컴퓨터 통신의 기본

컴퓨터 통신의 기본Chapter

07

컴퓨터의 이해Understanding of COMPUTERS(Second Edition)

목차

• Section 1 단말기 기술 – 1-1 음성단말기 기술

– 1-2 음성인식 기술

– 1-3 영상처리 기술

– 1-4 단말기 기술의 향후 전망

• Section 2 전송 기술 – 2-1 정보 전송

– 2-2 아날로그 신호와 디지털 신호

– 2-3 전송의 기본 요소

• Section 3 유선통신 – 3-1 유선통신이란 ?

– 3-2 유선 전송 선로

• Section 4 무선통신 – 4-1 이동통신

– 4-2 위성통신

– 4-3 무선 전송 통신 수단

학습목표

정보통신에 사용되는 단말기들 속에 포함된 기술들을 알아본다 .

정보통신에 사용되는 전송기술에 대해서 알아본다 .

유선통신과 그에 대한 기술에 대해서 학습한다 .

무선통신과 그에 대한 기술에 대해서 학습한다 .

07 컴퓨터 통신의 기본 4

1. 단말기 기술

• 정보통신 단말기기 (186P)– 우리가 필요로 하는 각종 정보를 작성하거나 변화시켜 원거리에 있는 사용자 혹은

시스템 사이에 정보를 전달 또는 교환하기 위해 사용하는 사용자와 통신망 사이의 장치


1. 단말기 기술

• 정보통신기술의 핵심 : 정보를 원거리에 정확히 전달하는 것 (187P)

– 음성입력장치 : 영구자석에 코일이 감겨진 전자석과 떨리면서 소리를 내는 진동판

– 음성출력장치 : 진동판이 떨리면서 상대방의 목소리를 다시 만들어내 소리 정보를 사람이 알아들을 수 있게 함

1-1 음성 단말기 기술


1. 단말기 기술

• 음성인식 : 일반적으로 마이크나 전화를 통하여 얻어진 음향학적 신호를 단어나 단어 집합 또는 문장으로 변환하는 과정

– 숙련을 요하지 않는다 .

– 고속입력이 가능하다 .

– 손발이 구속되지 않는다 .

• 음성인식 기술의 종류– 사용자에 따라

• 화자종속방식 (Speaker Dependent System), 화자독립방식 (Speaker Independent System),

화자적응방식 (Speaker Adaptive System)

– 발음방식에 따라 • 고립단어인식 , 핵심어인식 , 연결단어인식 , 연속음성인식 , 대화음성인식

– 인식대상 어휘 수에 따라 • 소용량 , 중용량 , 대용량 인식기술로 분류

• 단어단위로 인식하는 단어인식기술 , 음소단위로 인식하는 가변어 인식기술로도 나뉨

1-2 음성인식 기술


1. 단말기 기술

• 음성인식 (188P) – 컴퓨터가 음향학적 신호 (acoustic

speech signal) 를 텍스트로 매핑(mapping) 시키는 과정

• 음성합성– 문서를 입력하여 (written input)

자동적으로 생성되는 합성 음성으로 변환하여 출력하는 (spoken output)

것

• 음성이해 – 컴퓨터가 음향 음성 신호 (acoustic

speech signal) 를 듣고서 음성의 의미 (abstract meaning) 로 매핑(mapping) 시키는 과정

1-2 음성인식 기술


1. 단말기 기술

• 영상– 아이들의 낙서 등의 그림 , 설계도 등의 도안 , 사진이나 회화 등의 화상 , 영화나

UCC(User Created Contents) 등의 동영상 , 특히 그 질이나 내용에 있어서 폭넓은 범위를 가짐

• UCC(User Created Contents) (190P)– 기존의 미디어보다 빠르고 의미 있는 정보들을 생산해 내면서 확산된 사용자가

직접 제작한 콘텐츠

– 대표적인 동영상 사이트 : 미국의 유튜브 (YouTube) 와 한국의 판도라 TV, 곰TV, 아프리카 , 아우라 , 엠군 , 엠엠케스트 , 프리챌큐 등

1-3 영상처리 기술


1. 단말기 기술

• 영상을 처리하는 과정– 화상 (image) 은 스캔

– 동영상은 디지털카메라나 캠코더를 이용하여 영상을 찍은 후 컴퓨터로 전송하거나 , 아날로그 카메라를 통해 입력된 영상데이터를 아날로그 - 디지털 변환 보드를 통해 컴퓨터로 전송

• 영상의 결과 (191P)– 모니터나 프린터 등의 출력장치를 통해 사용자가 알아볼 수 있도록 출력하거나

저장장치에 저장 , 혹은 원격지에서 재사용을 위해 전송 가능

1-3 영상처리 기술


1. 단말기 기술

• 앞으로 단말기 기술의 개발방향– 사용자의 이용 편의성을 추구함과 동시에 ISDN, 이동통신 등의 통신기술과

컴퓨터 기술의 발전에 힘입어 기계 간의 통신에서 한층 발전한 인간통신을 촉진하는 방향으로 진행

– 멀티미디어화 , 퍼스널화 , 고기능화 , 고속화로 진전되어 갈 것

• ISDN(Integrated Service Digital Network)– ISDN 은 각종 통신서비스마다 개별적으로 운영되고 있는 기존 통신망과는 달리

음성 , 데이터 , 영상 등 다양한 형태의 정보를 하나의 통합된 망에서 제공하는 고속 , 고품질의 경제적인 디지털 통신망을 의미

1-4 단말기 기술의 향후 전망


2. 전송 기술

• 정보 전송계– 정보를 전송할 수 있는 단말 장치 , 통신 회선 , 신호 변환 장치로 구성

• 정보 처리계 (192P)– 정보를 수신할 수 있는 통신제어 장치와 확인하는 컴퓨터 시스템으로 구성


2. 전송 기술

• 전송– 정보를 포함하는 신호를 전송매체를 통해 임의의 한 점으로부터 다른 한 점으로

전달하여 주는 기능

• 기저대역 (baseband) 신호 – 다른 형태로 변환되지 않은 원래의 전기신호

• 신호의 변조– 주로 전송매체 또는 수신단국이 신호를 적절히 전송 , 수신할 수 있도록 신호의

형태나 주파수 범위를 변환하는 기능

• 다중화란– 매체의 전송효율을 높이기 위하여 여러 개의 신호를 하나의 신호로 묶어 하나의

매체로 전송할 수 있도록 변환하는 기능

2-1 정보 전송


2. 전송 기술

• 전송된 신호가 수신단국에 도착하게 되면 전송단국의 역순 즉 ,

역다중화 ( 다중화의 반대기능 ) 와 복조 ( 변조의 반대기능 ) 를 거쳐 기저대역 신호로 환원되며 이 신호가 각각의 수신 정보원으로 전송 (193P)

2-1 정보 전송


2. 전송 기술

• 아날로그 방식– 시간의 흐름에 따른 어떤 변화량을 표시하고자 할 때 함수를 사용

• 기온의 변화를 표시하려면 가로축에 시간을 , 세로축에 온도를 표시하고 연속적인 데이터로 나타냄

• 디지털 방식– 연도별로 어느 학교의 학생 수의 변화를 표시하려면 가로축에 연도를 , 세로축엔

학생 수를 연별로 서로 떨어뜨리며 표시

– 도서관의 장서 수의 변화 등을 표시할 때도 같은 방식이 편리할 것

• 두 가지 방식의 근본적인 차이는 변화량이 가지는 값의 범위

2-2 아날로그 신호와 디지털 신호


2. 전송 기술

• 개념적 차이 (194P)– 아날로그 신호와 디지털 신호의 차이는 연속신호 (continuous signal) 와

이산신호 (discrete signal) 의 개념적 차이와 조금 미묘하게 구분



2. 전송 기술

• 아날로그는 어떤 종류이든지 디지털 방식으로 표시할 수 있음– 아날로그 특성인 양의 변화를 디지털 방식으로 표시하기 위해서는 표본화

(sampling) 와 양자화 (quantization) 과정을 거쳐야 함

– 이는 오류를 수반하게 됨

• 표본화 (sampling) (195P)



2. 전송 기술

• 양자화 (quantization)

• http://blog.naver.com/yong_hee0214?

Redirect=Log&logNo=140156731945

• 부호화 (coding)– 표본화와 양자화를 거친 디지털 정보를 표현하는 과정


표본화와 양자화를 거친 후 데이터의 변화


2. 전송 기술

• 가장 기본적인 통신 시스템 : 송신기 , 전송로와 수신기로 구성 (196P)

2-3 전송의 기본 요소


3. 유선통신

• 유선통신이란 ?– 송수신 양자가 통신선로를 연결하여 통신하는 방식

• 모르스 통신 (198P)– 한 쌍의 전선을 전송로로 사용

– 전선에 전류를 모르스 부호에 따른 시간 간격으로 흘려 보내 신호를 전달

3-1 유선통신이란 ?


3. 유선통신

• 유선통신에서 케이블 (199P)– 얼마나 멀리 신호를 전송해야 하는가 , 신호가 전달할 수 있는 정보의 양이 얼마나 되느냐 하는 , 즉 전송거리와 신호의 양에 따라 결정

– 전송선로에 의한 손실을 최소화시키는 것이 경제적인 장거리 유선통신의 관건

3-2 유선 전송 선로


3. 유선통신

• 가공 나선– 최초로 사용된 통신 선로로 , 철에 구리를 입힌 개방형 선로

• 이중 나선 (200P)– 두 가닥의 구리선이 한 쌍을 이루어 꽈배기 모양으로 꼬여 있는 유선 선로로 평형

케이블



3. 유선통신

• 동축 케이블 (coaxial cable) – 신호 전송을 위한 내부 도체와 이를 둘러싼 외부 도체로 구성된 케이블

– 가장 용도가 다양한 전송 매체

• 광섬유 케이블 (optical fiber cable)– 석영 유리를 재료로 사용하여 빛 에너지를 전송하는 방식의 유선 선로로 , 빛의

( 전 ) 반사 성질을 이용



4. 무선통신

• 무선통신 – 안테나나 텔레스코프를 이용하여 전자파를 대기나 수중으로 직접 전파시켜

통신하는 방법

• 고정 무선국– 특정 지역의 전화나 전신 등 고정 무선통신을 위해 여러 가지 안테나가 특정

장소에 고정 설치되어 있는 곳

• 위성통신 (201P)– 지구 궤도 상을 돌고 있는 인공 위성을 통해 필요한 신호를 지상과 주고 받음


4. 무선통신

• 이동 무선국 (202P)– 특별 실황중계 , 이동통신 또는 특수 목적으로 차량에 무선장비를 탑재하고

상황에 따라 여러 곳으로 이동할 수 있음


4. 무선통신

• 무선을 이용하여 가입자가 이동 상태에서도 상대방과 교신을 할 수 있게 하는 것

• 셀룰러 (cellular) 방식 (203P)– 한 지역의 가입자들을 셀이라 부르는 동일 중심 주파수를 사용하는 통화 존으로

구분하고 , 각 존의 중심에 기지국이라 부르는 일종의 중계국을 설치하여 , 이 셀에 소속된 가입자는 이 셀의 기지국을 통해서 다른 셀이나 지역에 있는 가입자와 통화하도록 하는 방식

4-1 이동통신


4. 무선통신

• 주파수의 재활용– 셀룰러 방식은 주파수 사용 효율을 높이기 위해 한 셀에 이웃하고 있는 셀들에는

다른 중심주파수를 배정

– 셀 사이가 충분히 멀어 서로 통화 간섭을 주지 않는 거리에 있을 때는 기 배정된 주파수를 재활용

• 시분할 다중 접속 (TDMA: Time Division Multiple Access)– 한 셀의 소속 가입자 수를 증가시키기 위해서 여러 가입자로부터의 신호를 시간 슬롯 (slot) 을 정해 교대로 접속

• 코드분할 다중 접속 (CDMA: Code Division Multiple Access) – 여러 가입자 신호를 할당된 전 주파수 대역에 코드화하여 분산

4-1 이동통신


4. 무선통신

• 인공위성– 군사 , 과학 및 통신을 목적으로 지상으로부터 수 100km 에서 수 10,000km

상공에 지구 주위를 수 시간에서 수십 시간 주기로 공전하면서 방송 , 전화 등의 장거리 전송 링크로서의 역할 , 지구의 기상 및 환경 변화 정보 , 지형 및 시설 관측 정보 , 항법 및 위치 정보 그리고 우주탐사선과 지상의 통신 링크를 제공

• 인공위성의 역할– 단순 중계기로서 한 지구국의 신호를 다른 지구국으로 중계해주는 역할

– 아주 먼 거리에 있는 지구국들을 연결하기 위해 위성과 위성 사이의 교차 링크를 형성해 주는 역할

– 지구국과 가입자를 중계

4-2 위성통신


4. 무선통신

• 우리나라 인공위성의 발자취 (205P)

4-2 위성통신


4. 무선통신

• 정지위성– 지구의 자전과 동기시켜 지상에서 보았을 때 위성이 공중에 고정되어 있는 것과 같은 정지상태로 만든 것

4-2 위성통신


4. 무선통신

• 상용화된 위성통신 시스템 (206P)– 국제통신을 목적으로 1965년에 설립된 인텔세트 , 인말세트 그리고 구 소련과

동구권 중심 국제위성 통신 전용인 인터스프트닉

4-2 위성통신


4. 무선통신

• GPS(Global Positioning System) (207P)– 이동통신에 있어 가장 큰 문제 중의 하나인 가입자 위치의 정확한 판단을 가능

– 자동 항법 자동차를 가능

– 미래의 정보 통신에 더 큰 역할을

– 제공할 것으로 기대

4-2 위성통신


4. 무선통신

• 라디오파 (radio wave)– 단방향 ( 방송망 ) 형 무선 통신 수단으로 , 30Mhz ~ 1 GHz 의 주파수 범위를

이용

• 지상 마이크로파 (terrestrial microwave)– 포물선 모양의 접시형 안테나를 이용하는 무선 통신 수단으로 2∼40GHz 의

주파수 범위를 이용

• 위성 마이크로파 (satellite microwave)– 지상에서 마이크로파를 이용하여 위성으로 쏘아 올린 (uplink) 신호를 위성에서 증폭하고 , 이를 다시 다른 주파수로 송신 (downlink) 하는 무선 통신 수단

4-3 무선 전송 통신 수단

학습정리

• 단말기 기술

– 단말기기• 우리가 필요로 하는 각종 정보를 작성 혹은 변화시키거나 원거리에 있는 사용자 간

및 시스템 과 정보전달 및 교환을 할 수 있게 하는 사용자와 통신망 사이에 있는

장치

– 음성인식• 컴퓨터가 음향학적 신호를 텍스트로 매핑시키는 과정

– 영상처리• 영상데이터를 디지털 형태로 획득하여 컴퓨터로 처리

• 전송 기술

– 정보전송• 정보 전송계 : 단말장치 , 통신회선 , 신호변환장치

• 정보 처리계 : 통신제어장치 , 컴퓨터시스템

• 전송 : 정보를 포함하는 신호를 전송매체를 통해 공간의 임의의 한점으로부터

다른 한점으로 전달하여 주는 기능

학습정리

– 아날로그 신호• 연속적인 데이터의 변화량을 표시

– 디지털 신호• 이산적 데이터의 변화량을 표시

• 유선 통신• 통신선로를 이용하여 통신하는 방식

• 통신선로에는 가공 나선 , 이중 케이블 , 동축 케이블 , 광 케이블이 있음

• 무선 통신• 안테나나 텔레스코프를 이용하여 전자파를 대기나 수중으로 직접 전파시켜

통신하는 방법

• 통신 선로를 가설 또는 포설하는데 지형상 어렵거나 시간과 비용이 많이 소요되는 지역과 지역을 연결하는 장거리 통신을 목적으로 사용

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