#06. 전송 매체(1) / 트위스트 페어

 

# 전송매체 #

+ 전송 매체 : 송신기와 수신기 사이의 물리적 경로임

    • Guided(유도매체/유선) : 고체 매체를 따라 전송

    • unGuided(비유도매체/무선) : 대기, 공간, 물를 통해 전송

 

+ 데이터 전송의 특성과 품질은 매체와 신호에 의해 결정된다.

    • 유도 매체의 경우 매개체가 전달특성을 결정하는데 더 중요함

    • 비유도 매체의 경우 안테나에서 발생하는 신호 대역폭이 더 중요하다.

          ∘저주파수에서의 신호는 전방향

          ∘높은 주파수에서의 신호는 단방향

 

+ 주요 설계 관심사는 데이터 전송 속도 및 거리

 

 

* (effective)bandwidth (대역폭) : 여러가지 주파수대의 시그널 중에서 에너지 대다수가 집중되어 있는 곳

 

 

 

# 설계 요인

+ 대역폭 (bandwidth)

: 대역폭 증가할수록, 데이터 전송 속도 증가

+ 전송 (transmission)

: 신호 감쇠, 감쇠로 인한 왜곡, 지연으로 인한 왜곡, 소음

: 손상 때문에 전송되는 거리에 제한이 생김

+ 간섭 (interfrence)

: 겹치는 주파수 대역에서 경쟁 신호의 간섭으로 신호가 왜곡되거나 소거될 수 있음

+ 수신기 (number of receivers)

: 공유된 다중점 링크에서, 각 장치들은 감쇠와 왜곡을 발생하여 거리 및 데이터 속도를 제한한다.

 

 

                        # 전자기 스펙트럼

                       + 파장과 주파수는 반비례

 

 

 

# 유도 전송 매체 #

 

+ 종류 :  (1) 트위스트 페어 / (2) 동축 케이블 /  (3) 광섬유 

유도매체의 전송특성 ( 대략 보기 )

아래로 내려갈수록

1) 주파수 대역은 점점 높아지고

2) 감쇠율은 점점 작아지고

3) 재생기가 쓰이는 간격은 길어짐

여기서의 딜레이는 propogation(전파) delay로 이는 모든 매체가 비슷하다.

 

 

 

                 (1) twisted pair (트위스트 페어)

 

- 가장 싸고 가장 널리 사용되는 유도 전송 매체

- 일반적인 나선형 패턴으로 배열된 두 개의 절연된 구리선으로 구성되며, 쌍을 케이블에 함께 묶음

- 와이어 쌍은 단일 통신 링크 역할을 한다.

- 비틀림 및 비틀림 길이를 다르게 하여 인접 쌍 간 전기적 간섭과 전자적 유도 현상을 줄인다.

- 일반적인 트위스트 길이: 5~15cm, 와이어 두께: 0.4~0.9mm

- 촘촘하게 꼬일수록 성능이 좋고 비싸다.

 

 

+ 장 ^ 단점

장점	단점
- 싸다 - 작업 설치가 간편하다.	- 낮은 성능 -단거리  (성능을 높일수록 거리가 짧아짐)

 

+ 특징

- 아날로그 전송

     : 5~6km마다 증폭기(amplifier) 필요 

     : 떨어진 신호를 높여줌

- 디지털 전송

     : 아날로그 또는 디지털 신호 사용

     : 매 2km 또는 3km마다 Repeaters(원래의 신호로 되돌림) 필요

      ( 증폭기보다 리피터가 더 비쌈 )

- 거리, 대역폭 및 데이터 전송 속도 제한

- 간섭 및 소음에 취약함 (모든 매체에 쓰일 수는 있음)

 

 

+ 사용

• 아날로그 및 디지털 신호 모두 가장 일반적인 매체

• 전화망

: 주택간 및 지역교류 (가입자 루프)

• 건물 내부

: 개인 지점 교환(PBX)에 연결

• LAN(Local Area Network)용

: 일반적으로 100Mbps

: 최대 10Gbps

 

 

+ UTP / STP

> (UTP) unshielded twisted pair

    - 가장 일반 전화선과 LAN

    - 가장 싸다.

    - 설치 및 작업이 쉽다.

    - 외부전자파에 대한 차폐 장치가 없어 외부 전자기 간섭에 취약하다. 

    -  4개의 tp가 있어서 두 개씩 쌍을 이루며 한 쌍당 하나의 포트를 담당

> (STP) Shielded twisted pair

    - 전화국 간 케이블, 시외 통신 케이블

    - 간섭을 감소시키는 메탈릭 브레이드 또는 피복

    - 더 높은 데이터 전송 속도와 더 나은 성능 제공

    - UTP와 동축 케이블보다 비싸다

    - 다루기 더 힘들음(두껍고 무겁음)

    - FTP(포일로 싸인 TP), F/UTP, S/FTP 세 가지 구성

    - 외부 전자파에 대한 차폐 장치가 존재

 

 

 

                  + twisted pair 카테고리 및 클래스

 

• 카테고리 5e/클래스 D

  - 1Gbps 이더넷(양방향 및 전체 4페어 전송) 대상

  - UTP : 4개의 tp가 있어서 두 개씩 두쌍을 이루며 한 쌍당 하나의 포트를 담당

 

• 카테고리 6/클래스 E

  - 신축건물에 대한 구조화 케이블의 다수 지정

  - 1Gbps 이더넷 지원

  - CAT6 : utp의 가운데에 플라스틱 매체가 들어있어 4개의 페어들을 분리해서 서로 전파방해하는 것을 줄인다

 

• 카테고리 6A/클래스 EA

  - 10Gbps 이더넷 애플리케이션을 대상으로 함

  - CAT6a : 여기에 플라스틱 커버가 존재

 

• 카테고리 7/클래스 F

  - 10Gbps 이더넷 이상의 차세대 애플리케이션 지원대상

  - CAT7 =shield tp = S/FTP : 페어마다 포일이 싸여져 있음 + 망으로 전체를 감쌈

 

• 카테고리 7A/클래스 FA

  - 주파수 대역폭 1GHz로

  - 최대 862 MHz까지 운용하는 모든 광대역 비디오(예: CATV) 채널 지원 가능

 

 

 

                       + 신호 전력 관계

 

 

 

* insertion loss (삽입 손실)

  - 송신시스템에서 수신시스템까지의 링크간 감쇠량

 

* NEXT (Near-end crosstalk) loss

  - 한 쌍에서 다른 쌍으로 신호의 결합

  - 링크 커플링으로 들어오는 송신신호가 수신 쌍으로 되돌아갈 때 커플링 발생

      : 근거리 송신 신호는 근거리 수신 쌍에 의해 수신됨

 

* ACR (Attenuation-to-crosstalk ratio)

  - 수신 신호강도가 같은 쌍의 교차점 대비 얼마나 큰지 측정 ( 단위 / db(데시벨))