정보통신개론 - 다중화방식(Multiplexing)

멀티플렉싱에 대해서 알아보도록 하자.

통신 시스템에서 여러개의 단말장치에 전송되는 데이터들을 하나의 공통된 고속 전송로를 사용하여 정보전송이 가능하도록 하는 방법이 다중화(Multiplexing) 이다..

 

그림을 봐보자. 장치 1, 장치 2, 장치 3에서 발생된 신호를 MUX(멀티플렉서)가 받아서 하나의 신호로 합쳐서 전송하고, DMUX(디멀티플렉서)가 하나의 신호를 다시 분할 해서 목적지에 전달하는 과정이다.

 

즉 핵심은 하나의 전송로에 여러 신호를 담아 보내는 것이 바로 멀티플렉서가 하는 일이고, 이것이 멀티플랙싱이다.

그림을 보면 서로의 역할, 관계가 이해가 될 것이다..

 

자 그러면 이 멀티플렉싱 방식도 여러가지 방법이 있다..

 

먼저 주파수분할다중화(Frequency Division Multiplexing) FDM을 살펴보도록 하자.

 

일단, 이름부터 주파수를 분할하는것이다. 이게 무엇을 뜻하는가. 바로 전송매체가 수용 가능한 대역폭을 분할한다 라는 뜻이다.. 

 

 

만약 전송매체가 0~2000Hz까지의 대역폭을 가진다면? 이렇게 분할을 하여서 

채널을 구성하는것!!

 

좀 더 정확히 그리자면?

 

주파수 간섭을 피하도록 가드밴드까지 구성하여서 채널을 구분한다!!

 

결국 이러한 특징은, 전송하려는 신호의 주파수 대역보다 전송매체의 주파수 대역이 커야하는 특징을 가진다.

 

그렇다면 어떻게 전송될까?

이런식으로 각각의 채널들의 신호가 합쳐져서 보내진다고 한다. 이 그림이 옳은가 잘 모르겠지만 어쨋든 합쳐진다고 함!

 

이렇게 통합된 신호를 DMUX(디 멀티플렉서)가 다시 분리를 한다고 한다!!

 

수신 측에서는 원하는 주파수 요소를 여과 과정을 통해서 얻는다

 

TV 방송과 통신 위성은 공기라는 대역폭이 넓은 전송로를 통해 전송되고 수신자의 채널 선택은 안테나에 의해 수신된 복합

신호를 여과하는 과정이다.

 

-가격이 저렴하다

-주파수 편이 변복조기의 역할을 수행해서 별도의 변복조기가 필요없다.

 

두 번째 방법은, 동기시분할다중화 (Synchronous Time Division Multiplexing) STDM이다.

하나의 전송로를 타임슬롯이라는 단위로 나누어 시간을 할당하고, 이들을 일정한 크기의 프레임으로 묶어 채널별로 프레임상의 특정한 위치에 해당하는 슬롯을 배정하는 방식이다.

 

 

 

이렇게 시간을 나눈 반복되는 슬롯의 형태고, 앞에서부터 1프레임 2프레임 이런식이다..

 

TDM은 모든 채널이 공통된 슬롯을 할당받는다.. 하지만 이것은 때로는 나쁠때가 있다.

 

왜냐하면, 채널에 데이터가 없을때도 꾸준히 할당받고, 다른 채널에 데이터가 많을때도 동등하게 할당받기에 공평하지가 않다. 이것은 성능의 저하로 넘어간다.

 

이것의 문제를 해결한 통계적 시분할다중화 (Statistical TDM) 도 있다.

 

통계적 시분할다중화 방식은 비동기 TDM 또는 지능형 TDM이라 한다.

 

전송 데이터가 있는 경우에만 타임슬롯을 배정하는 방식이다. 고정된 프레임 개념이 없다.

 

하지만 고정된 할당이 아니라 동적 할당이기 때문에 주소 필드가 필요하다.

주소 필드가 추가되어서 부하가 더 발생하지만 실제로는 데이터 전송을 요구하는 단말에만 할당하기 때문에 대역폭의 낭비를 줄인다.

 

마지막으로 코드분할방식이다. Code Division Multiple Access (CDMA)는 

주파수를 확산시키고

전송할데이터들을 하나로 합쳐서 전송하고, 각 사용자들에게는 수신되어야 하는 고유의 코드를 부여한다.

수신측에서는 코드를 이용해 하나로 합쳐진 데이터들에서 받아야 하는 정보를 추출한다.

 

여러개의 노드가 동일한 주파수를 사용해 잡음에 강하고 코드를 사용해서 보안성을 유지할 수 있다.

 

한국 sk텔레콤에서 최초로 상용했다고 한다.