대역폭(Bandwidth)이란 무엇인가? 대역폭이란 전송매체가 통과시키는 주파수 영역을 말한다. 하지만, 신호에 대해서도 대역폭이란 말을 사용하기도 하는데, 신호에서 대역폭이란 것은, 이 신호가 특정 영역의 폭에 걸쳐 주요 주파수를 가지고 있다는 것을 의미한다. 흔히 사용하는 대역폭이란 말은, 매체의 통과 주파수 대역과 신호의 대역폭을 혼동하여 사용되고 있다.
무잡음 채널의 경우, 이론적인 최대 전송률은 2 * Bandwidth * log(L)이며, L은 데이터를 나타내는데 사용한 신호 준위(Signal Levels)의 갯수를 의미힌다. 이것을 나이퀴스트 전송률(Nyquist Bit Rate)이라고 한다. 전송률(Bit Rate)은 초당 비트수를 의미한다. 하지만, 실제로 무잡음이라는 것은 가능하지 않다. 잡음이 있는 채널에서의 최대 전송률은 새논 용량(Shannoon Capacity)에 의해서 결정된다. 즉, Capacity = Bandwidth * log(1 + SNR)로 표현된다.
SNR은 신호 대 잡음비를 이야기하는데, 잡음 전력에 대한 신호 전력의 통계적 비율이다. 한가지 중요한 점은, 여기에는 신호 준위가 없으며, 이것이 의미하는 것은, 몇 개의 신호 준위를 사용하더라도 전송 한계 이상을 전송 할 수 없다는 것이다.
회선 코딩(Line Coding)은, 일련의 이진 데이터를 디지털 데이터로 바꾸는 작업을 말한다. 즉, 비트란 것은 0, 1로 구성되는 데이터이며, 디지털 데이터는 반드시 0, 1을 의미하는 것은 아니다. 디지털 데이터는, 이산적이며, 제한된 수의 정의된 값만 가질 수 있다는 것을 의미하는 것이지, 이것이 반드시 0, 1을 의미하는 것은 아니다. 다시 말해, 회선 코딩이란 것은 비트를 이런 이산적인 데이터 형식으로 바꾸는 작업을 말하는 것이다. 왜 이런 과정이 필요한가? 아무리 비트로 표현된 정보라고 하더라도, 실제 신호의 송수신을 담당하는 물리층에서는 이조차도 그대로 전송 할 수 없기 때문이다. 물리층에서도 이해 할 수 있는 형태로 한번 더 변환해야 하는데, 디지털 데이터로 만든다는 것은, 바로 이 과정을 의미하는 것이다.
회선 코딩은 단극형(Unipolar), 극형(Polar), 양극형(Bipolar)의 세가지 범주로 나눌 수 있다. 단극형은 하나의 극만을 사용하기 때문에, 두 이진 상태에서 하나만 극으로 지정된다. 단극형에서는 하나의 신호 준위만 가지는데, +, -, 0의 범주에서 0과 + 성분만을 사용하기 때문에 좋지 않다. + 신호가 - 신호에 의해 상쇄되지 않기 때문에, 직류 성분이 생긴다는 점에서 바람직하지 않다. 극형 방식에서는 +, -의 2가지 신호 준위를 사용하며, 양극형 방식에서는 +, -, 0의 세가지 신호 준위를 사용하여 인코딩하게 된다.
더 많은 신호 준위를 가진다면, 같은 조건에서 더 많은 정보를 인코딩 할 수 있을 것이다.
무잡음 채널의 경우, 이론적인 최대 전송률은 2 * Bandwidth * log(L)이며, L은 데이터를 나타내는데 사용한 신호 준위(Signal Levels)의 갯수를 의미힌다. 이것을 나이퀴스트 전송률(Nyquist Bit Rate)이라고 한다. 전송률(Bit Rate)은 초당 비트수를 의미한다. 하지만, 실제로 무잡음이라는 것은 가능하지 않다. 잡음이 있는 채널에서의 최대 전송률은 새논 용량(Shannoon Capacity)에 의해서 결정된다. 즉, Capacity = Bandwidth * log(1 + SNR)로 표현된다.
SNR은 신호 대 잡음비를 이야기하는데, 잡음 전력에 대한 신호 전력의 통계적 비율이다. 한가지 중요한 점은, 여기에는 신호 준위가 없으며, 이것이 의미하는 것은, 몇 개의 신호 준위를 사용하더라도 전송 한계 이상을 전송 할 수 없다는 것이다.
회선 코딩(Line Coding)은, 일련의 이진 데이터를 디지털 데이터로 바꾸는 작업을 말한다. 즉, 비트란 것은 0, 1로 구성되는 데이터이며, 디지털 데이터는 반드시 0, 1을 의미하는 것은 아니다. 디지털 데이터는, 이산적이며, 제한된 수의 정의된 값만 가질 수 있다는 것을 의미하는 것이지, 이것이 반드시 0, 1을 의미하는 것은 아니다. 다시 말해, 회선 코딩이란 것은 비트를 이런 이산적인 데이터 형식으로 바꾸는 작업을 말하는 것이다. 왜 이런 과정이 필요한가? 아무리 비트로 표현된 정보라고 하더라도, 실제 신호의 송수신을 담당하는 물리층에서는 이조차도 그대로 전송 할 수 없기 때문이다. 물리층에서도 이해 할 수 있는 형태로 한번 더 변환해야 하는데, 디지털 데이터로 만든다는 것은, 바로 이 과정을 의미하는 것이다.
회선 코딩은 단극형(Unipolar), 극형(Polar), 양극형(Bipolar)의 세가지 범주로 나눌 수 있다. 단극형은 하나의 극만을 사용하기 때문에, 두 이진 상태에서 하나만 극으로 지정된다. 단극형에서는 하나의 신호 준위만 가지는데, +, -, 0의 범주에서 0과 + 성분만을 사용하기 때문에 좋지 않다. + 신호가 - 신호에 의해 상쇄되지 않기 때문에, 직류 성분이 생긴다는 점에서 바람직하지 않다. 극형 방식에서는 +, -의 2가지 신호 준위를 사용하며, 양극형 방식에서는 +, -, 0의 세가지 신호 준위를 사용하여 인코딩하게 된다.
더 많은 신호 준위를 가진다면, 같은 조건에서 더 많은 정보를 인코딩 할 수 있을 것이다.