[정보통신공학] Chap 4. Transmission Media
~ week 4-2 ~
Summary
- Guided transmission media
- Wireless transmission
- Wireless propagation
- Line-of-sight transmission
Data Rate와 Distance를 결정하는 요인들
- Bandwidth
Pr가 Pt *1/(d^2*f^2)에 비례 (Pr = 받은, Pt = 보낸) - Transmission impairments
impairments, attenuation, - Interference
- 다른 주파수들이 noise가 되는 등 - Number of receivers
- 받는 사람 많으면 감쇄됨
Electromagnetic Spectrum of Telecommunications
wavelength = vt = v/f
다양하다
Point-to-Point 전송 특성 of Guided Media
Twisted Pair
- 싸고 가장 많이 쓰임. 절연된 구리 와이어 2개의 꼬아서 구성됨. 각 와이어는 single communication link.
- Unshielded Twisted Pair(UTP): Telephone wire에 많이 쓰임. interference에 약함
- Shielded Twisted Pair(STP): 조금 더 좋은 성능
Near-End Crosstalk (NEXT)
- (Twisted pair에서) 하나의 신호가 다른데에 영향을 미치는 것
- frequency 따라 attenuation 됨 (내 신호 세기 감소)
- NEXT Noise는 커짐
NEXT>Attenuation되면 안됨
ACR: attenuation to crosstalk ratio
ACR 크면 클수록 좋다
Coaxial Cable
- 전도체 두개 사이에 절연체
- 굉장히 많이 쓰이는 전송 매체
- 장거리 telephone 전송
- 전송 특성: twisted pair보다 성능 좋음. 감쇄랑 노이즈 성능 한계있
Analog Signals를 보내는 경우!!
Digital Signal을 보내는 경우!!
Optical Fiber
Core, Cladding, Jacket
장거리 통신. 해저케이블
장점: capacity 크다 (높은 주파수 대역도 가능)
- 작고 가벼움
- 감쇄 작음
- electromagnetic isolation
- repeater spacing 넓음 (수 적게 필요함)
Application의 카테고리들
Optical fiber: 넓은~. 빛의 영역. Electric을 Optical로 바꾸는 소자 사용
2가지 모드
1. Step-Index multimode: 몇개의 step을 두고.
2. Graded-Index multimode: 굴절률 여러 레이어, 웬만하면 빠져나가지 못하게
3. Single mode: 아예 narrow하게, line of sight로 가게끔
Wireless Transmission Frequencies
30MHz~1GHz: 쏘면 사방으로 퍼져나감. omnidirectional. radio.
1GHz~40GHz: microwave. directional. point to point. satellite.
3*10^11 ~ 2* 10^14: infrared. point to point. line of sight.
omnidirectional: 사방으로 나가는게 편하고 목적에 맞는 경우.
directional: 쓸데없이 나가는 loss 방지.
Terrestrial Microwave 지상파
parabolic dish. 직경 3m. 높이 위치시켜야. 안테나가 받는 안테나랑 line-of-sight되게 각도 맞춰야.
- long haul telecommunications에 쓰임. voice and TV transmission.
- repeater 많이 필요하지 않으나 LOS가 중요. 1~40GHz 사용. (고주파=빠른 전송속도)
- 감쇄로 인한 손실 있 (거리, 비, 방해요소)
Satellite Microwave
- dish들 연결에 쓰임
- earth station에서 위성 안테나로 올라가는 것: uplink, 내려가는 것: downlink
- Point to point link와 Broadcast link(TX 하나가 uplink 올리면 위성이 많은 RX들에게 downlink 뿌려줌)
- 적용:
international trunk - 장거리 telephone 전송
위성 서비스 - private business 네트워크
Television Distribution
Navstar Global Positioning System (GPS)
- 전송 특성: 1~10GHz (1GHz보다 작으면 노이즈 심하고 10GHz 넘어가면 decay 심함)
- B문: 4/6-GHz. 5.925정도. (uplink 대역과 downlink 대역 다름)
Broadcast Radio
- Broadcast Radio: omnidirectional, microwave: directional
- Radio: 3kHz~300GHz
- Broadcast radio: 30MHz~1Gz
- line of sight
- 취약: multipath interference (땅, 물, 인공물 등에서 반사되어 여러 경로로 옴)
Infrared
- Line of sight. 벽을 뚫지 못함.
- 단방향.
- 돈내지x
- frequency allocation 이슈 없음.
Wireless Propagation Modes
- Ground-wave propagation
- Sky-wave propagation
- Line-of-sight propagation
Line-of-Sight Transmission
- loss 많이 발생. 거리.
- 대기가 흡수.
- multipath (reflection으로 인해)
- refraction (굴절)
Free space loss
신호가 거리(d) 커지고 주파수(f) 커질수록 감쇄도 커진다. (Pr과 Pt 차이나는 이유)
d, f 증가시 loss 증가
Multipath interference의 예시: Microwave가 땅에 반사, Mobile Radio
정리
Guided transmission media: twisted pair, coaxial cable, optical fiber
wireless transmission: antennas(directional, omnidirectional), terrestrial, satellite, broadcast radio, infrared
wireless propagation
line-of-sight transmission
여러 communication, 각각 어떤 application
omnidirectional(broadcast), directional(손실적음)
sampling frequency가 최고 주파수의 2배보다 커야 aliasing effect 생기지 않는다.