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통신

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통신(通信)은 소식을 정하거나 우편이나 전신, 전화, 인터넷 등으로 정보의사전달하는 행위를 뜻한다. 신문이나 잡지와 같은 언론 뒤에 실을 기사자료를 보내는 것도 넓은 의미에서 통신에 포함된다. 영어로 커뮤니케이션(communication)이라고 한다.

개요[편집]

사람들은 음성이나 표정 또는 손짓, 발짓을 통해 자기 의사나 기타 정보타인에게 전달하고, 다수의 사람에게 전하기 위해 별도의 수단이 필요하게 되는데, 이 수단을 통신이라고 한다. 인간과 사물에 관한 사상과 정보의 장소적 이동, 즉 전달 기능을 하는 서비스 행위이다.[1] 통신에는 정보를 처리하여 전송하는 장치를 말하는 정보원(Source), 전송된 정보를 수신하는 장치를 말하는 수신원(Destination), 정보원과 수신원을 연결하는 통신회선을 말하는 전송매체(Transmission Media)가 있다.[2]

역사[편집]

1837년 사무엘 핀리 브리즈 모스(Samuel Finley Breese Morse)에 의해서 전신이 발명되었고, 1876년 알렉산더 그레이엄 벨(Alexander Graham Bell)이 전화를 발명하였다. 1881년에는 뉴욕과 시카고 사이의 장거리 전화가 개통되었고, 1910년대에는 텔레타이프가 발명되었다. 1920년대에는 동축 케이블의 발명으로 대용량 데이터 전송이 가능해졌고, 1950년대에는 통신 위성과 레이저의 발명으로 무선 통신과 광통신의 기반이 마련되었다. 1958년에는 미국 공군이 미국의 방공 체계를 강화하고, 대공 레이더망을 유무선 통신회선으로 연결하여 비행 물체에 대한 정보를 수집하고 분석하기 위해 세계 최초의 데이터 통신 시스템인 반자동 방공망(Semi-Automatic Ground Environment, SAGE)을 개발했다. 1960년대에는 자원의 공유와 통신 설비의 비용 절감을 위해 패킷 교환망이 출현했고, 1964년에는 미국의 항공 회사에서 좌석 예약과 회계 업무를 처리하기 위해 최초의 상업용 데이터 통신인 SABRE(Semi-Automatic Business Environment)를 개발했다. 1969년에는 미국 국방성을 중심으로 미국의 대학들과 연구 기관이 다수의 컴퓨터와 단말 장치를 디지털 회선으로 접속하여 임의의 컴퓨터에 원격 접속할 수 있는 최초 패킷 통신망인 아르파넷(ARPANET)을 개발하였다. 인터넷의 모체가 된 아르파넷(ARPANET)은 사용자가 점차 증가하면서 통신망이 확장되어 근거리 통신망(LAN), 광대역 종합 정보 통신망(B-ISDN) 등 새로운 컴퓨터 통신망이 발전되었다. 1970년대에는 디지털 스위치를 이용한 전자 교환기가 발명되었다. 1970년에는 미국 하와이 대학에서 실험한 최초의 무선 패킷 교환망인 알로하넷(ALOHAnet, Additive Links On-ling Hawaii Area net)이 개발되었고, 1974년에는 미국 IBM에서 최초의 네트워크 구조가 발표되었다. 1975년에는 미국 텔넷(Telnet) 통신회사의 상업용 패킷 교환 방식의 데이터 통신 시스템이 개발되었다. 1980년대에는 종합 정보 통신망(ISDN)이 등장하였고, 1990년대에는 인터넷 보급과 (WWW)이 등장하였다.[3]

특징[편집]

정보의 신속한 전달로, 전신, 전화, 전자 우편, 인터넷 채팅 등을 통해 거리의 제약을 극복하여 멀리 떨어져 있는 사람과 실시간으로 소식이나 정보를 주고받을 수 있다. 인쇄, 테이프 저장 장치, 컴퓨터 저장 장치 등을 통해 정보를 저장하고 보존하여 필요한 시기에 이용할 수 있게 해준다. 또한, 전신, 전자 우편, 인터넷 등을 통해 중간에 오류나 변형이 없어 받는 사람에게 정확하게 정보를 전달할 수 있다. 라디오 방송, 텔레비전 방송, 인터넷 등을 통해 다양한 정보를 여러 사람이 공유할 수 있다.[4] 통신은 시간과 거리의 한계를 극복할 수 있고, 초고속 광대역 통신이 가능하다. 또한, 다중 전송이 가능하고, 신뢰성 높고 고품질의 통신이 가능하다.[5]

정보 통신의 형태[편집]

문자 통신과 음성 통신, 이미지 통신, 영상 통신, 멀티미디어 통신 등이 있다. 문자 통신은 책, 신문, 전자 우편 등과 같이 문자를 전달하는 통신 형태이다. 음성 통신은 라디오 방송이나 전화 등 음성을 전달하는 통신 형태로, 일반적으로 전화망을 이용한 통신을 지칭한다. 라디오 방송과 전화 외의 음성 통신을 이용한 서비스로는 음성 우편(Voice mail), 자동응답시스템(ARS), 고기능 교환기를 이용한 3자 통화 등이 있다. 이미지 통신은 그림과 사진, 도표 등 시각적 정보인 이미지를 전달하는 통신 형태로, 비록 그림이나 도표가 전혀 없는 서류라 할지라도 이를 이미지로 다루면 이미지 통신이 되고, 문자나 숫자를 디지털 형태로 다루면 데이터 통신이 된다. 이미지는 다른 형태의 정보보다 사람의 이해를 더욱더 쉽게 접근시키는 이점이 있어 많이 이용되고 있다. 팩시밀리, 캐드, 캠과 같은 그래픽의 상호 전송이 이미지 통신의 예이다. 영상 통신은 텔레비전 방송, 화상 전화 등과 같이 영상을 전달하는 통신 형태이다. 이미지 통신과 함께 그 중요성이 부각되고 있는 정보 통신의 하나이다. 텔레비전 방송과 영상 회의, 특정 전문 분야인 의료 정보 서비스나 관광 안내 서비스 등에 사용되는 영상 응답 시스템이 영상 통신의 예이다. 멀티미디어 통신은 정보의 여러 가지 형태인 문자, 음성, 이미지, 영상 중 두 가지 이상이 복합적으로 구성되어 주고받는 형태로, 다중 매체 통신이라고도 한다. 컴퓨터, 화상 전화기 등의 통신 기기와 인터넷, 광통신 등의 발달로 등장하였다. 원격 교육이나 원격 회의, 원격 진료 등에 활용된다.[4]

시스템[편집]

모든 통신 요소, 기술, 장비, 규격 등을 함께 고려한 시스템적인 관점의 용어로, 지리적으로 원거리에 분산된 복수의 최종 사용자 간의 데이터 통신 서비스를 제공하는 장치와 프로그램들의 집합이다. 데이터 통신 시스템은 데이터 전송계와 데이터 처리계로 구분된다. 데이터 전송계는 정보의 이동 또는 전송을 담당한다. 단말장치(Data Terminal Equipment, DTE)는 통신 시스템과 사용자의 접점에 위치하여 데이터를 입력하거나 처리된 결과를 출력하는 기능을 담당하는 장치이다. 입출력 제어 및 송수신 제어 기능과 저장기능을 수행한다. 데이터 전송 회선은 전송 신호를 송수신하기 위한 통로를 뜻한다. 신호변환장치(Data Circuit Equipment, DCE)는 단말 장치와 동신 회선 사이에서 적합한 신호나 데이터로 변환시켜주는 장치이다. 데이터 회선 종단 장치라고도 하며, 모뎀(MODEM), 코덱(CODEC), DSU 등이 있다. 통신회선은 데이터가 실질적으로 전송되는 선로로서, 꼬임선, 동축 케이블, 광섬유 케이블 등의 전송 매체가 있다. 통신제어장치(Communication Control Unit, CCU)는 데이터 전송 회선과 컴퓨터를 연결하는 장치이다. 전송 오류 검출, 회선과 감시 등 통신 제어 기능을 수행한다.[2][6]

채널[편집]

정보 신호를 시간 및 공간적으로 전달해주는 제한을 하는 통로로, 물리적인 전송로의 뜻보다는 신호의 논리적인 또는 복합적인 통로를 의미한다. 따라서 하나의 전송로 또는 채널에 여러 개의 작은 채널들이 존재할 수 있다. 통신의 한계를 내포하는 개념으로써의 채널이다. 채널은 정보의 완전한 전달 과정에 제한, 방해를 가하는 모든 원인의 총체로, 사실상 잡음이 존재하고 있음을 의미한다. 통신 채널의 장애에는 잡음, 왜곡, 감쇄, 누화, 간섭, 손실, 페이딩 등이 있다. 부가적인 잡음(Additive)에는 열잡음, 산탄 잡음 등이 있고, 곱해지는 잡음(Multiplicative)에는 경로손실, 섀도잉, 다중경로 페이딩 등이 있다.[6][7] 열잡음은 가장 일반적으로 발생되는 잡음으로, 주로 저항성 소자에서 전자의 열적 불규칙 운동에 의해 발생되는 잡음이다. 모델링하는데 주로 사용된다.[8] 산탄 잡음은 전자의 특수한 현상으로 인해 불규칙한 요동이 생겨서 발생하는 잡음이다.[9] 섀도잉은 파동이 주변 환경에 의해 흡수, 차단, 감쇠 등이 일어나는 현상이다.[10]

[편집]

노드들을 서로 연결하는 링크들로 구성되어 표현되는 하나의 시스템으로, 교환점들이 상호 동작하게 하는 집단을 총칭한다. 통신망의 기본 요건으로는 투명성(Transparent), 신뢰성(Reliable), 유연성(Flexible), 자기 치유 능력(Self-healing)이 있다. 투명성은 사용자가 네트워크에 대해 구체적인 사항을 알 필요가 없는 것을 의미하고, 신뢰성은 네트워크 전체적으로 분산 처리되는 각종 기능이 마치 단일의 컴퓨터에서 동작하는 것 같이 안정되게 운용되어야 한다는 의미이다. 유연성은 사용자의 서비스 요구의 변화에 신속하게 제공이 가능해야 한다는 의미이다. 또한, 자기 치유 능력은 고장 난 구간에 대해 자동으로 복구할 수 있는 기능과 우회 기능 등이 있는 것을 의미한다. 통신망의 구성 3대 요소 기술에는 교환기술, 전송기술, 단말기 기술이 있다. 교환기술에는 회선 교환과 축적 교환이 있고, 전송기술에는 다중화, 다원접속, 이중화, 변조, 부호화 등이 있다.[6][11]

회선 교환[편집]

교환기 내부에 존재하는 교환 회로들의 연결 작업을 통해 수신 측에게 데이터를 전송하는 방식이다. 이 방식은 교환 회로를 이용하고, 데이터의 변환이 가능하지 않으며, 서로 다른 기종 간의 통신이 되지 않는다. 또한, 경로 확보가 필요하고, 송수신 자가 동시에 운영 상태에 있어야 한다. 전파 지연이 짧아 데이터 전달 속도가 빠르고, 연결이 되어 있으면 실시간 통신이 가능하다. 대량 데이터 전송에 적합하고, 속도가 항상 일정한 고정 대역폭을 사용한다. 대표적인 예로는 전화가 있다.[12]

축적 교환[편집]

전달되는 데이터가 축적 교환기에 일시적으로 저장된 후 전달되기 때문에 저장 시에 데이터의 변환을 시킬 수 있다. 이러한 데이터 변환 기능은 기종이 다른 어떠한 통신 장비와도 통신이 가능하기 때문에 인터넷이 가능한 것이다. 이 방식은 기억장치를 사용하고, 데이터의 변환이 가능하며, 서로 다른 기종의 통신이 가능하다. 또한, 경로 확보가 필요 없고, 송수신 자가 동시에 운영 상태에 있지 않아도 된다. 데이터 전달 속도가 느리고, 실시간 통신이 되지 않으며, 소량 데이터 전송에 적합하다. 속도가 일정하지 않은 가변 대역폭을 사용한다. 대표적인 예로는 이메일이 있다.[12]

회선[편집]

2개 이상의 장치가 서로 통신하기 위해 사용하는 전송 매체로, 케이블이나 전화선을 많이 사용한다. 공중 통신 회선은 가입 전화 회선과 가입 전신 회선 등이 있다. 교환기의 회선을 통해 어디든지 통신이 가능하다. 가입 전화 교환망은 단순히 전화망이라고도 한다. 전화형의 공중 통신 회선은 1,200 bps 이하의 교류 방식으로 데이터 전송에 종종 사용된다. 이는 교류 방식이기 때문에 모뎀이 필요한데, 모뎀으로는 음향 커플러 형식도 사용할 수 있다. 그러나 텔렉스용 회선으로 사용되는 전신망은 속도가 50 bps 이하의 직류 방식으로 전송되므로 모뎀이 없어도 된다. 특정 통신 회선은 회선을 전용으로 빌려 사용하는 것으로 교환기를 통하지 않기 때문에 특정한 상대 이외에는 통신할 수 없지만, 그 대신 항상 점유하여 사용할 수 있다. 따라서 단말기 전원만 연결하면 즉시 컴퓨터와의 통신이 가능하다. 전용회선은 특정 통신 회선과 비슷하지만, 회선의 양쪽이 모두 단말기라는 점이 다르다. 데이터 통신 서비스용 회선은 판매 재고 관리 시스템이나 과학 기술 계산 시스템 등을 위한 회선이다. 신 데이터망은 디지털 데이터 교환망을 가리킨다.[13]

계층[편집]

OSI 7계층에서 통신 기능을 하는 계층은 응용 계층과 표현 계층, 세션 계층이다. 세션 계층은 응용 프로그램 간의 통신 관리 및 동기화 유징 역할을 한다. 응용 프로그램들 사이의 접속을 설정하고 유지하며, 데이터 전송 시 동기 점을 제공하여 오류가 발생했을 시 데이터를 재전송하거나 복구할 수 있다. 주요 기능으로는 다중화, 오류 복구, 데이터 교환 등이 있다. 표현 계층은 데이터의 번역 및 암호화 역할을 한다. 데이터의 표현 방식에 관한 서비스가 이루어지는데, 송수신 자가 서로 다른 문자를 사용하는 경우 번역하여 일관된 데이터 전송으로 서로 이해할 수 있도록 돕는 역할이다. 이외에 암호화된 데이터의 해독을 수행하고, 필요에 따라 데이터의 압축 기능을 제공하기도 한다. 응용 계층은 응용 프로그램과 연계하여 사용자의 편리한 환경을 제공한다. 즉, 사용자에게 직접 제공되는 서비스나 프로그램은 대부분 응용 계층에 해당한다. 응용 애플리케이션이라고도 불리며, 사용자의 명령에 따라 특정 작업을 수행하는 소프트웨어, 인터페이스를 제공하는 여러 프로토콜 등 다양한 범주에서 정보를 처리한다.[14]

프로토콜[편집]

서로 다른 기기 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 높은 통신 규약으로, 통신을 제어하기 위해 표준 규칙과 절차의 집합으로 하드웨어, 소프트웨어, 문서를 모두 규정하는 말이다. 통신 프로토콜의 기본 요소에는 구문(Syntax), 의미(Semantics), 시간(Timing)이 있다. 구문은 전송하고자 하는 데이터의 형식과 부호화, 신호 레벨 등을 규정한다. 의미는 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보를 전송하기 위한 협조 사항과 오류 관리를 위한 제어 정보를 규정한다. 시간은 두 기기 간의 통신 속도와 메시지의 순서 제어 등을 규정한다.

기능[편집]

송신 측에서 전송할 데이터를 일정 크기의 작은 블록으로 자르는 작업을 단편화(Fragmentation)라고 하고, 수신 측에서 단편화된 블록을 원래의 데이터로 모으는 것을 재결합(Reassembly)이라고 한다. 단편화를 통해 세분된 데이터 블록을 프로토콜 데이터 단위라 한다. 데이터를 단편화하여 전송하면, 전송시간이 빠르고, 통신 중의 오류를 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 너무 작을 블록으로 단편화할 경우, 재결합 시 처리 시간이 길어지고, 데이터 외에 부수적인 데이터가 많아지므로 비효율적이다. 단편화된 데이터에 송수신지의 주소, 오류 검출 코드, 프로토콜 기능을 구현하기 위한 프로토콜 제어 정보 등의 정보를 부가한다. 캡슐화, 요약화라고 한다. 정보 데이터를 오류 없이 정확하게 전송하기 위해 캡슐화를 수행한다. 대표적인 예시로 데이터 링크 제어 프로토콜의 HDLC 프레임이다. 또한, 송수신 측이 같은 상태를 유지하도록 타이밍(Timing)을 맞추는 동기화(Synchronization) 기능이 있다. 전송되는 데이터 블록(PDU)에 전송 순서를 부여하는 기능인 순서 제어(Sequencing)는 연결 위주의 데이터 전송 방식에만 사용되고, 송신 데이터들이 순서에 따라 전송되도록 함으로써 흐름 제어 및 오류 제어를 용이하게 한다. 데이터가 목적지까지 정확하게 전송될 수 있도록 목적지 이름과 주소, 경로를 부여한다. 목적지 이름은 전송할 데이터가 가리키는 곳, 주소는 목적지의 위치, 경로는 목적지에 도착할 방법을 의미한다. 송수신 측 간의 송신 경로 중에서 최적의 패킷 교환 경로를 설정한다. 전송하려는 데이터가 사용하도록 하는 별도의 부가 서비스인 전송 서비스가 있다. 특정 메시지를 최대한 이른 시간 안에 목적지로 전송하기 위해 메시지 단위에 우선순위를 부여하여 우선순위가 높은 메시지가 먼저 도착하도록 한다. 데이터의 요구에 따라 서비스 등급을 부여하고, 액세스 제한과 같은 보안 체제를 구현한다.

전송 방식[편집]

프로토콜은 전송하고자 하는 데이터 프레임의 구성에 따라 문자 방식과 바이트 방식, 비트 방식 세 가지로 구분할 수 있다. 문자 전송 방식은 전송 제어 문자를 사용하여 데이터 프레임의 시작과 끝을 나타내는 방식이다. 대표적인 프로토콜로 BSC가 있다. 바이트 방식은 데이터 프레임 헤더에 전송 데이터 프레임의 문자 개수, 메시지 수신 상태 등의 제어 정보를 삽입하여 전송하는 방식이다. 대표적인 프로토콜은 DDCM이다. 비트 방식은 데이터 프레임의 시작과 끝을 나타내는 고유한 비트 패턴 또는 플래그를 삽입하여 전송하는 방식이다. 대표적인 프로토콜에는 HDLC, SDDLC,와 LAPB가 있다.[15]

통신 이론[편집]

통신을 효율적으로 하는 방법에 관한 이론으로, 정보를 오류 없이 전송하는 것이 목적이다. 크게 아날로그 방식과 디지털 방식으로 나뉜다.[16]

아날로그 통신[편집]

아날로그 신호에 의해 반송파의 진폭, 주파수, 위상을 변화 시켜 전송한다. 대표적인 아날로그 방식의 통신에는 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM)가 있다. 진폭 변조는 반송파 진폭을 정보 신호의 세기에 따라 변화시키는 변조 방식이다.[17] 주파수 변조는 반송파의 순시 주파수를 원래의 신호로 변조하는 방식이다. 반송파 주파수 주변에서 입력 신호에 따라 주파수를 순시적으로 변화시키며 변조한다.[18]

디지털 통신[편집]

아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 송신하고, 변환된 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 변환하여 수신하는 통신방식이다. 디지털 통신은 0과 1의 2진수로 되어 있는 디지털 신호가 잡음이 섞이거나 왜곡 현상이 일어나도 펄스의 유무 판단으로 정보를 복원할 수 있다.[19] 주파수 대역폭이 커도 신호를 특별한 방식으로 압축하여 부호화하므로 대역폭을 줄일 수 있다. 디지털 통신 매체에는 디지털 이동전화, 화상전화, 고화질텔레비전(HDTV) 등이 있다.[20]

무선 통신[편집]

전자기파를 이용한 통신 방법으로, 사람의 목소리 등 일반 신호를 고주파와 합성하여 전파를 통해 전송한다. 수신 측은 고주파 신호를 처리하여 원래 신호로 바꾼다. 무선통신에는 단방향 통신과 양방향 통신이 있는데 단방향 통신은 라디오 주파수(RF)로 정보를 전파로 변조하여 전력 증폭기를 통하여 송출, 수신 측은 복조하여 정보를 수신한다. 양방향 통신은 송신 주파수(Tx)와 수신 주파수(Rx)를 별도로 두어 동시에 송수신한다. 무선 통신의 종류로는 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi), 블루투스 등이 있다.[21]

이동 통신[편집]

이동 중에도 원하는 통신을 할 수 있는 제반 무선 통신 기술 또는 시스템이다. 이동통신의 주요 고려사항으로는 낮은 전력 소모와 주파수 효율성, 높은 전송 품질이 있다.[22] 이동통신을 구성하는 네트워크는 크게 코어 네트워크(Core Network)와 액세스 네트워크(Access Network)로 구분된다. 1세대 이동 통신은 흔히 아날로그 이동통신이라고 불린다. 주파수 변조 방식이 아날로그이기 때문에 음성통화만 가능하다. 2세대 이동통신은 음성통화 외에 문자메시지, 이메일 등의 데이터 전송이 가능해진 것이 가장 큰 특징이다. 3세대 이동통신은 음성 데이터와 비음성 데이터를 모두 전송할 수 있다. 4세대 이동 통신은 초광대역 인터넷 접속, IP 전화, 게임 서비스 및 스트리밍 멀티미디어를 제공한다. 5세대 이동통신은 초고화질 영상이나 3D 입체영상, 360도 동영상, 홀로그램 등 대용량 데이터 전송을 위해 최고 전송 속도가 초당 1GB다.[23]

각주[편집]

  1. 통신〉, 《위키백과》
  2. 2.0 2.1 LIB, 〈제02절 데이터 통신 시스템의 기본〉, 《네이버 블로그》, 2016-03-13
  3. 2. 정보 통신의 역사〉, 《A24S.COM》
  4. 4.0 4.1 정보 통신의 특성과 형태〉, 《줌 학습백과》
  5. Ch1. 정보통신의 개요〉, 《인컴멀티스쿨》
  6. 6.0 6.1 6.2 Communication 통신〉, 《정보통신기술용어해설》
  7. Channel, Communication Channel 채널, 통신 채널〉, 《정보통신기술용어해설》
  8. Thermal Noise 열 잡음, 존슨 잡음, 나이키스트 잡음〉, 《정보통신기술용어해설》
  9. 산탄 잡음, 散彈雜音, shot noise〉, 《정보통신용어사전》
  10. Shadowing, Shadowing Loss, Shadow Fading 음형 효과, 쉐도잉, 음영 손실, 음영 페이딩〉, 《정보통신기술용어해설》
  11. Communication Networks 통신 망〉, 《정보통신기술용어해설》
  12. 12.0 12.1 Anderson Kim, 〈(컴퓨터네트워크)회선 교환 방식 & 축적 교환 방식〉, 《IT 내맘대로 끄적끄적》, 2019-09-10
  13. 통신 회선, 通信回線, communication line〉, 《정보통신용어사전》
  14. Omega2, 〈OSI 7계층 각 계층의 특징과 역할〉, 《티스토리》, 2020-01-31
  15. 코딩팩토리, 〈(Web) 통신 프로토콜이란 무엇인가?〉, 《티스토리》, 2019-04-17
  16. 통신이론〉, 《위키백과》
  17. AM Amplitude Modulation 진폭 변조〉, 《정보통신기술용어해설》
  18. FM Frequency Modulation 주파수 변조, FM 변조, FM〉, 《정보통신기술용어해설》
  19. 디지털 통신의 장점〉, 《에스비테크》, 2003-06-10
  20. 데이터 전송〉, 《위키백과》
  21. 전병현, 〈무선통신이란?〉, 《KINX》
  22. Mobile Telephone, Mobile Telecommunication 이동 통신, 이동 전화, 모바일, 휴대 전화〉, 《정보통신기술용어해설》
  23. 이동통신 세대별 특징〉, 《알라딘 블로그》, 2019-04-20

참고자료[편집]

같이 보기[편집]


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