[network] 아날로그(Analog) 신호 vs 디지털(Digital) 신호 알아보기(2)

이전 글에서 아날로그 신호에 대해서 알아보았당

[network] Signal : 아날로그(Analog) 신호 vs 디지털(Digital) 신호

 

 

이번 글에서는 아날로그 신호에 이어 디지털 신호에 대해 알아보겠당

 

 

디지털 신호 Digital Signal

디지털 신호는 무한대의 대역폭을 가진 복합 아날로그 신호로 정의된다

아래 개념들을 통해 무슨 뜻인지 알아보자.....

 

데이터는 아날로그 신호, 디지털 신호로 표현될 수 있다고 했다.

디지털 신호는 두 개 이상의 레벨을 가질 수 있는데 !!!

위 사진은 2레벨 디지털 신호이고,

 

이건 4레벨의 디지털 신호이다.

 

L개의 레벨이 있다고 치면, 각 레벨에는 log2L 만큼의 비트가 필요하다.

그리고 비트의 수는 2의 거듭제곱인 정수여야한다.

만약 9개의 레벨이 있다면 !

필요한 비트의 개수는 3.17bit

.

.

이 아니라

4bit 이 된다

 

Bit Rate

아날로그 신호에서는 주기와 주파수라는 개념을 사용했다.

하지만, 디지털 신호의 대부분은 비주기적이기 때문에,

주파수 대신 비트레이트라는 개념을 사용한다.

 

비트레이트는 1초동안 전송된 비트의 수를 의미한다. (단위 : bps)

 

Bit Length

Bit length는 아날로그 신호의 주기와 비슷하다

1개의 비트가 1초동안 얼마나 이동하는지 그 거리를 나타낸다

bit length = 1 / bit rate

 

 

디지털 신호의 전송

디지털 신호는 복합 아날로그 신호라고 하였다. 그 신호가

• 주기적인 경우, 분해된 신호는 무한대의 대역폭과 이산적인 주파수를 갖고
• 비주기적인 경우, 분해된 신호는 무한대의 대역폭을 갖지만 연속적인 주파수를 갖는다.

대부분 비주기적이므로, 비주기적인 디지털 신호가 어떻게 통신되는지 알아보장

 

 

우리는 어떻게 디지털 신호를 A로부터 B까지 보낼 수 있을까 ??

그러기 위해서는 변조(Modulation)가 필요하다

• Baseband transmission
• Broadband transmission

Baseband Transmission

 

• 디지털 신호를 아날로그로 변경하지 않고 '채널'을 통해 신호를 전송
• Low-Pass Channel 로우패스 채널 (0부터 시작하는 대역폭을 갖는 채널) 사용
• 하나의 채널에 대해 전용 매체를 가진 경우.
• 즉, 한 번에 두 대의 컴퓨터만을 연결할 수 있는 경우.

Case1 : low-pass channel with wide bandwidth 넓은 대역폭

• 무한대or매우 넢은 대역폭을 갖는 low-pass channel 이상적.
• 대역폭이 높을수록 복합 아날로그를 원본 디지털 신호에 가깝게 변조할 수 있으나 현실적으로 불가능

Case 2 : low-pass channel with limited bandwidth 한정된 대역폭

• 대역폭이 한정되어 있기 때문에, 디지털 신호를 통해 모양이 비슷한 아날로그 신호를 추정.
• 아날로그 신호로 디지털 신호를 근사화한다. 사용 가능한 대역폭에 따라 근사치가 달라진다.

 

Broadband Transmission

• 디지털 신호를 아날로그 신호로 변경하여 전달
• band-pass Chanel 밴드패스 채널 (대역폭이 0으로 시작하지 않는 채널) 사용
• 로우패스 채널은 밴드패스 채널의 일종
• 단일 주파수 신호(Carrier)를 통해 디지털 신호를 아날로그 신호로 변조