[데이터통신] 디지털 신호 - 비트율(bitrate), 기저대역(baseband), 광대역(broadband) 전송 등

본 포스팅은 McGraw-Hill Education의 Data Communications and Networking, 5th Edition By Behrouz .A Forouzan 을 참고하였습니다.

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3.3 디지털 신호

데이터는 아날로그 신호 외에 디지털 신호에 의해서도 표현될 수 있다.

예를 들어 1은 + 전압으로, 0은 - 전압으로 부호화될 수 있다. 디지털 신호는 2개보다 더 많은 레벨을 가질 수 있다. 이경우는 각 레벨로 1개 보다 많은 비트를 보낼 수 있게 된다.

위 이미지들은 2개의 레벨, 4개의 레벨을 사용하였을 때의 디지털 신호를 보여준다.

3.3.1 비트율 (Bit Rate)

비트율(bit rate)란 시간 당 비트 간격의 개수이다. 이는 일반 적으로 시간당 비트 간격의 개수를 표현하는 bps (bit per second)라는 단위로 나타낸다.

방금 봤던 이 이미지에서 디지털 신호 a는 8bps, 신호 b는 16 bps의 비트율을 가진다.

3.3.2 비트 길이 (Bit Length)

아날로그 신호에서 하나의 사이클이 차지하는 거리인 파장에 대해 알아보았다면, 디지털 신호에서는 비트 길이 (bit length)라는 것을 가진다.

이는 한 비트가 전송 매체를 통해 차지하는 길이이다.

3.3.3 디지털 신호에서의 전송

디지털 신호는 주파수가 0에서 부터 무한대에 이르는 복합 신호이다. 우리는 지점 A로 부터 지점 B로 신호를 전송하기 위해 기저 대역(baseband) 또는 광대역 전송(broadbnad transmission) 방식으로 디지털 신호를 전송하게 된다.

기저대역 전송 (Baseband Transmission)

기저대역 전송이란 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸지 않고 있는 그래도의 채널을 통해 전송하는 것이다.

기저 대역 전송을 하기 위해서는 주파수 0부터 시작하는 대역폭을 갖는 저대역 통과 채널(low-pass channel)이 필요하다. 이는 오직 하나의 채널만을 위해 전용으로 사용된다.

위 그림은 두 가지 주파수 0 부터 시작하는 저대역 통과 채널을 보여주고 있다. 당연히 무한적으로 대역폭을 가지는 채널이 좋지만 현실 세계에서는 그런 것은 없다.

넓은 대역폭을 가지는 저대역 통과 채널은 동축 케이블이나 광섬유같은 매우 넓은 대역폭을 가지는 케이블로 구현 가능하다. 이는 높은 정밀도의 통신이 가능하며 어느 정도 디지털 신호의 모양을 유지 할 수 있다.

좁은 대역폭을 가지는 저대역 통과 채널은 디지털 신호와 근사한 모양의 아날로그 신호를 사용한다. 대역폭의 너비에 따라 근사정도를 달리한다.

광대역 전송 (Broadband Transmisson)

광대역 전송은 디지털 신호를 전송하기 위해 아날로그 신호로 변환하는 것을 의미한다. 변조를 하면 bandpass 채널을 사용하여 전송하는데, 이는 주파수가 0부터 시작하지 않는다.

이런 종류의 채널은 저대역 통과 채널보다 쉽게 구할 수 있다.