다중화기(Multiplexer)

 

 

전송의 효율을 높이기 위해서는 하나의 전송매체에 여러 시그널을 함께 보내야한다. 그렇다고 무작정 여러 시그널을 동시에 보내면 간섭현상이 일어나 데이터가 변형된다. 그러므로 송신 측에서는 여러 시그널을 하나로 합친 시그널을 만들어야한다. 그리고 수신측에서는 해당 시그널을 다시 여러 개의 시그널로 분류해야한다.

 

여러 시그널을 하나의 시그널로 만드는 장치 : Multiplexer(MUX)

하나의 시그널을 여러 시그널로 분류하는 장치 : DeMultiplexer(DMUX)

 

 

다중화 기술 ( Multiplexing )

 

 

TDM (Time Division Multiplexing)

 

TDM은 디지털 시그널에서 사용되는 멀티플렉싱 방식이다. 시간단위로 나누어, 여러 채널의 시그널의 일부를 모아 하나의 프레임으로 만들기 때문에 디지털 시그널과 같이 1 과 0으로 구분되는 시그널에 적합하다. 시간 단위에 채널에 데이터가 없으면 공간이 낭비된다는 단점이 있다.

 

 

 

 

TDM의 대표적인 예는 T급 회선시스템(T-Carrier System)이다. 미국의 벨 연구소에서 디지털 음성 지원을 지원하기 위해 발명했으며 현재는 인터넷 접속에 보편적으로 사용되고 있다.

 

1초에 8000byte를 보낼 수 있는 채널용량을 가진 채널을 DS-0라고 한다. DS-0 채널 24개를 TDM으로 멀티플렉싱하여 하나의 링크로 만든 것을 T1 Link 라고 한다. T1 Link를 사용하면 24명이 동시에 통화 가능하다.

 

 

24개 채널이 1byte를 보내면 총 192bit이다. 프레임 동기화 비트 1비트도 추가하면 193bit이다. DS-0는 1초에 8000byte를 보내니깐 193bit씩 8000번을 1초에 보내는 것이다. 그러므로 193*8000을 하면 1554000bps 이므로 1.554Mbps가 T1링크의 출력 속도가 된다.

* 103bit (키로비트) 106 bit (메가비트) 109bit(기가비트)

 

 

FDM (Frequency Division Multiplexing)

 

FDM은 주파수 분할 방식이다. 주파수이니 아날로그 시그널에서 사용되는 방식이다.

 

채널 A, B, C가 있다고 해보자. 3개의 채널은 모두 사람의 음성을 시그널로보낸다. 사람의 음성은 모두 비슷한 대역폭을 갖는다. 그러므로 3가지 시그널을 한 전송매체로 전송하면 반드시 간섭현상을 일으킨다. 그러므로 채널 A, B, C의 시그널을 변조시켜 대역폭을 구분한다.

 

라디오가 대표적인 주파수 분할 방식의 예이다. 라디오는 모두 사람의 음성을 전송한다. 그러므로 모두 비슷한 대역폭을 갖는다. 그러므로 채널마다 대역폭을 변조시켜 서로 다른 대역폭을 쓰도록 정한다. MBC는 FM 95.9MHz이고 SBS는 FM 107.7MHz인 것처럼 말이다. 그리고 이를 Multiplexing 시켜 한 가지 시그널로 만들어 전송한다.

 

SPM (Statical Packet Multiplexing)

 

SPM은 TDM 방식과 같이 시간분할을 이용한다. 다른 점은 TDM과 달리 공간낭비가 없다는 것이다. 프레임 전송 타이밍에 보낼 데이터가 없으면 공간을 빼버린다.

 

SPM의 대표적인 특징은 Store and Forward 방식이다. 수신받은 프레임은 우선 버퍼에 Store된다. 그리고 에러체크 과정을 거친다. 에러 체크 검사를 완전히 마친 후 전송(Forward) 된다.

 

CDM(Code Division Multiplexing)

 

주로 이동통신에서 많이 사용되고 있는 Multiplexing 방식이다. 주파수 대역은 한정되어 있지만 단말기는 날이 갈수록 증가하고 있다. 하나의 기지국(Cell)에서 여러 명의 단말기가 다중접속하려면 Multiplexing을 해야한다. 여러 시그널을 제한된 대역폭 안에 모두 넣으려면, 각각의 시그널을 서로 다르게 변조시켜야한다. 이때 사용하는 것이 Code 신호이다. 최대한 무작위적으로 Code신호를 만들어 각각의 시그널을 변조시키면 많은 사람들이 대역폭을 공유할 수 있다.

 

WDM (WaveLenth Division Multiplexing)

 

파장의 길이로 채널을 분리하는 다중화 방식, 주로 광케이블에서 많이 사용.

 

 

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DWDM(Dense)은 한 채널에 60~80개 시그널 사용 가능.

CWDM(Coarse) 한 채널에 4~6개 사용가능, 긴 파장 시그널 사용 가능