데이터통신 (중간고사 공부 5장,6장)

작성일

5장

  • (디 -> 디)디지털 - 디지털 신호 부호화 보고 인코딩 방식 찾기

    • Manchester 인코딩 시그널 - 디지털 데이터 추출하기
    • Dirfferential Manchester 인코딩 시그널 - 디지털 데이터 추출하기
    • NRZ
    • NRZI 유추
    • Bipolar AMI 비트 에러 숨겨있는 위치, 이유
    • Dirfferntial Encoding 이란 무엇이며, 장단점 서술
    • 외부 동기화가 별도로 필요한 인코딩 방식은?
    • NRZ인코딩을 사용하는 전송 시스템이 있다고 가정, 송신자와 수신자의 local clock이 1비트 전송시 최대 7%까지 차이가 난다. Start와 stop비트 사이에서 최대 전송 가능한 비트 수는 ?
  • (디 - 아) 4진 PSK 변조에서 2400[baud]의 변조속도인 경우 전송속도는?
  • (아 -> 디) PCM (펄스코드변조)
    • PCM 방식 샘플링할시 생산되는 디지탈 데이터의 크기 구하기
    • PCM 인코딩에서 비선형 인코딩이란 무엇이고, 왜 사용하는지를 기술하라.
    • 256bit A/D converter 이용해서 초당 1000번 샘플링한다면 변환되는 데이터의 생산량은 얼마인가?
    • 해당 그림은 PCM 인코딩 어느 단계에 해당? 3
    • 그 그림이 1초 동안 일어나는 데이터라고 가정했을 때, 1) 출력 데이터의 양(bps)와 PCM 데이터를 구하라. PCM데이터는 편의상 10진수로 적는다.
    • 임의의 아날로그 데이터를 PCM으로 인코딩하려고 한다. 16bit A/D converter를 이용해서 초당 8000번 샘플링 한다면 변환되는 데이터는 생산량은 얼마인가? 16 x8000 bps
  • (아 -> 디) 델타 변조 방식 - TDM
    • TDM, FDM, ATDM 중 비주기적, 비정기적인 데이터에 유리한 것 밝히기
    • Synchronous TDM 방식에서 MUX-DEMUX사이에 일어나는 동기화 , 흐름제어 , 에러제어 과정을 설명하라
    • Time division multiplexing (용어설명)

  • (아 -> 디) Bit rate

  • (아 -> 아)
    • frequency division multiplexing (용어설명)

6장

  • 비동기식 전송 방식
    • start bit과 stop bits를 필요로 하는 이유
    • 기본전송단위가 5-8bit로 제한되는 이유
    • NRL 인코딩 사용하는 전송 시스템이 있다고 가정, 송신자와 수신자의 local clock이 최대 12%까지 차이가 난다고 가정한다. 해당 시스템이 비동기 전송 방식을 이용하여 데이터를 보낼 경우 한번에 보낼 수 있는 최대 비트 수는 얼마인가? 결과에 대해서 설명하라

  • 비동기전송과 동기전송의 차이점과 장단점을 쓰시오

  • 패킷 전송시스템 - 알맞은 패킷의 크기

  • Block Sum check 하는 것을 보이시오

  • 송신측으로부터(11000110000)의 프레임이 수신되었다. 이 프레임엔 다음과 같은 해밍코드가 삽입되었다고 가정한다 (r8, r4, r2, r1) 수신된 위 프레임을 해밍코드(exclusive - OR)을 이용하여 검사했을 떄 에러가 있는지 판단하고 있다면 몇 번째 비트에서 에러가 발생했는지 설명하시오
예상문제
1.  디지털 신호로 인코딩 할 때 필요한 것은 ? 
2.  아날로그 신호로 변조할 때 필요한 것은 ? 
3.  단극형이란 ?
4.  양극형이란 ?
5.  데이터 신호율이란? 
6.  비트구간이란? 
7.  변조율이란 ?
8.  마크와 공란이란 ?  
9.  수신기에서 디지털 신호를 해석할 때 수신기가 알아야 하는 것 2가지는 ?   
10.    NRZ-L이란 ? 
11.    NRZI이란 ? 
12.     Bipolar - AMI (양극성 AMI)? 
13. Pseudoternary(의사 삼진법)? 
14. Manchestser(맨체스터)? 
15. Differential Manchester(차등 맨체스터) 
16. 차등 인코딩이란 무엇이며 장점을 서술하라: 		17. scrambling이란 ? 
18. ASK 기법은 어디에 쓰이니 ? 
19. BFSK 기법이 ASK 기법보다 좋은 점 ? 	
20. MFSK 기법의 특징 1가지
21. PSK  (baud = bps/단위 신호당 비트수) 따라서 4진PSK 변조 -> 2의 2승 따라서 신호 속도가 2400이라면 데이터 율은 4800, 만약 다중 레벨의 16개의 위상을 갖는다면, 9600bsp의 속도를 보이겠다.
22. 비선형 인코딩이란 ? 
23. DM과 PCM의 차이 -> 
24. 비동기식 전송과 동기식 전송의 차이점 및 장단점을 적어라. 		
25. parity check란 ?
26. Block Sum Check란 ?
27. CRC(Cyclic Redundancy Check)
28. Forward Error Correction
답안지
1.  디지털 신호로 인코딩 할 때 필요한 것은 ? 인코더, 디코더
2.  아날로그 신호로 변조할 때 필요한 것은 ? 모듈레이터, 디 모듈레이터
3.  단극형이란 ? 모든 신호 요소가 동일한 극성을 가질 때
4.  양극형이란 ? 하나의 논리 상태가 양의 전압으로, 다른 논리 상태가 음의 전압으로 표시 될 때
5.  데이터 신호율이란? 초딩 전송되는 비트 수 (bps : bits per second)
6.  비트구간이란? 송신기가 한 비트를 방출하는 데 걸리는 시간 데이터율이 R인 경우 비트 구간은 1/R이다.
7.  변조율이란 신호 레벨의 변화 속도. 디지털 인코딩의 특성에 좌우된다.
8.  마크와 공란이란 ?  각각 이진수 1과 0을 말한다.
9.  수신기에서 디지털 신호를 해석할 때 수신기가 알아야 하는 것 2가지는 ?  각 비트의 시작 시간과 끝 시간, 각 비트의 신호레벨이 고위인지 저위인지 결정하여야 한다  
8.  NRZ-L이란 ? 0 = 고위, 1 = 저위
9.  NRZI이란 ? 0 = 구간 시작점에서 천이가 없음, 1 = 구간 시작점에서 천이 발생
10. Bipolar - AMI (양극성 AMI)? 0 = 선로상에 신호가 없음, 1 = 1은 바로 직전의 1과 극성이 바뀐다.
11. Pseudoternary(의사 삼진법)? 0 = 0은 바로 직전의 0과 극성이 바뀐다.  1 = 선로상에 신호가 없음
12. Manchestser(맨체스터)? 0 = 구간 중간에서 하향 천이, 1 = 구간 중간에서 상향 천이
13. Differential Manchester(차등 맨체스터) 구간 중간에서 항상 천이 발생, 0 = 구간 시작점에서 천이 발생, 1 = 구간 시작점에서 천이 없음
14. 차등 인코딩이란 무엇이며 장점을 서술하라: 	①차등 인코딩에서 전송하는 정보는 신호 요소 자체가 아니라 인접 신호 요소 간의 변화치로 표현된다.
②잡음이 있는 상황에서 천이를 검출하는 것이 임계값과 비교하는 것보다 신뢰성이 더 높다는 점이다.
③복잡한 전송 배열에서 신호의 극성을 잃지 않는다. 
15. scrambling이란 ? 선로 상의 일정 전압 레벨에서 일어나는 순서열은 동기를 유지하기 위해 수신기의 클록에 충분한 천이를 제공할 수 있는 채워넣기 순서열로 대치된다. 채워넣기 순서열은 수신기에서 인식되고 원래의 순서열로 대치된다.
15. ASK 기법은 어디에 쓰이니 ? 광섬유를 통하여 디지털 데이터를 전송하는 데 사용한다.
16. BFSK 기법이 ASK 기법보다 좋은 점 : 오류에 더 둔감하고, 음성급 회선에서는 통상 1200bps 이내의 전송 속도로 사용된다. 고주파 라디오의 전송에서도 흔히 사용된다.
17. MFSK 기법 ( 다중레벨)은 더 우수한 대역폭 효율을 제공하지만 오류에 취약하다.
18. PSK  (baud = bps/단위 신호당 비트수) 따라서 4진PSK 변조 -> 2의 2승 따라서 신호 속도가 2400이라면 데이터 율은 4800, 만약 다중 레벨의 16개의 위상을 갖는다면, 9600bsp의 속도를 보이겠다.
19. 비선형 인코딩이란 ? 
① 비선형 인코딩은 정량화의 각 단계 값을 균등하게 배분하지 않는 것을 의미한다.
② 진폭이 작은 값에 대해서 상대적을 커다란 왜곡 현상이 발생하니
③ 작은 진폭에 대해서 더욱 많은 정량화 단계를 두고, 
④ 큰 진폭에 대해서는 적은 정량화 단계를 두어 신호의 왜곡 현상을 전반적으로 줄일 수 있다.
20. DM과 PCM의 차이 ->  DM에서는 아날로그 데이터는 각 샘플 시간마다 하나의 정량화 레벨만큼 높아지거나 낮아지는 계단형 함수를 사용하여 근사값을 나타낸다. DM은 PCM에 비해 단순하지만 SNR에서는 더 나쁘다.PCM은 아날로그 신호에서 더 선호된다.
21. 비동기식 전송과 동기식 전송의 차이점 및 장단점을 적어라. 		
22. parity check란 ?
23. Block Sum Check란 ?
24. CRC(Cyclic Redundancy Check)
25. Forward Error Correction


6장 답
동기란 송신측에서 전송한 데이터의 각 비트를 수신측에서 정확하게 수신할 수 있도록 하는 것이다. 
① 동기식 전송은 문자나 비트들의 블록이 시작 및 정지코드 없이 전송된다. 
② 송신기와 수신기의 타이밍 차이를 막기 위해 데이터와는 별도로 송신측과 수신측이 하나의 기준 클럭으로 동기신호를 맞추어 동작한다.
③수신측에서는 클럭에 의해 비트를 구별하게 되므로, 데이터와 클럭을 위한 2회선이 필요하다.
④송신측에서는 2진 데이터들을 정상적인 속도로 내보내면 수신측에서는 클록의 한 사이클 간격으로 데이터를 인식하는 것이다.
⑤비동기식에 비해 전송 효율이 높다는 것이 장점이지만
⑥ 수신측에서는 비트계산을 해야하며, 문자를 조립하는 별도의 기억장치가 필요하므로 가격이 다소 높은 것이 단점이다

① 비동기식 전송은 연속적인 긴 비트열을 전송하지 않음으로써 타이밍 문제를 피하는 것이다.  
② 대신 데이터는 한 번에 한 문자씩 전송되는데 각 문자의 길이는 5~8비트이며, 이 사이에 시작비트와 끝비트를 넣어서 블록의 동기화를 취해준다.
③ 비동기식 전송은 시작비트와 정지비트 사이의 간격이 가변적이므로 불규칙적인 전송에 적합하다.
 	④ 필요한 접속장치와 기기들이 간단하므로 동기식 전송 장비보다 값이 싸다는 장점이 있다.

Pairty Check

① 짝수 패리티(1의 전체개수가 짝수) 홀수 패리티인지 확인
② 송신 측 이에 맞는 패리티 비트를 보내고자 하는 데이터에 붙여준뒤 송신
③ 수신 측은 1의 개수를 세어 오류 유무 확인, 맞지 않다면 재전송 요청

Block Sum Check

① 전송하고자 하는 데이터를 열 방향으로 다시 적는다.
② 각 행의 parity를 수행한 결과를 오른쪽에 적는다.
③ 각 열의 parity를 수행한 결과를 아래에 적는다.
④ 송신 측은 재구성된 블록을 행단위로 전송
⑤ 수신 측은 송신측과 미리 약속된 크기의 data를 쉰하게 되면 블록을 구성하고 블록 검사
⑥ 검사 완료후 parity를 제거한 순수한 data 획득
단점 : 하나의 데이터 단위에 2bit가 손상되고 다른 단위 내에서 정확히 같은 위치의 두 비트가 손상될 경우 검출 불가능

CRC

① 제수를 확인하고 제수에서 -1을 하여 나머지 bit의 길이를 구한다.
② 전송하고자 하는 데이터에 나머지 bit 길이만큼 0을 붙여주고 제수로 나눈다. 
③제수로 나눈 나머지를 전송하고자 하는 원래 데이터에 붙여준다.
④수신측에서는 제수로 나눠서 나머지가 0인지 확인한다.

Forward Error Correction

① 2^k >= n + k + 1 을 만족시키는 k를 찾는다.
② 해밍코드를 만든다.
③ decimal, binary 표를 작성하고 1의 값을 가진 비트들의 위치값을 exclusive OR 한다.
④수신측에서는  나온 값을 해밍코드 안에 집어 넣는다.
⑤ 1이 나온 비트들의 위치값을 기록한다.
⑥ exclusive OR하여  0000이 나오면 no error, 0000이 안나온다면 나온 그 값을 십진수로 바꾸면 오류가 난 위치값이 나올 것이다.

NRZ 코드 -> 쉽고, 대역폭 효율적 사용/ 동기화 능력 부족 , 고속 전송 x

참고자료

데이터 통신 및 컴퓨터 통신 - william stallings 지음 한기준 , 김종근 옮김

데이터통신과 컴퓨터 네트워크

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