Chapter 9 데이터 통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크 (Using Telephone and Cable Networks for Data Transmission)

1. Chapter 9 데이터 통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크 (Using Telephone and Cable Networks for Data Transmission)

2. 9 장 데이터통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크 9.1 전화 네트워크 9.2 전화선 모뎀 9.3 디지털 가입자 회선(DSL) 기술 9.4 케이블 네트워크 9.5 데이터 전송을 위한 케이블 TV 9.6 요 약

3. 9.1 TELEPHONE NETWORK 전화 네트워크는 회선 교환을 사용한다. 전화 네트워크는 1800년 대 후반에 시작되었다. 보통 전통 전화 시스템(POTS, plain old telephone system)로불리는 전체 네트워크는 원래는 음성을 전송하는 아날로그 신호를 사용하는 아날로그 시스템이었다. Topics discussed in this section: Major Components LATAsSignaling Services Provided by Telephone Networks

4. 9.1 전화 네트워크 • 전통적인 전화 시스템(POTS, plain old telephone system) • 주요 요소

5. 전화 네트워크(계속) • 지역 루프(local loop) • 가입자의 전화와 가까운 종단국(end office) 또는 지역국(regional office)을 연결하는 꼬임 쌍선 케이블 • 간선(trunk) • 전화국들 사이의 통신을 담당하는 전송매체 • 교환국(Switching office) • 교환기를 사용하여 여러 개의 지역 루프 또는 간선을 연결하며 서로 다른 가입자들 사이를 연결

6. 전화 네트워크(계속) • LATA (local access transport area) • 지역 접근 전송구역 • LATA 내 서비스 • LATA 내에서 전화회사의 서비스 • 지역교환업자(LEC, local exchange carrier) : LATA내 서비스 담당

7. 전화 네트워크(계속) • LATA간 서비스 • 교환국간 업자(IXC : interexchange carrier) : LATA 사이에서 서비스를 제공 • 임재점(POP : point of presence)

8. 전화 네트워크(계속) LATA 내 서비스는 지역 교환업자에 의해 제공된다. 1996년 이래 두 종류의 LEC가 생겼는데, 현업 지역 교환업자와 경쟁 지역 교환업자이다. Intra-LATA services are provided by local exchange carriers. Since 1996, there are two types of LECs: incumbent local exchange carriers and competitive local exchange carriers.

9. 전화 네트워크(계속) • 통화연결 • 회전식 번호판(rotary) • 누름음 다이얼(touch tone dialing)

10. 전화 네트워크(계속) 과거에 음성 통신은 아날로그 신호를 사용하였으나 요즘에는 디지털 신호로 옮겨가고 있다. 반면에 번호걸기는 디지털 신호(회전식)로 시작하여 지금은 아날로그 신호(누름음)로 옮겨가고 있다.

11. 전화 네트워크(계속) 회선 전화망에서는 데이터 전송과 통화연결은 분리되어 있다. 데이터 전송은 한 네트워크에서 통화연결은 다른 네트워크에서 하고 있다. The tasks of data transfer and signaling are separated in modern telephone networks: data transfer is done by one network, signaling by another.

12. 전화 네트워크(계속) • 데이터 전송과 통화연결 망

13. 전화 네트워크(계속) • SS7 • 통화연결 망 에서 사용되는 프로토콜 • 계층 구조

14. 전화 네트워크에서 제공 되는 서비스 • 아날로그 서비스 • 아날로그 교환 서비스 : 집에서 사용되는 다이얼 전화 서비스, 공중 교환 전화망 • 지역 통화 서비스 • 요금 통화 서비스 • 800 서비스 • WATS(광역전화 서비스) • 900 서비스 • 아날로그 전용 서비스 : 전용선을 소비자에게 제공, 다른 전화기와 영구적으로 연결

15. 전화 네트워크에서 제공 되는 서비스(계속) • 디지털 서비스 : 교환식 / 56 서비스 • 아날로그 교환 회선의 디지털 버전 • 56Kbps이상의 데이터 전송률 허용 • DSU (Digital Service Unit) 필요

16. 전화 네트워크에서 제공 되는 서비스(계속) • 디지털 데이터 서비스 : DDS (Digital Data Service) • 아날로그 전용선의 디지털 버전 (최대속도 : 64Kbps) • DSU 사용

17. 9.2 전화선 모뎀 통상적인 전화선은 300부터 3300 Hz까지의 주파수를 나를 수 있어 대역폭은 3000 Hz가 된다. 이 전체 대역이 음성을 전송하는데 사용되는 상당량의 방해와 찌그러짐이 있어도 알아들을 수 있는 정도의 음질을 보낸다. Topics discussed in this section: Modem Standards

18. 9.2 전화선 모뎀 • 전화선 대역폭

19. 전화선 모뎀(계속) 모뎀은 변/복조기를 나타낸다. Modem stands for modulator/demodulator.

20. 전화선 모뎀(계속) • 변조 / 복조

21. 전화선 모뎀(계속) • 모뎀 표준 • ITU-T가 발표한 V-계열 • V.32와 V.32 bis • 격자 코드 변조 (trellis-coded modulation) • 변조와 부호화기를 통합, QAM에 중복 비트 추가 • V.34 bis • 33600bps 전송속도 지원 • V.90 • 56K 모뎀

22. 전화선 모뎀(계속) • The V.32 and V.32bis constellation and bandwidth

23. 전화선 모뎀(계속) • Uploading and downloading in 56K modems

24. 9.3 DSL 기술 전통적인 모뎀이 최고 데이터 전송속도에 도달한 다음에 전화 회사들은 인터넷 고속 접속을 위한 기술인 DSL을 개발하였다. 디지털 가입자 회선 (DSL ,Digital subscriber line) 기술은 기존의 지역 루프 상에서 고속 디지털 통신을 지원하는 가장 전망 높은 기술들 중 하나이다. Topics discussed in this section: ADSL ADSL Lite HDSL SDSLVDSL

25. 9.3 디지털 가입자 회선 기술 • ADSL(Asymmetric Digital Subscribe Line) • 비대칭 디지털 가입자 회선 • 기존의 지역 루프를 변경하지 않고 디지털 회선으로 만든 것 • 하향 스트림이 상향 스트림보다 높은 데이터 전송률

26. 디지털 가입자 회선 기술(계속) ADSL은 가정 사용자들을 위해 설계된 비대칭 통신 기술이며 업무 환경에는 적절하지 않다. ADSL is an asymmetric communication technology designed for residential users; it is not suitable for businesses.

27. 디지털 가입자 회선 기술(계속) 기존의 지역 루프는 1.1 MHz까지의 대역폭을 감당할 수 있다. The existing local loops can handle bandwidths up to 1.1 MHz.

28. 디지털 가입자 회선 기술(계속) ADSL은 적응 기술이다. 지역 루프 회선의 조건에 따라 데이터 전송속도를 조정한다. ADSL is an adaptive technology. The system uses a data rate based on the condition of the local loop line.

29. 디지털 가입자 회선 기술(계속) • 변조 기법 • 이산 다중음조 기술(DMT, Distance Multitone Technique)기법 이용 • QAM과 FDM 결합

30. 디지털 가입자 회선 기술(계속) • 대역폭 분할

31. 디지털 가입자 회선 기술(계속) • 실제 비트 전송률 • 상향 스트림 • 24개 채널 사용 • 24 X 4Kbps X 15 또는 1.5 Mbps • 대략 64 Kbps에서 1Mbps • 하향 스트림 • 224개의 채널 사용 • 224 X 4Kbps X 15 또는 12 Mbps • 대략 500 Kbps에서 8Mbps

32. 디지털 가입자 회선 기술(계속) • ADSL 모뎀

33. 디지털 가입자 회선 기술(계속) • 전화회사 쪽 DSLAM • 디지털 가입자 회선 접근 다중기(digital subscriber line access multiplexer)

34. 디지털 가입자 회선 기술(계속) • SDSL(Symmetric Digital Subscriber Line) • 하향과 상향 방향의 대역폭이 같음 • 많은 양의 데이터를 주고 받는 업무 환경에 적합 • HDSL(High rate Digital Subscriber Line) • T1 회선의 대안으로 Bell Core에서 개발 • 2B1Q 부호화 방식 이용 • 3.6 Km 이내에서 중계기 없이 2Mbps 전송률을 얻음 • 2개의 꼬임 쌍선 이용(전이중) • VDSL(Very high bit rate Digital Subscriber Line) • 짧은 거리(800~1800미터사이)에서 동축, 광섬유, 꼬임쌍선 사용 • DMT방식을 사용하여 상향 1.5~2.5Mbps, 하향 50~55Mbps 제공

35. 디지털 가입자 회선 기술(계속) Table 9.2 Summary of DSL technologies

36. 9.4 케이블 TV 네트워크 케이블 TV 네트워크(cable TV network)는 화상 서비스 제공자로서 시작되었으나 인터넷 서비스로 업무 영역을 옮기고 있다. 본 절에서는 케이블 TV 네트워크 자체에 대해 논의하고 9.5절에서 어떻게 이 네트워크가 고속 인터넷 접속에 사용되는지 알아본다. Topics discussed in this section: Traditional Cable Networks Hybrid Fiber-Coaxial (HFC) Network

37. Figure 9.14 Traditional cable TV network

38. 9.4 케이블 네트워크 전통적인 케이블 TV 네트워크에서의 통신은 단방향이다. Communication in the traditional cable TV network is unidirectional.

39. 케이블 네트워크(계속) • 광섬유-동축 혼합(HFC, hybrid fiber-coaxial)네트워크 • 지역꼭지 케이블(RCH) : 400,000명 가입자 허용 • 배전 허브 : 40,000명 가입자 허용 • 동축 케이블 : 1,000명 가입자 허용

40. 케이블 네트워크(계속) HFC케이블 TV네트워크에서의 통신은 양방향이 될 수 있다. Communication in an HFC cable TV network can be bidirectional.

41. 9.5 데이터 전송을 위한 케이블 TV 케이블회사는 이제는 고속 인터넷 접속을 원하는 가정의 고객을 유치하기 위해 전화 회사와 경쟁한다. DSL 기술은 지역 루프를 통하여 가정 가입자들에게 고속의 데이터 전송률을 제공한다. Topics discussed in this section: Bandwidth SharingCM and CMTS Data Transmission Schemes: DOCSIS

42. 9.5 데이터 전송을 위한케이블 TV • 대역폭 • 동영상 대역 : 채널당 6MHz, 총 80개의 채널 가능

43. 데이터 전송을 위한케이블 TV(계속) 하방향 데이터는 64-QAM 변조 기술을 사용하여 변조된다. Downstream data are modulated using the 64-QAM modulation technique.

44. 데이터 전송을 위한케이블 TV(계속) 이론적인 하방향 데이터 전송률은 30Mbps이다. The theoretical downstream data rateis 30 Mbps.

45. 데이터 전송을 위한케이블 TV(계속) 상방향 데이터는 QPSK 변조 기술을 사용하여 변조된다. Upstream data are modulated using the QPSK modulation technique.

46. 데이터 전송을 위한케이블 TV(계속) 이론적인 상방향 데이터 전송률은 12Mbps이다. The theoretical upstream data rate is 12 Mbps.

47. 데이터 전송을 위한케이블 TV(계속) • 케이블 모뎀(CM) • ADSL 모뎀과 유사

48. 데이터 전송을 위한케이블 TV(계속) • 케이블 모뎀 전송 시스템(CMTS : cable modem transmission system)

49. 데이터 전송을 위한케이블 TV(계속) • 데이터 전송 방식 • 케이블 시스템 접속상의 데이터 규격(DOCSIS) : • Data over Cable System Interface Specification • 멀티미디어 케이블 네트워크 시스템에서 개발 • CMTS에서 CM으로 데이터를 전달하기 위해 필요한 모든 프로토콜 규정

50. 9.6 요약 Q & A