[손에 잡히는 데이터 통신] 데이터 통신 연습문제풀이 + 개념정리

Ch1-38 ###

 

Ch1-39 ###

미 공군 의 반자동 방공 시스템 SAGE이며

군사분야에서 데이터 통신 시스템이 최초로 사용됨

 

Ch1-40 ###

최초의 패킷 교환 방식을 적용한 컴퓨터 네트워크 알파넷 개발

인터넷의 효시가 됨

 

Ch1-41 ###

DTE에서 출력되는 디지털 신호를

DSU에서 디지털 회선망에 적합한 신호로 바꿔줌

 

Ch1-42 ###

ITU 국제전기통신연합

 

Ch1-43 ### 변화하는 네트워크 환경에 따라 새로우 기술들을 제시하고 인터넷 표준안을 제정하기 위한 기술 위원회는?

IETF 국제 인터넷 표준화 기구

 

Ch1-44 ### 인터넷의 표준 문서를 무엇이라 하는가?

RFC

 

Ch1-45 데이터와 정보의 차이를 설명하시오.

데이터 : 현실세계에서 관찰, 측정을 통해 수집한 사실이나 값을 문자,숫자 등으로 표현한 것

정보 : 데이터를 가공처리하여 가치와 의미를 부여한 것

 

Ch1-46 데이터 통신 시스템의 5가지 구성 요소에 대해 설명하시오

1.송신기 : 메시지의 생성, 송신을 담당하는 장치 (데이터를 전송 매체에 적합한 상태로 변환)

2.수신기 : 전송 매체를 통해 메시지를 수신하는 장치 (메시지를 수신기가 이해할 수 있는 형태로 변환)

3.통신매체 : 메시지가 송신기 → 수신기로 이동하는 물리적인 장치 (꼬임쌍선,동축케이블,광케이블)

4.메시지 : 통신의 목적이 되는 정보

5.프로토콜 : 데이터 통신을 제어하는 규칙의 집합

 

Ch1-47 ### 통신 제어 장치의 기능 5가지

전송제어, 동기 및 오류제어, 기타 기능 ......

 

Ch1-48 모뎀과 디지털 서비스 유닛의 차이점을 설명하시오

- 모뎀 : 데이터를 아날로그 회선으로 전송하기 위한 장치

- DSU : 데이터를 디지털 회선으로 전송하기 위한 장치

 

Ch1-50 ###WAN MAN LAN 설명

LAN 근거리 통신망 : 가까운 지역 한정

WAN 도시형 통신망 : 중간 정도의 크기

WAN 광역 통신망 : 메인 프레임과 멀리 떨어진 단말장치를 연결하기 위해 등장, 전국 범위의 개념

 

Ch1-51 ###통신 시스템을 LAN WAN으로 구분하는 요소는 무엇인가

확장성 , 넓은 지역에 걸쳐서도 많은 컴퓨터 연결, 최소한 성능 보장 해야되기때문

거리가 중요하진 않음. (LAN도 먼 거리까지 연결 가능함

 

Ch1-52 ###internet 과 Internet 의 차이

internet 2개 이상의 네트워크를 연결하면 인터네트워크, 인터넷이라고함

Internet서로 연결된 수십만개의 범세계적인 네트워크를 구성되어 있음

Ch1-53 ###데이터 통신 시스템에서 프로토콜이 필요한 이유를 설명하시오

 

###프로토콜이 무엇인가

통신을 제어하는 규칙의 집합

 

###프로토콜 주요요소

구문, 의미, 타이밍

 

Ch1-54 프로토콜의 주요 기능을 간단하게 설명하시오

1. - 주소지정 : 데이터가 정확하게 전송될 수 있도록 목적지의 이름, 주소, 경로를 부여하는 기능
2. - 순서제어 : 전송되는 데이터 블록에 전송 순서를 부여하는 기능
3. - 데이터의 단편화 및 재조립 : 데이터를 전송에 적합한 크기의 작은 블록(패킷)으로 자르는 작업, 단편화된 블록을 데이터로 조립하는 것
4. - 캡슐화 : 단편화된 데이터에 여러 정보들을 부가하는 기능 (송수신지 주소, 오류검출부호, 프로토콜 제어 정보)
5. - 연결제어 : 데이터 교환 시 연결 설정 유무에 따라 연결 지향형 데이터 전송, 비연결 지향형 데이터 전송으로 나뉨
6. - 흐름제어 : 수신 측의 데이터 처리 능력에 따라 송신 측에서 보내는 데이터 양을 조절하는 기능 (정지-대기 방식, 슬라이딩 윈도방식)
7. - 오류제어 : 데이터 전송 도중에 발생하는 오류를 검출하고 정정하는 기능 (패리티 비트, 순환 중복 검사, 검사합기법)
8. - 동기화 : 송수신 측이 동일한 상태를 유지하도록 타이밍을 맞추는 기능
9. - 다중화 : 하나의 통신 회선을 여러 가입자가 동시에 이용할 수 있게 하는 기능
10. - 라우팅 : 출발지에서 목적지까지 최적 경로를 지정하는 기능
11. - 전송 서비스 : 우선순위 결정 및 서비스 등급, 보안 요구제어 서비스

Ch1-55 ###

 

Ch1-56 ###

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Ch2-73 ###서로 다른 특성을 가진 컴퓨터나 정보 처리 기기들 사이의 상호 연결이 가능한 시스템으로 제조 업체나 기종에 상관없이 접속 할 수 있는 시스템을 통틀어 말하는 용어는?

 

 

 

 

 

Ch2-74 ###OSI 7계층 모델에서 호스트 간의 통신은 결국 두 호스트의 같은 계층들 간 통신에 의해 이루어진다. 이때 같은 계층들 간의 데이터 전송 단위는 무엇인가?

PDU : 동일 계층 간에 운반되는 데이터 (PDU = SDU + 헤더)

 

Ch2-75 ###네트워크 계층에서 데이터 단위는?

패킷, 데이터그램

 

Ch2-76 데이터가 장치 A에서 장치B로 전송될 때, 장치 A의 5계층 헤더는 장치 B의 어느 계층에서 읽혀지는가?

장치 B의 5계층 세션계층

 

Ch2-77 ### 데이터 링크 계층에서 송신속도 제어하는 기능

흐름제어

 

Ch2-78 하나의 프로세스에서 다른 프로세스로 메시지 전송에 대한 책임이 있는 계층은?

4계층 전송 계층

 

Ch2-79 ###

세션계층

 

Ch2-80 ###

표현계층

 

###OSI 계층 별 기능

 

 

 

 

전송계층 : 헤더에는 포트주소가 있어서 수신 프로세스에 정확하게 전달 가능하고 = 종단 전송 기능

데이터링크 계층에서 네트워크 계층에서 내려온 '데이터에 헤더+트레일러 = 프레임' 구성한다.

 

Ch2-81 ###데이터 패킷을 메시지로 재조립하는 기능은 OSI 어느 계층에서 수행하는가?

세션계층

 

Ch2-82 ###프레임의 노드-대-노드 전달에 책임이 있는 계층은?

데이터 링크 계층

 

Ch2-83 ###전송 매체를 통해 신호를 전송하는 기능은 OSI 어느 계층 수행?

물리계층

 

Ch2-84 ASCII 코드에서 EBCDIC 코드로 데이터 형식을 변환하는 기능은 OSI의 어느 계층에서 수행하는가?

6계층 표현 계층

 

Ch2-85 ###종단 사용자를 위해 네트워크에 접근 할 수 있도록 하는 기능은 OSI의 어느 계층 수행?

응용계층

 

Ch2-86 ###OSI ISO 서로 어떤 관련이 있는지 설명하시오

ISO는 OSI 7계층 모델을 만든 기구이다.

 

Ch2-87 OSI 참조 모델과 TCP/IP 모델의 계층 구조를 비교하여 설명하시오.

1.물리적인 전송 매체를 통해서 데이터를 목적지까지 전송하기 위한 기능 제어 

2. 두 노드를 직접 연결하는 링크상에서 프레임 전달

3.패킷을 여러 네트워크(링크)를 경유하여 목적지로 전달

4. 네트워크와 독립적으로 신뢰성 있는 프로세스 상호간의 완전한 메세지 전달

5.프로세스(사용자의 실제 응용프로그램) 사이에서 세션이라는 가상연결을 확립, 동기화 기능 제공

6. 데이터 표현 차이 없이 응용 계층 간에 통신이 가능하도록 함

7. 응용 프로세스 (프로그램, 사용자) 가 네트워크 환경에 접근할 수 있는 수단 제공해서 응용 프로그램 간 상호 정보 교환이 가능하는 창구역할

 

 

 

 

 

Ch2-88 ###OSI 7계층 모델에서 사용하는 데이터 단위에 대하여 설명하시오

 

 

 

 

 

Ch2-89 ###헤더와 트레일러에 들어가는 정보에 대해 설명하고 어떻게 더해지고 제거 되는지 설명하시오.

헤더  : 데이터 시작을 나타내는 표시와 목적지 주소가 들어감

트레일러 : 전송에러를 검출하기 위한 오류제어정보가 들어감

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ch2-90 대등-대-대등 프로세스에 대해 설명하시오.

프로토콜에 의해 장치 A의 N계층은 장치 B의 N계층과 통신하는 것을 말한다.

해당계층에서 통신하는 각 장치의 프로세스를 대등-대-대등 프로세스 라고 한다.

 

Ch2-91 ###통신 프로토콜의 기능 중 캡슐화에 대해 간단히 설명

 

Ch2-92 ###

데이터링크계층에서는 단일 링크 흐름제어고

전송 계층에서는 종단간 흐름제어이다

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예제 3-1 위상, 주파수, 진폭 구하기

 

예제 3-2 대역폭 구하기 

대역폭 = 최고 주파수 - 최소 주파수

 

예제 3-3 비트간격 계산하기 디지털 신호 비트율이 2000bps일때 비트 간격은?

비트율 : 1초동안 전송된 비트 수

비트간격: 비트 하나를 전송하는데 필요한 시간 => 비트율의 역수

채널용량 : 전송 매체가 전송할 수 있는 최대 비트율 

전송손상 - 감쇠,왜곡,잡음

 

 

 

 

 

 

 

예제 3-4 신호 레벨의 수 L = 8 이고 채널 대역폭이 1KHz일때 이론적인 최대 전송율을 계산하시오

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

예제 3-5 채널 대역폭이 400Hz이고 원하는 전송율이 3200bps일때 요구되는 신호레벨 수를 계산하시오, 단 잡음은 없다고 가정한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

예제3-6 3KHz의 대역폭과 30dB의 전형적인 신호 대 잡음 전력 비율 (SNR)을 가진 음성급 채널의 채널용량을 계산하시오.

 

 

 

 

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Ch3-43 1,000Hz에서 2,000Hz 주파수 스펙트럼(대역폭 1,000Hz)를 갖는 신호가 있다. 전송 매체가 3,000Hz에서 4,000Hz(대역폭 1,000Hz)의 주파수를 통과시킨다고 한다. 이 신호는 전송 매체 를 통과할 수 있는지 설명하시오. 

통과할 수 없다. 신호가 비록 같은 대역폭을 갖지만, 주파수 영역이 겹치지 않는다.

전송 매체는 3,000Hz에서 4,000Hz 사이의 주파수만 수용함으로 1,000Hz와 2,000Hz를 가지고 있는 주파수는 통과할 수 없다

 

Ch3-44  ### 신호의 대역폭이 전송매체의 대역폭 보다 작아야 하는 이유

. 신호가 필요로 하는 주 대역폭보다 좁은 대역폭을 갖는 전송 매체를 통해 전송되면, 수신자가 인식할 수 없는 신호로 왜곡될 수 있으므로 신호의 대역폭이 케이블 대역폭보다 작아야만 한다.

Ch3-47 대역폭이 100Hz이고 원하는 전송률이 1,600bps일때 요구되는 신호 요소의 레벨 수를 계산하시오. 단 잡음의 영향은 무시한다.

256레벨

 

 

 

 

 

Ch3-48 신호 대 잡음비가 20dB이고, 대역폭이 4KHz인 경우 채널 용량을 계산하시오

26,632Kbps

 

 

 

 

 

Ch3-52 통신 채널에서 신호 전력 100W, 신호 대 잡음비 30dB일 때 잡음 전력은?

0.1

 

 

 

 

 

Ch3-55 디지털 신호의 전송에서 재생 중계기를 사용하는 목적을 쓰시오. 또한 디지털 재생 중계기와 아날로그 중계기의 차이점을 설명하시오.

아날로그 중계기 ⇒ 증폭기 , 디지털 재생 중계기 ⇒ 리피터

전송 손실 요인에 의해 신호가 감쇠되는 경우 디지털 신호의 장거리 전송을 위해 일정거리마다 디지털 재생 중계기가 필요하다.

아날로그 중계기와의 차이점:

아날로그 중계기는 단지 아날로그 신호의 증폭만 하는데 비해

디지털 중계기는 이를 증폭과 함께 원래의 펄스 모양으로 재생해서 다음 구간으로 전송한다

 

신호가 감쇠되는 경우 목적지에서 정상적인 신호 인식이 불가하므로 신호를 보상하기 위해서 리피터와 증폭기를 사용한다. 중폭기는 신호가 약해진 정도만큼만 증폭시키는데 신호를 균일한 비율로 증폭시키지 못하면 신호가 변형되는 위험이 있는 반면 리피터는 2진정보를 복원하여 재전송하기 때문에 신호변형은 피할 수 있다. 하지만 0,1 비트를 반대로 해석하는 비트오류가 발생할 수 있다

 

 

 

 

 

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디지털 데이터 01 표현

 

 

 

 

 

단극형 부호화

0,1을 나타내기 위해 전압 레벨을 하나만 사용함.

1은 +V전압

 

동기화 : 비트의 시작과 끝을 구별해 내는 것

신호의 타이밍 : 0이나 1이 연속적으로 발생하면 신호의 전압 천이가 발생하지 않아서 수신측의 신호 타이밍을 정확하게 알 수 없음. / 신호를 레벨 변화로 알아내기 때문임.

 

극형 부호화 

1. NRZ

- NRZ-L

0에서는 +V전압을 대응시키고 1에 -V 전압을 대응시켜 나타낸다.

- NRZ-I 

다음 비트가 1이면 이전 전압 레벨을 반전시키고 0이면 유지한다.

 

2.  RZ

양, 음, 0 전압을 모두 사용한다.

0일 경우에는 음 전압으로 시작해서 비트 중간에 0전압 레벨로 돌아감

1일 경우 양 전압으로 시작해서 비트 중간에 0전압 레벨로 돌아감

 

3. Biphase

- 맨체스터

0비트 = + => - ㄱㄴ  

1비트 = -  => + 

-차등 맨체스터

0비트 = 이전비트의 전이와 동일한 방식으로 변함

1비트 = 이전 비트의 전이 방식과 반대로 변함

 

양극형 부호화

신호를 번갈아서 사용하는게 특징임.

 

- AMI

1비트 = 양 , 음 신호레벨을 번갈아서 사용

홀수번째 1은 양(+), 짝수번째 1은 음(-)

0비트 = 0 신호 레벨 사용

 

-B8ZS

비트 0이 연속으로 8개 나오면 0대신 비트패턴 삽임

연속 전 비트가 + = 000+-0-+

연속 전 비트가 - = 000-+0+- 

 

-HDB3

비트 0이 4회 발생하면 마지막 변환 이후로 1이 나타낫 횟수에 따라 변환

홀수개 = +0000 / +000+ , -0000/-000-

짝수개 = + 0000 / + -00- , - 0000/- +00+

 

mB/nB 블록 코드형

디지털 데이터 스크림을 m비트 길이의 그룹으로 나눈다.

- 4B/5B

4비트를 5비트로 

 

-8B/10B

8비트를 10비트로 

 

멀티 레벨형

 

 

 

 

통신속도 :단위 시간 동안 전송되는 데이터 양 = 전송속도, 변조속도, 베어러속도 (데이터양 표현에 따라 달라짐)

비트율 : 초당 전송되는 비트수 (bps) =전송속도

보오율 : 초당 몇개의 신호변화가 있었는지 나타내는 신호속도 (보오) = 변조속도

 

 

 

 

아날로그 -> 디지털

 

1. 펄스 코드 변조 (PCM)

표본화 : PAM펄스를 얻고

양자화 : 펄스의 진폭크기를 디지털양으로 변환

부호화 : 양자화 한 값을 2진 디지털 부호로 변환

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 델타 변조 (DM)

 

 

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예제4-1 양 전압이 +5V 일 경우 평균 전압을 구하시오.

2.5V / 0,1 개수가 동일하므로

예제 4-2 양 전압이 +5V 음 전압이 -5V 일 경우 평균 전압을 구하시오

0V / 0,1의 개수가 동일해서

 

예제 4-3 디지털 데이터가 010101000000111111인 경우 맨체스터와 차등 맨체스터로 부호화 하시오. 단, 첫번째 0비트 전에는 (음에서->양) 전이임을 가정한다.

 

예제 4-4 디지털 데이터가 11000010000000000 인 경우 AMI 부호화를 수행하면 다음 그림과 같다. 동기화 문제를 해결하기 위해 HDB3로 부호화하시오.

 

예제 4-5 어떤 장치가 1Kbps 속도로 데이터를 외부로 보내고 있다. 한 글자(8비트)를 외부로 보내는 데 걸리는 시간을 계산하시오.

8ms

먼저 1비트에 걸리는 시간을 구하고 (비트간격 = 비트 하나 전송하는데 필요한 시간 )

 

 

 

 

 

 

 

 

예제 4-6 BPSK 변조에서 0 또는 1을 나타내는 반송파 교류 신호가 1비트를 보내는데 걸리는 시간이 5ms인 경우 변조 속도를 구하시오.

 (비트간격 = 비트 하나 전송하는데 필요한 시간  1비트 10^-3)

 (비트간격 = 비트 하나 전송하는데 필요한 시간 )

 

 

 

 

 

예제 4-7 QPSK 변조 방식을 사용하는 모뎀에서 데이터 변조 속도가 2400baud 일 때 전송 속도를 구하시오.

 

 

 

 

 

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Ch4-71 AMI 부호화에서 연속적인 비트 0이 나올 경우 의도적으로 신호 레벨 전이를 만들어 동기화 문제를 해결하는 처리를 무엇이라고 하는가?

스크램블링(scrambling)

 

Ch4-74 PCM 변조에서 송신 측의 처리 과정을 순서대로 써보시오.

송신 측에서는 아날로그 데이터를 “ 표본화 -> 양자화 -> 부호화” 하여 2진 비트열로 디지털화한다.

표본화 부호화 양자화

 

 

Ch4-75 QPSK를 이용할 때 한 진폭 값으로 나타낼 수 있는 비트의 개수는?

2비트

 

BPSK - 1비트

QPSK - 2비트

OPSK - 3비트

 

Ch4-77 ###

베이스밴드 (기저대역전송) : 데이터 그대로 전송하는, 근거리 전송에 있는 목적지로 전송할때 유리 (주로 디지털

브로드밴드 (광대역 전송) : 데이터를 반송파에 실어서 (복조,변조) 하는 것, 원거리 전송 (주로 아날로그

 

Ch4-78 다음과 같은 디지털 데이터를 NRZ_L, 맨체스터, AMI방식으로 전송하려는 경우 전송되는 파형을 각각 그려보시오.

 

 

 

 

 

Ch4-79 AMI 부호화에서 스크램블링이 필요한 이유에 대해 설명하시오.

비트 0이 연속적으로 발생하면

신호 레벨이 0 전합 신호가 돼서

신호 레벨 전이가 발생하지 않는다.

즉 의도적으로 신호 레벨 전이를 발생시켜서

동기화 문제를 해결하기 위해서 스크램블링이 필요하다.

 

0이 4번 또는 8번 이상 발생될 경우 동기화 문제로 인해

데이터의 시작과 끝을 알 수 없어

일부러 신호 전이를 통해 동기화 문제를 해결하기 위해

 

Ch4-86 8-위상, 2-진폭변조를 혼합하여 변복조하는 동기식 모뎀의 변조 속도가 2400Baud일 때 데이터의 신호 속도(bps)를 구하시오.

9,600 bps

 

8위상 2진폭의 QAM은 4개 비트를 이용하여 사용 전송속도(비트율) = 비트수 * 신호속도(변조속도, 보오율) 전송속도 = 4 * 2,400 9,600bps

 

 

 

 

 QAM 방식의 전송 비트 수
4위상 2진폭으로 한번에 3Bit씩 전송 : 4 위상은 2^2로 2비트, 2진폭은 2^1로 1비트. 2+1 = 3Bit씩 전송.

8위상 2진폭으로 한번에 4Bit씩 전송 : 8 위상은 2^3로 2비트, 2진폭은 2^1로 1비트. 3+1 = 4

16상 2진폭으로 한번에 5Bit씩 전송 : 16 위상은 2^4로 2비트, 2진폭은 2^1로 1비트. 4+1 = 5

 

 ch5

 

# 회선 구성

- 둘 이상의 장치가 하나의 링크에 연결되는 방식

 

#링크

-하나의 장치 -> 다른 장치 , 데이터를 보내는 물리적인 통신 경로

 

#통신 조건

- 두 장치가 같은 링크에 연결 되어있어야함

 

# 회선 연결 방식

1. 점대점 회선 방식

두 장치를 전용 회선으로 직접 연결

 

2. 다중점 회선 방식

3개 이상의 장치가 하나의 링크를 공유하는 방식 

하나의 장치에 연결된 전용 회선에 여러대의 단말 장치를 연결하여 데이터를 송수신하는 방식

- 폴링 : 단말 장치 -> 컴퓨터 데이터 전송

- 셀렉션 : 컴퓨터 -> 특정 단말 장치 데이터 전송

- 경쟁방식 : 단말 장치가 서로 경쟁하여 회선에 접ㄱㄴ

 

3. 집선 회선 방식

일정 지역 내의 중심에 접선 장치(집중화기) 설치하고 여러 대의 단말 장치를 연결하는 방식

-다수 개의 입력 회선 -> 소수의 출력 회선

-데이터를 저속 전송 ->  고속 전송

 

4. 다중 회선 방식 (집선 회선 방식과 유사)

다중화 장비에 여러대의 단말 장치를 연결하고, 다중화-역다중화 사이에는 대용량 회선으로 연결하는 방식

 

#데이터 통신 방식 (교환방향에 따라)

1. 단방향 방식

-링크에 연결된 두 단말 장치 중 한쪽은 송신만, 다른 한쪽은 수신만 가능

ex) TV,라디오

 

2. 양방향 방식

  1. 반이중 방식  (외길)

    -두 단말 장치가 동시에 송수신 불가능함

    ex) 무전기

 

  2. 전이중 방식 (2차선)

    -두 단말 장치가 동시에 송수신 가능

    ex) 컴퓨터 통신