전송 매체(Media)

 

 

 

물리계층은 OSI 7계층에서

유일하게 '물리적' 연결을 다루는계층이다.

 

2계층~7계층은 '논리적' 연결일 뿐이지 실제하지 않는다. 그러므로 실질적으로 호스트와 호스트를 연결하는 계층은 1계층이다. 그럼 어떤 방식으로 연결이 이루어지는지 알아보자.

 

전송매체

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물리계층에서는 '비트(bit)' 단위로 데이터가 이동한다. 1과 0이 전압차로 구분되어 전달된다.

Wire Media ( 유선 매체 )

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유선 매체를 Conductive Media라고 한다. Conductive는 '전도성의'라는 의미로, 전기 흐름을 이용한 유선 매체를 뜻한다.

 

Conductive Media에는 대표적으로 세가지가 있다.

 

1) Twisted-pair cable (TP 케이블)

2) Coaxial cable ( 동축 케이블)

3) Fiber-Optic cable ( 광 케이블 )

 

TP케이블과 동축 케이블은 '구리선'이다. 광케이블은 '유리관'으로 전송된다.

 

1) TP 케이블

 

TP케이블은 두 개의 구리선이 쌍(Pair)을 이루어 꼬여있다.(Twisted)

 

 

 

대표적인 TP케이블인 Unshield Twisted-Pair(UTP)케이블이다. 가장 친숙한 매체이다. 피복만 있을뿐, 전자파를 차단해주는 차폐제가 없다.(Unshield) 전자적 간섭에 민감하여 외부 간섭이 적은 곳에서 사용해야한다.

 

STP(Shielded twisted-pair)는 전자파를 차단해주는 차폐제가 있어 외부간섭에 영향을 덜 받아, UTP보다 더 멀리 신호(Signal)를 보낼 수 있다.

 

TP케이블은 RJ45 커넥터를 사용한다.

 

어떤 이더넷을 사용하느냐에 따라 UTP의 종류가 달라진다.

 

UTP 종류

CAT - 3 : 10BASE-T ( 10Mbps Baseband통신, TP 케이블) (이더넷)

CAT - 5 / 5e : 100BASE - T (100Mbps, Baseband 통신, TP 케이블) (일반적으로 사용) ( Fast 이더넷)

CAT - 6 : 기가비트 이더넷 ( 1Gbps )

 

2) 동축 케이블 (Coaxial Cable)

 

Coaxial은 '같은 축'을 의미한다. 케이블 하나가 1 대 1로 연결되는 것이 아니라. 한 가지 기다란 케이블에 여러 개의 노드가 BUS 방식으로 연결된다.

 

 

동축 케이블은 최근에 잘 사용되지 않는다. T커넥터에 오류가 자주 발생하는 것도 잘 사용되지 않는 이유 중 하나이다.

 

3) 광 케이블(Fiber-Optic Cable)

 

구리선은 전기적 신호를 이용하지만 광 케이블은 '빛'을 이용한다. 빛은 전기에 비해 간섭을 덜 받아, 오류도 거의 없고 감쇄(Attenuation)도 별로 없다. 감쇄란 조금씩 신호의 세기가 약해지는 현상을 의미한다. 대역폭도 크고 보안성도 높다.

 

하지만 광 케이블은 비싸고 다루기가 힘들다. 광 케이블 전용 LAN카드를 구해야하고 네트워크 연결이 일반 TP케이블보다 더 어렵다.

 

3-1) 빛의 특성

 

파장과 진동수

빛은 파장(λ)과 진동수(f)에 따라 성질이 바뀐다. 빛의 특성을 파악하려면 파장의 길이나 진동수를 알아야 한다.

 

λ= c/f

 

c는 진공상태에서의 빛의 속도이다. (299,792,458m/s). 1초 동안 빛이 간 거리를 1초 동안 진동한 횟수로 나누면 1번 진동했을 때의 파장의 길이를 알 수 있다.

 

감쇄(Attenuation)

전기보다는 덜하지만 빛도 감쇄현상이 일어난다. 처음 보냈던 빛의 세기가 도착지점에서 얼마만큼의 손실이 이루어졌는지 파악해야한다.

 

A(감쇄) = 10log10Pt/Pr

 

Pt는 빛을 전송했을 시점의 빛의 세기이다. Pr은 빛이 도착했을 시점의 빛의세기이다.

 

3-2) 광케이블의 종류

 

Single-Mode Fiber(SMF)

빛의 데이터를 받는 채널이 '하나' 밖에 없는 케이블이다.

 

 

 

한 줄의 빛만 유리관을 따라간다.

 

생긴 것 요렇게 생겼는데, 군대에서 통신병으로 복무하면서 개인적으로 많이 봤던 광케이블이다.

 

Multi-Mode Fiber(MMF)

 

 

 

빛을 쏘는 각도(파장의 길이)에 따라 여러 개의 채널을 받을수 있는 광 케이블이다.

 

 

3-3) 광케이블에서의 Modal Bandwidth

 

Modal Bandwidth란 1km에서 광 케이블이 지탱하는 대역폭 용량이다. 여기서 '지탱'하는 이라는 표현을 쓴 이유는 '감쇄'현상 때문이다. 만약 빛이 1km를 가는데 500Mhz를 제공한다면 2km 갔을 때는 그 절반인 250Mhz를 제공한다. 이를 Modal Bandwidth라 부른다.

 

 

무선 매체는 선로가 없다. 리모컨의 적외선, 블루투스 나 와이파이가 여기에 해당한다. 이번 포스팅에서는 '마이크로 웨이브 통신(Microwave Transmission)'에 대해서 알아볼 것이다.

 

무선 매체(Wireless Media)

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무선 매체는 선로가 없다. 리모컨의 적외선, 블루투스 나 와이파이가 여기에 해당한다. 이번 포스팅에서는 '마이크로 웨이브 통신(Microwave Transmission)'에 대해서 알아볼 것이다.

 

마이크로웨이브 통신은 전자기파(E/M wave)를 이용한다. 마이크로웨이브의 주파수는 2~40GHz 이다. 마이크로웨이브 파의 가장 큰 특성은 line of sight Transmission이다. line of sight Trasmission은 100MHz 정도의 주파수를 직선의 형태로 그대로 직접 통신할 수 있다. ( 정확히 무슨 의미인지 잘 모르겠다..)

 

마이크로 웨이브 통신은 두 가지 형태로 이루어진다.

 

1. 지표면 (Terrestrial)

 

Terrestrial은 '지구'라는 의미다. 지표면에서 이루어지는 통신으로 안테나를 세워 통신한다.

 

2. 인공위성(Satellite System)

 

인공위성을 이용한 마이크로 웨이브 통신이다. 인공위성은 주로 Server와 같이 데이터를 전달하는 역할을 한다. 지표면에 있는 수신자가 인공위성으로 데이터를 보내기보다는 일방적으로 데이터를 받을 때 위성통신이 사용된다. 우리가 지구 반대편에서 펼쳐지는 축구경기를 생방송으로 관람할 수 있는 이유는 인공위성을 이용한 마이크로 웨이브 통신을 하기 때문이다.