[network] 아날로그(Analog) 신호 vs 디지털(Digital) 신호 알아보기(1)

우리가 컴퓨터로 메일을 전송할 때, 주고받는 것은?

데이터 !

 

하지만, 네트워크를 통과하는 것은?

전기신호 !

 

메일을 보내면 데이터는 전기신호로 바뀌고,

메일을 받으면 전기신호는 다시 데이터로 바뀐다.

 

데이터와 전기신호는 아날로그일 수도, 디지털로 나뉜다 !!!

 

Analog Data 아날로그 데이터

• 연속적인 정보 ex) 시침, 분침, 초침 등 연속적인 형태로 있는 아날로그 시계, 사람 목소리

Digital Data 디지털 데이터

• 이산형 정보 ex) 00:01에서 00:02로 갑자기 변경되는 디지털 시계.
• 디지털 데이터는 0 or 1의 형태로 컴퓨터 메모리에 저장된다. 디지털 신호로 변환하거나 매체를 통해 tx용 아날로그 신호로 변조해야한다.

Analog signal 아날로그 신호

• 일정 기간 동안의 무한히 많은 강도
• 파동이 값 A에서 B로 이동할 때, 파동은 통과하고 그 경로를 따라 무한히 많은 값을 포함

Digital signal 디지털 신호

• 제한된 수의 정의된 값만 가질 수 있다
• 각 값은 임의의 숫자가 될 수 있지만, 0과 1이 기본

 

아날로그 신호와 디지털 신호를 알아보기 전에

신호들의 형태를 알아보겠다.

신호들은 주기적이거나 비주기적인 형태를 가진다.

주기적신호 vs 비주기적신호

Periodic signal 주기적 신호

위 사진은 주기적인 아날로그 신호와, 주기적인 디지털 신호를 보여준다

• 주기적인 패턴을 그리며, 이 패턴을 주기라고 한다.
• 이후 패턴이 반복

 

Nonperiodic signal 비주기적 신호

 

위 사진은 비주기적 신호를 보여줍니다. 패턴이 반복되지 않는 모습을 보여줍니다

• 반복되는 패턴이나 주기를 나타내지 않고 변화한다

이렇게 아날로그, 디지털 신호는 주기적이거나 비주기적인 형태를 가집니다.

 

 

 

이제 아날로그 신호에 대해 알아보자!!!!!!!

Analog Signals

데이터 통신에는 일반적으로 주기적인 신호가 사용된다.

주기적 아날로그 신호의 가장 기본적인 형태를, Sine Wave라고 부른다 (사인파)

용어 정리 (주기, 진폭, 위상, 주파수)

Period(T) 주기

신호가 주기 하나를 완료하는 데 필요한 시간

Peak Amplitude(A) 최대 진폭

신호의 최대 진폭

Phase(P) 위상

한 주기의 첫 시작점의 각도 혹은 위치. Time이 0일때 위치 !

Frequency(f) 주파수

1초에 생성되는 주기의 수. 따라서 주기와 주파수는 서로의 역수 ! 

Wavelength(λ) 파장

신호가 한 주기로 이동할 수 있는 거리

• λ = c / f = c × T
  • c : 매질의 전파속소
  • f : 주파수
  • T : 주기

 

고주파 , 저주파

 

sine wave 사인파는 주파수(1초에 만들어지는 주기의 수)에 따라 고주파 저주파로 나뉜다.

고주파는 짧은 시간 내에 변화하는 사인파,

저주파는 장기간에 걸쳐 변화하는 사인파로 정의된다

 

 

합성 신호

데이터통신을 할 때 단순히 하나의 사인파가 교환되는 것이 아니다.

여러 사인파로 구성된 합성 신로를 사용한다.

푸리에 분석에 따르면 모든 합성 신호는 주파수, 진폭, 위상이 다른 단순사인파의 조합이라고 말한다.

 

합성 신호가 주기적인 경우, 이산적인 주파수를 가진 사인파로 분해된다.

 

합성신호가 비주기적인 경우, 위 사진처럼 연속적인 주파수를 가진 사인파로 분해된다.

마이크나 전화기가 만들어내는 신호가 여기에 해당된다.

 

 

Bandwidth 대역폭

대역폭은 신호에 포함된 최고 주파수와 최저 주파수의 차이를 말한다.

만약 주파수가 1000Hz~5000Hz에 포함된다면

대역폭은 5000 - 1000 = 4000HZ 가 된다.

 

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