3. 디지털 통신의 이해

■ 2진수

-ON/OFF 방식의 신호

-단순하고 처리/전송 등에 용이

 

■ 왜 컴퓨터는 10진수를 포기하고 2진수를 사용하는가?

-처리하기가 쉽다. 즉 0 or 1로만 처리한다.

-10진수는 한 자리에 0~9까지 구별해야한다. (2진수는 0,1만 구별하면 된다)

-근데 데이터 처리 과정에서 노이즈가 생기는데, 2진수는 노이즈를 최소화 할 수 있다. 

 

■ 오류 최소화 : 0,1로만 되어 있으니까. 

-CPU와 메모리도 통신을 한다. 즉 데이터를 주고 받는 행동을 한다. 그러나 이 과정에서도 노이즈가 생길 수 있다.

-노이즈가 발생하면 진폭에 영향을 줄 수 있다.

-0과 1로 구분된 2진수는 노이즈의 영향을 받아도 큰 영향이 없다. 진폭이 조금 감소하던, 증가하던 high는 high이고, low는 low이다. 

-그러나 10진수라면? 약간의 진폭의 차이로도 2가 3이 될수도,   7이 6이 될 수도 있다. 즉 작은 변화 때문에 데이터 전송에 문제가 생긴다. 그리고 이러한 변화는 데이터 전송을 다시해야하는 비효율적인 측면이 있다. (재전송 횟수가 많아진다.)

-그러나 0,1로 이루어진 2진수는 위와 비교해, 재전송 횟수가 적으니 더 유리한 부분으로 작동하는 것이다.

 

■하드웨어 비용 축소

-예를들어, 고가의 앰프는 아날로그가 많다. 디지털 앰프가 싸다. 왜? 아날로그 앰프는 만들기 힘들어서 비싸다. 

-근데 디지털은 복잡해 보이지만, 실제론 단순하기에 바꾸기도 쉽고 싸다. 

 

■연산 효율성

-처리가 훨씬 용이하다는 뜻

-2진수로 이루어진 디지털신호는 처리도 빠르다. 왜냐하면 노이즈를 덜 타기 때문이다.

 

 

■ 8비트 = 1바이트 = 16진수(4비트) 16진수(4비트)  = 1111  1110 = fe

 

■ 비트

- 신호 전송 단위

 

■ 바이트

- 정보 표현의 최소 단위

- 1바이트 = 8비트

 

■ MSB : 최상위 비트(most significant bit, msb)는 최고값을 갖는 비트 위치이다. msb는 가장 큰 숫자를 왼쪽에 기록하는 자리 표기법의 규정 때문에 가끔 "left-most bit"를 뜻하기도 한다.

- 숫자를 표현할 떄, 양수인지 음수인지 알 수 있다.

- 문자를 표현할 떄는 SCI 인지 UNI-CODE인지 알 수 있다.

 

■ LSB : 최하위 비트(least significant bit, LSB)는 이진 정수에서 짝수인지 홀수인지를 결정하는 단위값이 되는 비트 위치이다. 최하위 비트는 가장 적은 숫자를 오른쪽에 기록하는 자리 표기법의 규정 때문에 "right-most bit"라고 부르기도 한다. 

 

■ 디지털 신호를 그대로 주고 받는 모습. 

-위의 high 와 low 상태를 그대로 주고 받는 것을 말함. 즉 신호의 변화가 없이 그대로!

 

■ 디지털 신호를 다른 형태로 보내는 모습

 

■ Baseband: 디지털 신호를 그대로 전송

- 디지털 to 디지털(약간 변화)

- 바뀐 모양 기존 디지털 신호와 다르다.

- 효율이 broadband보다 높다. 왜? 따로 바꾸지 않아도 되니까.

 

■ Broadband: 디지털 신호를 아날로그 반송파를 이용하여 전송

- 디지털 to 아날로그 형태로 바꿔 보내는 방식

- 이전 시간에 AM 으로 변해 보낸 느낌이다.

- 전송 효율이 낮다. 디지털 > 아날로그 > 디지털  의 과정을 거쳐야 하니까.

- 하지만 아날로그로 바꿔야하는 상황이 있기에 쓰는 것이다.

 

■ 베이스밴드

 

■ 브로드밴드

- 다수 채널: 아날로그 형태는 주파수 별로 분리하기 편하다. 그래서 동시에 한 선으로 여러개의 디지털 신호를 보낼 수 있다.

 

■ 베이스밴드(기저대역) 통신의 예

-컴퓨터 소자간 통신, CPU와 RAM or 그래픽 카드와의 데이터를 주고 받을 때

■ 베이스밴드(기저대역) 통신의 예

-속도가 계속 빨라진다.

 

■ 디지털 신호 전송 매체

■ 구리선

- 높은 주파수 대역 제공 : 잘 보낸다라는 뜻.

- 아날로그,디지털 모두 전송 가능

 

■ 광케이블

- 광케이블 안은 비어있다. 위에서 배웠다시피, 디지털 신호는 고주파다. 그리고 고주파는 장애물이 있으면 문제가 생긴다. 하지만 광케이블은 속이 비어 있으니 빠른 것이다. 여기서 고주파는 빛으로 보면 된다.

 

- 반대로 구리선은 내부가 구리로 차있기 때문에 고주파(빛)를 쏘면 느리다.

- 그래도 다른 물질에 비해서는 구리가 빠르다. 그래서 구리선을 쓰는 것이다.

 

■ 리피터

-신호를 원복, 증폭 시켜준다. 

■디지털 대역폭

- 디지털과 아날로그의 대역폭 의미는 서로 다르다.

- 초당 전송 가능한 비트 양(bandwith). 

- 하드웨어와 소프트웨어 모두의 영향을 받음

 

 

학습정리

1. 2진수 컴퓨터 – 2진수를 사용하는 이유

• 비용 저렴
• 오류 최소
• 데이터 처리 용이 등

2. 디지털 전송 방식

• Baseband: 디지털 신호를 디지털로 전송
• Broadband: 디지털 신호를 반송파를 이용하여 아날로그로 전송

3. 디지털 대역폭

• 초당 전송 가능한 bit나 Byte의 양으로 표현
• 아날로그의 하드웨어적 신호의 대역폭과 다름
• 전송량이라는 측면에서는 유사