물리 계층의 역할과 랜 카드의 구조

전기 신호란 무엇인가?

0과 1만으로 이루어진 비트열을 전기 신호로 변환하려면 OSI 모델 제일 아래 계층인 물리 계층의 기술이 필요합니다.

네트워크 통신에서는 0과 1만 사용된다고 하였습니다.

이렇게 데이터를 주고받을 때는 0과 1의 비트열을 전기 신호로 변환해야 합니다.

전기 신호의 종류에는 아날로그 신호와 디지털 신호가 있습니다.

물결 모양 전기 신호를 아날로그 신호라고 하는데 아날로그 신호는 전화 회선이나 라디오 방송에 주로 사용됩니다.

막대 모양 전기 신호는 디지털 신호라고 합니다.

그럼 데이터가 어떻게 전기 신호로 변환되는지 살펴보겠습니다.

데이터 송신 측 컴퓨터가 전송하는 0과 1의 비트열 데이터는 전기 신호로 변환되어 네트워크를 통해 수신 측 컴퓨터에 도착합니다. 수신 측 컴퓨터에서는 전기 신호를 0과 1의 비트열 데이터로 복원합니다.

 

 

랜 카드란 무엇인가?

컴퓨터는 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 랜 카드가 메인보드에 포함되어 있는 내장형 랜 카드나 별도의 랜 카드를 가지고 있습니다.

0과 1의 정보가 컴퓨터 내부에 있는 랜 카드로 전송되고 랜 카드는 0과 1을 전기 신호로 변환하게 됩니다.

이 랜 카드가 있어서 네트워크에서 데이터를 주고받을 수 있습니다.

물리 계층은 컴퓨터와 네트워크 장비를 연결하고 컴퓨터와 네트워크 장비 간에 전송되는 데이터를 전기 신호로 변환하는 계층입니다. 

 

 

「추가정보 전기 통신에 관한 위키백과 참조」

전기 통신 시스템은 다음과 같이 3 가지 기본 요소를 가지고 있다:

˙ 송신기: 정보를 받아 신호로 변환한다.
˙ 전달 매개체: 신호를 전달한다.
˙ 수신기: 신호를 받아 사용할 수 있는 정보로 변환한다.
이를테면, 라디오 방송의 경우 방송탑이 송신기이다. 자유 공간은 전달 매개체이고, 라디오는 수신기이다. 전자 통신 시스템은 두 가지 방향으로 향하며, 단일 장치는 송신기와 수신기, 곧 "무선 전화기"로 동작한다. 이를테면, 휴대 전화는 무선 전화기이다.

전화선 위를 거치는 전자 통신은 점대점 통신이라고 불린다. 그 까닭은 전달자와 수신자 사이에 위치해 있기 때문이다. 라디오 방송을 통하는 전자 통신은 방송 통신이라고 불린다. 그 까닭은 강력한 수신자와 수많은 수신자 사이에 위치해 있기 때문이다.

아날로그 또는 디지털
신호는 아날로그 방식을 사용하거나 디지털 방식을 사용할 수 있다. 아날로그 신호는 정보의 측면에서 연속적으로 변화한다. 디지털 신호의 경우, 정보는 구별된 값의 모임으로 인코딩된다. (이를테면, 0과 1) 정보가 전송하는 동안, 아날로그 신호 안에 포함된 정보는 노이즈에 의해 영향을 받을 수 있다. 반면, 디지털 신호에 포함된 정보는 신호가 특정한 문턱을 초과하지만 않는다면 손상이 되지 않는다. 이것은 노이즈 측면에서 아날로그 신호에 비해 디지털 신호가 우위에 있다는 것을 말해 준다.

네트워크
서로 통신할 수 있는 송신기, 수신기, 무선 전화기의 모임은 네트워크로 알려져 있다. 디지털 네트워크는 하나 이상의 라우터를 포함하여 정보를 올바른 사용자에게 전달한다. 아날로그 네트워크는 하나 이상의 스위치를 포함하여 두 명 이상의 사용자들 사이의 연결을 제공한다. 두 종류의 네트워크에서, 리피터(repeater)는 먼 거리에서 전송을 시도할 때 신호를 증폭하거나 다시 만들어 내는 데에 필수적이다. 노이즈(noise)에 의해 신호가 분명해지지 않게 되어 증폭이 약화되는 것을 막기 위함이다.

채널
채널은 전송 매개체가 나뉜 것으로, 여러 개의 정보 스트림을 보내는 데 사용된다. 이를테면, 라디오 기지국은 96.1 MHz로 방송할 수 있는 반면, 다른 라디오 기지국은 94.5 MHz로 방송할 수 있다고 하자. 이 경우, 매개체는 주파수로 나뉘게 되고, 각 채널은 각주파수를 수신하여 방송하게 된다. 각 채널을 할당하여 방송되는 세그먼트(segment)를 반환할 수 있는데 이를 시분할 다중 송신이라고 하며, 가끔 디지털 통신에 사용된다.

변조
정보를 전달하는 신호의 모양을 변조(modulation)라고 한다. 변조는 디지털 메시지를 아날로그 형태로 나타내는 데에 쓰인다. 이것은 키잉이라고 알려져 있는데, 키잉 기술이 몇 가지 존재한다. (위상 이동 키잉(PSK), 주파수 이동 키잉(FSK), 진폭 이동 키잉(ASK)) 이를테면, 블루투스는 위상 이동 키잉을 사용하여 장치들 사이에서 정보를 주고받는다.

변조는 또한 아날로그 신호의 정보를 더 높은 주파수로 전달하는 데에 사용하기도 한다. 낮은 주파수의 아날로그 신호가 효과적으로 전달되지 못할 때 도움이 된다. 그러므로 전송에 앞서 낮은 주파수의 아날로그 신호의 정보는 더 높은 주파수 위에서 세기가 강화되며, 이를 반송 파라고 한다. 이것을 수행할 수 있도록 하는 다른 변조 계획이 몇 가지 존재한다. (두 가지 기본적인 것을 예를 들면, 진폭 변조, 주파수 변조가 있다.)