전송매체의 종류
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전송매체
네트워크 토폴로지에서 장치들을 서로 연결하는 선은 케이블 형태의 물리적 매체나 무선 전송을 나타낸다. 상황에 따라 네트워크에 적합한 연결을 선택하기 위해서는 다양한 전송매체의 특성을 이해하는 것이 중요하다.
전송매체의 역할
장치를 연결하고 데이터가 지나다니는 길을 형성하는 것이 전송매체의 역할이다.
● 데이터 신호가 원하는 방향으로 전달되도록 안내
● 데이터 신호의 왜곡을 방지하여 데이터를 보호
전송매체의 종류
구분: 데이터 흐름 / 종류
유선 매체: 물리적 경로를 따라 전달 / 꼬임선, 동축 케이블, 광섬유 케이블
무선 매체: 물리적 경로를 따르지 않고 공간을 매개로 전달 / 라디오파, 마이크로파
전송매체 선택하기
여러 가지 전송매체는 서로 다른 특성과 장점을 지닌다. 각각의 특징에 차이가 있는 만큼 목적에 따라 적합한 매체를 선택할 수 있어야 한다.
● 전송매체 선택 시 고려해야 하는 4가지 기준
○ 매체를 통해 신호가 안정적으로 전달되는 거리
○ 매체를 설치할 곳의 주변 환경
○ 데이터의 양과 전송 시 요구되는 속도
○ 전송매체의 가격과 설치비용
전송 오류의 종류
감쇠 (Attenuation)
: 전송 도중 신호의 세기가 점차 약해지는 현상
잡음 (Noise)
: 도체에 영향을 주어 신호의 왜곡을 일으키는 바람직하지 않은 모든 현상
전자기적 간섭 (EMI, Electromagnetic Interference / 발전소, 공장에서 주로 발생함)
: 다른 신호의 영향으로 전송 중인 신호에 왜곡이 일어나는 것
: 전원 케이블, 전자레인지, 형광등, 산업 장비 등 다양한 원인에 의해 발생
: 케이블의 데이터 전송률을 떨어뜨리는 원인이 됨
누화 (Crosstalk)
: 전자기적 간섭의 일종으로 인정합 전송로 상의 전자기적 신호가 서로 결합하여 영향을 주는 현상
: 여러 회선이 장거리에 걸쳐 함께 뭉쳐있을 때 발생
: 주로 케이블 설치가 제대로 되지 않았을 때 발생하게 됨
유선 전송매체
유선 전송매체에는 구리와 같은 전도체로 만들어져 전기적 신호를 전달하는 꼬임선, 동축 케이블과 유리 또는 플라스틱으로 제작되어 빛의 신호를 전달하는 광섬유 케이블이 있다.
꼬임선 (TP Cable, Twisted Pair Cable)
현재 가장 일반적으로 찾아볼 수 있는 이더넷 케이블로서 오늘날 로컬 네트워크의 대부분은 이더넷에 기반을 두고 있기 때문에 가장 보편적인 네트워크 케이블이라고 할 수 있다.
● 구조
○ 피복 안에 4쌍의 구리선으로 구성되며 각 쌍은 특정 색상 코드를 가짐
○ 전자기적 간섭을 줄이기 위해 각 쌍의 구리선을 규칙적으로 꼬아놓은 형태
○ 끝부분에 RJ45 커넥터를 결합
○ 종류에 따라 쉴딩(Shielding)이 있는 것과 없는 것으로 구분됨
● 발전
기술의 발전에 따라 새로운 기술을 지원하기 위해 여러 종류의 카테고리로 개발되고 있으며, 이 중 대부분은 오늘날의 가정이나 사무실에서 보기 어렵고 Cat 3, Cat 5, Cat 5e, Cat 6 정도가 흔히 찾아볼 수 있다.
1) UTP 케이블 (Unshielded Twisted Pair Cable)
● 이더넷에서 주로 사용하는 전송매체
● 전기 신호를 이용하여 데이터를 전송
● 구리의 특성상 간섭에 약함
● 100 미터의 전송 거리 제한
● 음성 신호 전송에 적합하여 전화선으로 많이 사용됨
2) STP 케이블 (Shielded Twisted Pair Cable)
● UTP 케이블에 쉴딩을 추가하여 상대적으로 간섭에 강함 → 상대적으로 비싼 가격
● 구리를 직물 형태로 조직하여 만든 쉴딩은 전기적으로 접지해 주어야 함 → 특별한 커넥터가 필요하여 설치가 까다로움
● 누화와 같은 간섭을 어느 정도 감소하였지만 감쇠 현상은 UTP와 거의 같음 → 100 미터의 전송 거리 제한
● 유럽 국가에서 주로 표준적으로 사용하는 케이블
동축 케이블 (Coaxial Cable)
꼬임선과 마찬가지로 동축 케이블 역시 전기 신호의 형태로 데이터를 전달한다. UTP 케이블에 비해 쉴딩이 개선되어 더 많은 데이터를 전송할 수 있다.
● 구조
○ 각각 절연체로 분리된 두 개의 도체로 구성됨
■ 내부 전도체: 데이터 전송에 사용
■ 외부 전도체: 접지용으로 간섭에 대한 쉴드 기능을 제공
○ BNC 커넥터를 이용하여 연결
● 특징
○ 구리 또는 알루미늄으로 제작되어 전기 신호를 이용하여 데이터를 전송
○ 전도체의 굵기가 굵어 상대적으로 감쇠 현상이 적음 → 꼬임선에 비해 더 길어진 200 ~ 500 미터의 최대 전송 거리 제한
○ 높은 주파수의 브로드밴드 시그널 전송에 쓰임
○ 설치가 까다롭고 더 비싸며 문제의 진단과 해결이 어려움
광섬유 케이블 (Optical Fiber Cable)
광섬유 케이블은 빛을 이용하여 데이터를 전송한다. 가정이나 소규모 사업장에서는 보기가 어렵지만 대규모 데이터 센터 같은 곳에서 널리 사용되고 있다.
● 구조
○ 코어, 클래딩과 외부 손상으로부터 이를 보호하는 부분으로 구성됨
■ 코어 (Core): 빛의 펄스가 전송되는 통로
■ 클래딩 (Cladding): 빛이 코어 내부로만 흐르도록 유지하는 역할
○ 빛의 펄스를 이용하여 데이터를 전송
○ 유리 또는 플라스틱으로 제작되어 전기가 통하지 않음 → 전자기적 간섭에 영향을 받지 않음
○ 전송 가능한 거리가 멀고 실외 환경에서 구리선보다 높은 안정성을 지님 → 건물 간 네트워크 확장에 좋음
유선 전송매체 간 비교
구분: 전송 신호, 재질, 장점, 단점
꼬임선: 전기 신호, 구리, 저렴한 가격 / 노드 부착이 쉬움, 짧은 전송 거리 제약
동축 케이블: 전기 신호, 구리 / 알루미늄, 개선된 쉴딩 제공으로 높은 데이터 전송률, 비싼 가격 / 설치가 어려움
광섬유 케이블: 빛의 펄스, 유리 / 플라스틱, 전자기적 간섭에 강함 / 높은 전송 속도, 비싼 가격 / 관리에 고도의 기술 요구
무선 전송매체
GPS와 같이 물리적인 선 없이 공간을 매개로 하여 데이터를 송신하고 수신하는 시스템을 무선 통신 시스템이라고 한다.
라디오파 (Radio frequency wave)
● 일반적으로 1GHz 보다 낮은 주파수 대역을 사용
● 지향성이 없음
● 저주파는 장애물을 통과하여 정확한 데이터 전달이 가능
● 전자기파에 의한 간섭이 쉬워 필요한 신호를 수신하거나 송신하려면 안테나가 필요
● AM/FM 라디오 방송, 아마추어 무선 통신(HAM) 등 사용
마이크로파 (Microwave)
● 주파수가 높은 전자파를 의미함
● 지향성이 있음
● 휴대전화, 위성 통신, 무선 랜 등의 데이터 전달에 사용됨
● 지상 마이크로파
○ 2 ~ 40GHz 주파수 대역을 사용
○ 직진성이 강함
■ 높은 구조물이나 기상 조건에 많은 영향
■ 안테나를 서로 마주 보는 일직선 상에 설치해야 함
○ 유선 전송매체 사용이 어려운 환경에서 장거리 통신 서비스에 사용
○ 수십 Mbps의 높은 데이터 전송률 제공
● 위성 마이크로파
○ 4 ~ 6GHz 주파수 대역을 사용
○ 인공위성을 통한 양방향 전송
○ TV 방송 중계, 장거리 전화, 위성 위치 확인 시스템 (GPS)
