정보통신개론A+레포트(통신 프로토콜과 무선 및 이동통신에 관한 기술을 이해하고 설명)

문서 내 토픽

1. FDMA(Frequency Division MultipleAccess)

FDMA는 중계기의 주파수대역을 분할해서 각국에 할당하는 다중 접속 방식으로, 지구국은 자국에 할당된 주파수로 신호를 송출하고 수신국은 수신신호의 주파수로 송신국을 식별합니다. 하지만 무선 전화에 할당되어 있는 주파수 대역은 무한하게 존재하지 않아, 사용자가 늘어나면 각각 좁은 대역대를 사용해야 하는 문제가 있습니다.
2. TDMA(Time Division Multiple Access)

TDMA는 FDMA 방식의 단점을 개선한 것으로, 주파수를 시간대별로 다수의 시간영역으로 나누고 각 시간영역을 필요한 사용자에게 할당하는 다중접속방식입니다. 이를 통해 동시 사용자가 적으면 기존 사용자가 보다 쾌적한 상태에서 무선 전화를 사용할 수 있으며, 데이터 손실 등에 효과적으로 작용합니다.
3. CDMA(Code Division MultipleAccess)

CDMA는 코드 분할 방식으로, 모든 대역의 주파수를 모든 사용자가 모두 함께 사용하는 방식입니다. 사용자마다 랜덤수를 할당한 뒤, 데이터를 해당 난수로 암호화하는 방식으로 이루어져 있습니다. 이를 통해 구조가 복잡하지만 보다 정확해지고 신호의 세기도 높아지는 장점이 있습니다.
4. 3G ~ 5G, 셀룰러

3G는 음성, 문자 전송속도가 2Mbps까지 향상되어 동영상 멀티미디어 통신 서비스가 가능해졌고, 회선정보칩(USIM)을 통해 기기를 변경하더라도 기존 정보를 유지할 수 있게 되었습니다. 4G(LTE)는 음성 데이터와 멀티미디어 인터넷 연결의 고속화, 고품질, 대용량, 보안성 향상, 낮은 비용 등을 목적으로 하며, 5G는 4G 대비 초고속, 초저지연, 초연결, 대용량 등의 특징을 보입니다. 셀룰러는 이동 무선 통신 분야에서 셀을 설치하여 통신망을 구성하고 운영하는 것을 의미합니다.
5. OSI 계층

OSI 계층은 물리계층, 데이터링크 계층, 네트워크 계층, 전달계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층으로 구성되어 있습니다. 물리계층은 네트워크 데이터가 전송되는 물리적인 매체를 담당하고, 데이터링크 계층은 데이터 전송을 위한 수단을 제공합니다. 네트워크 계층은 목적지까지 데이터를 전달하는 기능을 수행하며, 전달계층은 통신을 활성화하기 위한 계층입니다. 세션계층은 통신 장치 간의 연결을 관리하고, 표현계층은 데이터 표현의 독립성을 제공하며, 응용계층은 사용자가 보는 유일한 계층입니다.
6. TCP / IP 통신 프로토콜

TCP/IP는 인터넷에서 사용되는 대표적인 프로토콜의 집합입니다. TCP는 전달계층에서 사용되는 프로토콜로, 체크섬 필드에서 패킷 손실의 문제를 보장하고 점과점 연결방식으로 전이중, 양방향에서 데이터 전송이 가능합니다. IP는 네트워크 계층에서 사용되는 프로토콜로, 호스트의 주소 지정 및 데이터 전달, 패킷 분할 및 조립 기능을 담당합니다. TCP/IP 모델은 OSI 모델과 달리 4개의 계층으로 구성되어 있습니다.

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1. FDMA(Frequency Division MultipleAccess)

FDMA는 주파수 분할 다중 접속 기술로, 주파수 대역을 여러 개의 채널로 나누어 각 사용자에게 고유한 주파수 대역을 할당하는 방식입니다. 이를 통해 동시에 여러 사용자가 통신할 수 있습니다. FDMA는 기술적으로 구현이 비교적 간단하고 안정적이지만, 주파수 자원이 한정되어 있어 사용자 수가 증가할수록 채널 간 간섭 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 FDMA는 주로 음성 통신 등 낮은 데이터 전송률이 요구되는 서비스에 적합합니다. 하지만 최근 데이터 통신 수요가 증가함에 따라 FDMA의 한계가 부각되고 있으며, 이를 보완하기 위해 TDMA, CDMA 등 다른 다중 접속 기술이 등장하게 되었습니다.
2. TDMA(Time Division Multiple Access)

TDMA는 시간 분할 다중 접속 기술로, 주파수 대역을 여러 사용자가 시간을 나누어 사용하는 방식입니다. 각 사용자는 자신에게 할당된 시간 슬롯에만 접속할 수 있으며, 이를 통해 주파수 자원을 효율적으로 활용할 수 있습니다. TDMA는 FDMA에 비해 주파수 효율이 높고, 사용자 수 증가에 따른 채널 간 간섭 문제를 해결할 수 있습니다. 또한 디지털 신호 처리 기술의 발전으로 TDMA 구현이 용이해졌습니다. 하지만 TDMA는 시간 동기화가 필요하고, 지연 시간이 증가할 수 있다는 단점이 있습니다. 이러한 단점을 보완하기 위해 CDMA와 같은 다른 다중 접속 기술이 등장하게 되었습니다.
3. CDMA(Code Division MultipleAccess)

CDMA는 코드 분할 다중 접속 기술로, 각 사용자에게 고유한 코드를 할당하여 동시에 동일한 주파수 대역을 사용할 수 있게 하는 방식입니다. CDMA는 FDMA와 TDMA에 비해 주파수 효율이 높고, 사용자 수 증가에 따른 채널 간 간섭 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 또한 CDMA는 음성 및 데이터 통신에 모두 적용될 수 있어 다양한 서비스에 활용될 수 있습니다. 하지만 CDMA는 구현이 복잡하고, 전력 소모가 크다는 단점이 있습니다. 이러한 단점을 보완하기 위해 OFDMA, SC-FDMA 등 새로운 다중 접속 기술이 등장하게 되었습니다.
4. 3G ~ 5G, 셀룰러

셀룰러 통신 기술은 1G부터 5G까지 지속적으로 발전해왔습니다. 3G 기술은 CDMA 기반의 WCDMA와 CDMA2000을 사용하여 음성 및 데이터 통신을 제공했습니다. 4G 기술인 LTE는 OFDMA와 SC-FDMA를 사용하여 높은 데이터 전송 속도와 낮은 지연 시간을 제공합니다. 현재 상용화되고 있는 5G 기술은 OFDMA, 빔포밍, 대역 집성 등의 기술을 활용하여 초고속, 초저지연, 초연결 등의 특징을 가지고 있습니다. 이를 통해 다양한 IoT 서비스, 실시간 원격 의료, 자율 주행 등 새로운 응용 분야가 가능해질 것으로 기대됩니다. 셀룰러 통신 기술의 발전은 우리의 일상생활과 산업 전반에 큰 영향을 미치고 있으며, 앞으로도 지속적인 혁신이 이루어질 것으로 전망됩니다.
5. OSI 계층

OSI(Open Systems Interconnection) 참조 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 구분하여 정의한 모델입니다. 이 모델은 네트워크 시스템의 복잡성을 관리하고, 표준화된 통신 프로토콜을 개발하는 데 기여했습니다. 7개 계층은 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층으로 구성되며, 각 계층은 독립적인 기능을 수행하면서도 상호 연관되어 있습니다. OSI 모델은 네트워크 시스템 설계 및 구현 시 참조 모델로 활용되며, 실제 구현에는 TCP/IP 프로토콜 스택이 널리 사용되고 있습니다. OSI 모델은 네트워크 기술 발전에 큰 영향을 미쳤으며, 여전히 네트워크 교육과 연구 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
6. TCP / IP 통신 프로토콜

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)는 인터넷 통신의 기반이 되는 핵심 프로토콜 스택입니다. TCP/IP는 OSI 참조 모델과는 다른 4계층 구조를 가지고 있지만, 실제 구현에서는 OSI 모델과 유사한 기능을 수행합니다. TCP/IP는 인터넷 상에서 데이터를 안전하고 신뢰성 있게 전송할 수 있도록 설계되었으며, 다양한 네트워크 환경에서 호환성을 제공합니다. 또한 TCP/IP는 IP 주소 체계와 라우팅 프로토콜을 통해 네트워크 간 연결을 가능하게 합니다. 이러한 특성으로 인해 TCP/IP는 현재 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 통신 프로토콜 스택이 되었습니다. 앞으로도 TCP/IP는 인터넷 및 네트워크 기술 발전의 핵심 기반이 될 것으로 예상됩니다.