전송손실 (impairment)
: Tx -> Rx 동일한 신호가 전송되지않음
Anlaog : 잠깐 지지직,, 괜찮음
Digital : bit error > packet 전달 X >전체적 통신X
impairment 종류
1. Attenuation(감쇠)
2. Distortion
3. Delay (Disortion)
4. Noise
Attenuation : 거리가 증가 -> 신호세기 감소
매체마다 f전달 범위가 다르며 f마다 감쇠정도 다름
: 구리 < 광 // 빛 : 고주파까지 잘 전달
-> repeater 간격 : 구리 < 광
> 구리) HW공사비용 큼
사각파를 전달해서 1/2 만큼이라도 사각형으로 되려면...
FT) 모든 주파수성분(무한대)이 1/2 가 되어야함..
그림1)
but.. 주파수가 증가 > useally 감쇠 강해짐
> 직선이 곡선이 되어버림..
>> 저주파 유지/ 고주파 증폭 > 증폭기를 설치
// ex) 코일을 더 감는다
>> Equarization 전체적 f 평탄화
Delay
only guided medium 에서 발생 (유선)
시간영영의 delay -> 주파수영역 delay 발생
> 신호가 지연됨에 따라 겹치는 상황발생 !
>> 빨리온놈들을 기다리게 하여 Equarization 함!
Noise
신호에 잡성분들이 끼는것 (insert)
1. Themal
(white noise)
:빨~보 > 모든 주파수(f, -∞ ~ ∞ )에 noise 가 다 끼는것
N = kT (Temperature)
: T -> 0 : 초전도체 // 개사기.. N=0
: T > 0 : 상온
> 상온에 항상 존재함
: k : 볼트만상수
if) B = f2-f1
> B의 증가는 N 증가 // 직사각형 크기 증가
NB= kTB
> Bandwidth 가 증가하면 Noise 도 같이 증가한다!
2. Intermodulation(회로의 비선형성)
f1 + f2 + noise // 회로의 비선형성으로 인해 noise 발생
// FDMA
3. Crosswalk
옛날에.. 구리선 끼리 너무 가까울경우 유도전류의 간섭으로
C ----- D
A ------B
> A----D 로 연결되어버리는 현상
4. Impulse (천둥번개)
// 짧은순간 + 고전압
A) 잠깐 불편함 /지지지ㅣ직
B) Big 영향
> ex) Data rate: 1GB bps : 3초의 번개는 3G bit의 손상임!
Channel Capacity: 채널용량 C
: one chanel 에서 가능한 MAX Data rate
// noise != error
> 물리적 제한에 최대한의 효율을 내고싶음..
>> Nyquist Bandwidth : C=2B
1. Noise는 없다고 가정 2. Binary signal (H/L)
>> B(hz)의 최대 전송률 : 2B bps
bps : 초당 몇bit 전송? > 1/T // 1주기에 1signal
= 한주기에 H/L 2signal -> 반주기 당 하나의 signal
> 1bit / (2/T)
>> T = 1/B(f)
> 2B bps
/*
Modulation(D -> A)
: data -> simbol -> signal 표현
000100110111 : Data
0001 0011 0111 과 같은 simbol로 변경
0001 : H , 0011 : M , 0111 : L 같은 signal로 변경
> simbol 이 많을수록 전송속도 fast // 한번에 많이 보냄
*/
simbol - > bit
H , L -> 0,1 : 1bit
H,H/2,L/2,L -> 00 01 10 11 : 2bit
> K bit = log(2)M
// simbol 갯수 : M
> C = 2B*log(2)M bps : 신호의 구분(simbol)이 매우 많을때
>> B ∝ C // 주파수 많이 쓰면 용량도 많이 필요
M ∝ C // 신호 구분(simbol) 이 많으면 용량도 커짐
<> but.. M이 무한대까지가면..
ex) 4.99999999999, 4.9999999997 ,,,,
> 구분이 매우 힘들어서 ERROR 발생 // != noise
> 오류는 즉 통신X
Shnannon의 용량공식
: (Thermal) Noise와 Error Rate 를 고려함
C = Blog(2)(1+SNR) // SNR : signal/noise
// db = 10log(10)SNR // Power 기준
// db = 20log(10)V2/V1 // P2/P1 = (V2/V1)^2
>> 관련예제
1. 여전히 C ∝ B
2. signal(S) ∝ C // noise(white noise)는 고정값
but 너무 강하게 하면 배터리 녹음
SNR 은 log 스케일
C/B = log(1+SNR) : 스펙트럼 efficiency
= C를 얻고자 얼마만큼의 B를 사용했느냐
= B 라는 자원으로 얼마만큼의 C 를 얻었는지
//
signal > noise : 1 > C/B 가 크게증가 (전송률 상승)
<> noise > signal : 많이 낮아짐
but Log !! // log는 0이 안나옴 > 통신은 됨!!!
> Noise 가 아무리 많이 끼고, 거리가 엄청 멀어서 신호가 약해지더라도(감쇠 many // 특히 3차원에서는 더욱더)
> 위성통신에서 사용!