전송 매체

• 개요
  • 전송 매체는 OSI 7 계층의 물리 계층에 속하며, 크게 유선과 무선으로 나누어짐
  • 현재 많이 사용중인 유선 전송 매체는 꼬임선(Twisted Pair), 동축케이블(Coaxial Cable) 등의 구리선과 광섬유(Optical Fiber) 등이 있으며, 무선 전송 매체는 지상 및 위성 마이크로파와 리디오파 등이 있음
  • 전송 매체에서 신호 전송에 이용되는 주파수 대역은 전송 매체 특성에 따라 다르며, 다음 그림은 통신 주파수 스펙트럼을 보여줌
       
• 꼬임선(Twisted Pair Cable)
  • 비차폐 꼬임선(UTP; Unshielded Twisted Pair)
    • 값이 싸고 설치가 쉬운 장점이 있으나, 외부 전자기파 간섭이나 잡음의 영향을 많이 받음
    • UTP는 주로 전화 가입자 선으로 사용되며, LAN 선으로도 많이 사용됨
    • UTP는 단위 길이 당 전선의 꼬임 수에 따라 차이가 있으며, 이를 품질에 따라 다음과 같은 범주로 나뉨

범주	설명
Category 1,2	음성 통신을 위한 것으로, 초당 4Mbps 이하의 낮은 데이터 전송 속도를 지원
Category 3	대부분의 컴퓨터 네트워크에 적합하며, 16Mbps의 속도까지 지원
Category 4	20Mbps까지의 전송 속도를 지원
Category 5	고속 이더넷을 지원하고 호환성 있는 장비와 엄격한 설치가 필요하며, 100Mbps까지 전송 속도 지원

• LAN에서 주로 Category 3과 Category 5를 주로 사용

• 치폐 꼬임선(STP; Shielded Twisted Pair)
  • STP는 UTP에 그물 모양의 금속 도체로 차폐시킨 것
  • UTP 케이블보다 외부 전자기파 간섭이나 잡음의 영향을 덜 받음
  • UTP 케이블보다 먼 거리의 전송과 고속의 전송 속도를 지원
       

• 동축 케이블(Coaxial Cable)
  • 동축 케이블 UTP등 다른 케이블에 비해 간섭과 신호 약화 및 누화에 강함
  • 장거리 연결과 고속의 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원하는 데 있어 효과적임
  • 아날로그 전송에서는 수백 MHz이고, 디지털 전송에서는 1Gbps 정도
  • 영상 신호에도 사용할 수 있기 때문에 케이블 TV에 사용
       
• 광섬유(Optical Fiber)
  • 높은 전송률(수 Gbps)과 높은 대역폭 보유(수 GHz)
  • 감쇠도가 낮음
  • 외부의 환경이나 전기적인 신호에 영향을 받지 않음
       
• 유선 전송 매체의 특성

전송 매체	데이터 전송률	전송 거리
꼬임선	10 ~ 100Mbps	100m ~ 5Km
동축 케이블	1 ~ 500Mbps	1 ~ 10km
광섬유	2 ~ 2000Gbps	10 ~ 100km

   

• 지상 마이크로파(Terrestrial Microwave)
  • 3GHz ~ 40GHz의 주파수 대역을 사용
  • 주로 전송선을 설치하기 어렵거나 습지대 및 사막 등을 횡단하는 데 사용
  • 마이크로파는 지향성을 갖기 때문에 접시형 안테나를 사용하고 가시선 내에 장애가 없어야 함
  • 100m 높이의 안테나를 사용할 때 대략 80km 정도의 직접 전송이 가능하며, 주로 전화나 TV의 장거리 중계에 사용
       
• 위성 마이크로파(Satellite Microwave)
  • 통신위성은 일종의 마이크로파 중계국에 해당되며, 지구국(Earth Station)이라 불리는 기지국과 마이크로파을 송.수신하는데 사용
  • 통신위성은 궤도에 따라 약 3만 5천 km 상공의 정지 궤도(Geostationary Earth Orbit) 위성과 약 700 ~ 800km 상공의 저궤도 위성 등으로 구분
  • 정지 궤도의 위성에서 사용되는 주파수는 C밴드(업 링크 : 5.925 ~ 6.425GHz, 다운링크 : 3.7 ~ 4.2GHz)와 Ku 밴드(업 링크 : 14 ~ 14.5GHz, 다운링크 : 11.7 ~ 12.2GHz)가 있음
  • 지상국에서 타 지상국까지 240 ~ 300ms 정도의 시간이 소요되어 전파 지연이 있고 강우 시 통신 신호 감쇠가 있으며, 정보 보안성이 취약함
  • 장점으로는 광역성과 고품질의 고속 대용량 전송이 가능
  • 정지 궤도 위성은 지구의 자전 속도와 같은 고도 35,784km에 위치하며, 텔레비전 방송.국제 전화.위성 기업 통신망 등에 이용됨
  • 지향성 안테나를 사용해 6GHz대의 마이크로파를 지상에서 위성으로 전송하고, 위성은 4GHz 대의 마이크로파을 재전송함
    • 지향성 안테나 : 지향성이 있도록 설계된 안테나로, 동방성 안테나(Isotropic antenna)를 제외한 모든 안테나를 가르키며, 특정 방위각으로만 빔이 형성되도록 하는 무선 안테나
       
• 방송형 라디오(Broadcasting Radio)
  • 방송형 라디오는 주로 30MHz ~ 40GHz 주파수 대역의 VHF 도는 UHF 주파수를 이용
  • 마이크로파의 직진성과는 달리 전 방향으로 송출되므로 직진성 파의 수신을 위한 접시형 안테나가 필요 없고, 방송(Broadcasting) 형태의 통신에 이용
  • 강우와 같은 날씨의 영향은 적으나 자연적 또는 인공적 물체에 의한 반사로 인해 많은 전송 경로가 발생하는 다중 경로 간섭이 심함
  • FM 라디오 방송, VHF와 UHF 테레비전 방송, 이동 전화에 사용되고, 저속도 무선 데이터 통신에도 사용