEEE802.3at-2009(PoE+)
특징 공간효율, 설치용이, 비용절감, 관리편의(SNMP 통한 원격 모니터링 및 제어)
구성요소 PoE 스위치(Endspan), Midspan, Splitter, PoE Devices, Ethernet, Cable
Spare Pair Feed Data 전송에 활용되지 않는 Spare 케이블전력전송하여 모든 Lan 핀을 활용하는 Old Type.
Phantom Feed Data 전송에 활용되는 케이블에 전력을 함께 전송하며 기가비트 이더넷에 활용.
비교 PoE, PLC

 

NW IP-over-WDM (Wavelength Division Multiplexing)
정의 WDM 사용하는 OTN (Optical Transport Network)망을 통해서 데이터 패킷을 전송하는 코어 네트워크 기술
배경 라우터 기술 발달 >라우터를 직접 WDM 연결(고가 SONET 장비제거)
전송절차 라우터 > 광파장변화부 > 광다중화부 > 광선로증폭부
구성요소 - 라우터 : 고속 IP 패킷 데이터를 인터페이스별로 광파장 변화부로 전송
- 광파장변화부 : 각 라인으로 입력되는 신호(전기신호) ->서로 다른 파장을 갖는 광신호로 변환
- 광다중화부 : 파장이 다른 다수의 입력 신호를 하나의 선로로 전송 가능하도록 다중화
- 광선로증폭부 : 장거리전송 중 광신호 감쇄증폭
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