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통신

Telecommunications
독일 바이에른주 레이스팅의 위성통신시설 지구역
인터넷 일부를 통한 다양한 경로의 옵트 프로젝트 시각화

통신이란 유선, 무선, 광학 또는 기타 전자기 시스템을 통해 다양한 종류의 기술에 의한 정보의 전송이다.[1][2] 그것은 인간의 음성으로 실현 가능한 것보다 더 큰 거리에 걸친 인간의 의사소통에 대한 욕구에 기원을 두고 있지만, 비슷한 규모의 편의성을 가지고 있기 때문에 느린 시스템(우편물 등)은 현장에서 제외된다.

통신에서의 전송 매체는 비콘과 다른 시각 신호(연기 신호, 세마포어 전신, 신호 플래그, 광학 헬리콥터 등)에서 빛을 포함한 전기 케이블과 전자기 방사선에 이르기까지 수많은 기술 단계를 거쳐 진화해 왔다. 그러한 전송 경로는 종종 통신 채널로 나뉘는데, 이것은 다중 동시 통신 세션을 멀티플렉싱할 수 있는 이점을 제공한다. 통신은 종종 그것의 복수형식으로 사용된다.

전근대 장거리 통신의 다른 예로는 코딩된 드럼통, 폐가 터지는 경적, 시끄러운 휘파람 소리와 같은 오디오 메시지가 있었다. 장거리 통신을 위한 20세기 및 21세기 기술은 보통 전신, 전화, 텔레비전 및 텔레프린터, 네트워크, 라디오, 마이크로파 전송, 광섬유, 통신 위성과 같은 전기 및 전자기 기술을 포함한다.

무선통신의 혁명은 1909년 노벨 물리학상을 수상한 Guglielmo Marconi의 전파통신의 선구적 발전과 전기 및 전자통신 분야의 다른 저명한 선구적 발명가 및 개발자들의 선구적 발전으로 20세기 첫 10년에 시작되었다. These included Charles Wheatstone and Samuel Morse (inventors of the telegraph), Antonio Meucci and Alexander Graham Bell (some of the inventors and developers of the telephone, see Invention of the telephone), Edwin Armstrong and Lee de Forest (inventors of radio), as well as Vladimir K. Zworykin, John Logie Baird and Philo Farnsworth (some of th텔레비전의 발명가들.

무선규정(RR) 제1.3조에 따르면, 통신(Any transmission, any programme), 신호, 글, 이미지, 소리 또는 어떤 성질의 지능이나 무선, 광학, 기타 전자기계 등에 의한 어떠한 전송, 방출 또는 수신. » 이 정의는 국제전기통신연합의 헌법 및 협약 부속문서에 포함된 정의와 동일하다(제네바, 1992).

초기 통신망은 구리선을 신호 전송의 물리적 매체로 하여 만들어졌다. 수년 동안, 이러한 네트워크들은 기본적인 전화 서비스, 즉 음성 및 전신 서비스에 사용되었다. 1990년대 중반 이후 인터넷의 인기가 높아지면서 음성은 점차 데이터로 대체되고 있다. 이는 곧 데이터 전송에서 구리의 한계를 입증하여 광학 발전을 촉진하였다.[3][4][5]

어원

통신이라는 단어는 그리스 접두사 텔레(τῆλ)의 합성어로, 멀거나 멀거나 먼 것을 의미하며,[6] 공유한다는 뜻의 라틴어 의사소통이다. 그것의 현대적 용법은 프랑스어로부터 각색되어 있는데,[7] 그것은 1904년 프랑스의 기술자 겸 소설가 에두아르 에스타우니에에에 의해 기록되었기 때문이다.[8][9] 의사소통은 14세기 후반에 영어단어로 처음 사용되었다. 그것은 올드 프렌치 코뮈니카시온(14c, 모던 프렌치 커뮤니케이션), 라틴 커뮤니케이션에서 유래한 것으로, 과거 커뮤니케이션의 분사 줄기에서 나온 행동 명사 "공유, 분할, 소통, 전달, 알림, 참여, 결합, 참여" 즉, 문자 그대로 코뮈니시스에서 "공통"을 한다.[10]

역사

추가 정보: 통신의 역사

비콘과 비둘기

채프의 세마포레 타워 중 하나의 복제품

귀향 비둘기는 때때로 다른 문화에 의해 역사 전반에 걸쳐 사용되어 왔다. 피용 기둥은 페르시아의 뿌리를 가지고 있었고, 후에 로마인들은 그들의 군대를 돕기 위해 사용되었다. 프르티누스는 율리우스 카이사르가 가울 정복을 할 때 비둘기를 전령으로 사용했다고 말했다.[11] 그리스인들은 또한 올림픽 경기의 우승자들의 이름을 호밍 비둘기를 사용하여 여러 도시에 전달했다.[12] 19세기 초 네덜란드 정부는 자바와 수마트라에서 이 시스템을 사용했다. 그리고 1849년 폴 율리우스 로이터는 아헨과 브뤼셀 사이의 주가를 띄우기 위해 비둘기 서비스를 시작했는데, 이 서비스는 전신 링크의 격차가 해소될 때까지 1년간 운영되었다.[13]

중세에는 신호 전달 수단으로 언덕 꼭대기에 있는 비콘 사슬이 일반적으로 사용되었다. 비콘 체인은 단 한 조각의 정보만 전달할 수 있다는 단점을 겪었기 때문에 '적이 목격됐다'는 등의 메시지의 의미는 사전에 합의해야 했다. 그들이 사용한 한 가지 주목할 만한 예는 스페인 무적함대 때인데, 그때 한 비콘 체인이 플리머스에서 런던으로 신호를 중계했다.[14]

1792년 프랑스의 기술자인 클로드 채페는 릴과 파리 사이에 최초의 고정 시각 전신 시스템(혹은 세마포어 라인)을 구축했다.[15] 그러나 세마포어는 10에서 30킬로미터(6에서 19마일)의 간격을 두고 숙련된 운영자와 값비싼 탑의 필요성에 시달렸다. 전기 전신과의 경쟁의 결과, 1880년에 마지막 상업 회선이 폐기되었다.[16]

텔레그래프와 전화

1837년 7월 25일 영국 발명가 윌리엄 포터길 쿡 경과 영국 과학자 찰스 휘트스톤 경에 의해 최초의 상업용 전기 전신기가 시연되었다.[17][18] 두 발명가 모두 자신의 기기를 새로운 기기가 아닌 "기존의 전자파 전신에 대한 개선"으로 보았다.[19]

새뮤얼 모스는 1837년 9월 2일 그가 시연하지 못한 전신의 버전을 독자적으로 개발했다. 그의 암호는 휘트스톤의 신호 방식보다 중요한 진전이었다. 최초의 대서양 횡단 전신 케이블은 1866년 7월 27일에 성공적으로 완성되어 대서양 횡단 통신이 처음으로 허용되었다.[20]

재래식 전화는 1876년 알렉산더 벨에 의해 특허를 받았다. 엘리사 그레이도 1876년에 그것에 대한 주의사항을 제출하였다. 그레이는 주의사항을 버렸고 벨의 우선순위에 이의를 제기하지 않았기 때문에 심사관은 1876년 3월 3일 벨의 특허를 승인했다. 그레이는 가변 저항 전화기에 대한 주의사항을 제출했지만 벨은 그 아이디어를 가장 먼저 적고 전화기에 시험해 본 사람은 처음이었다.[88][21] 안토니오 메우치는 1849년 거의 30년 전 선을 넘어 음성의 전기적 전송을 가능하게 하는 장치를 발명했지만, 그의 장치는 사용자가 "발굽"[22]을 위해 수화기를 입에 넣어야 하는 전기적 효과에 의존했기 때문에 실용적 가치가 거의 없었다. 최초의 상업 전화 서비스는 1878년과 1879년 벨 전화 회사에 의해 뉴 헤이븐과 런던 시의 대서양 양쪽에 설치되었다.[23][24]

라디오와 텔레비전

1894년부터 이탈리아의 발명가 Guglielmo Marconi는 당시 새로 발견된 전파 현상을 이용하여 무선 통신을 개발하기 시작했고, 1901년까지 그것들이 대서양을 가로질러 전송될 수 있다는 것을 보여주었다.[25] 이것이 무선전신의 시작이었다. 1902년 12월 17일, 캐나다 노바스코샤 주 글레이스 베이의 마르코니 역으로부터의 송신이, 북미로부터 대서양을 횡단하는 세계 최초의 무선 메시지가 되었고, 1904년에는 야간 뉴스 요약을 구독 선박에 전송하는 상업 서비스가 설립되어, 이를 그들의 선내 신문에 통합할 수 있었다.[26]

밀리메트르 파동 통신은 1894–1896년 벵골 물리학자 자가디쉬 찬드라 보세(Jagadish Chandra Bose)에 의해 처음 조사되었는데, 이때 그는 실험에서 최대 60 GHz의 극히 높은 주파수에 도달했다.[27] 그는 또한 1901년 전파를 탐지하기 위해 반도체 결합물을 사용했다고 소개했는데,[28] 이때 그는 전파를 탐지하는 데 특허를 얻었다.[29][30]

제1차 세계대전은 군사통신용 라디오 개발을 가속화했다. 전쟁 후 상업 라디오 AM 방송은 1920년대에 시작되어 오락과 뉴스의 중요한 대중 매체가 되었다. 제2차 세계대전은 항공기와 육상통신, 무선항법 및 레이더의 전시용 라디오 개발을 다시 가속화했다.[31] 라디오의 스테레오 FM 방송의 발전은 1930년대 미국에서부터 시작되었고 1960년대까지 AM을 지배적인 상업 표준으로 대체했고, 1970년대에는 영국에서 이루어졌다.[32]

1925년 3월 25일, 존 로지 베어드는 런던 백화점 셀프리지에서 움직이는 사진의 전송을 시연할 수 있었다. 베어드의 장치는 닙코우 원반에 의존하여 기계식 텔레비전으로 알려지게 되었다. 1929년 9월 30일부터 영국방송공사가 실시한 실험방송의 기초를 형성했다.[33] 그러나 20세기 텔레비전의 대부분은 칼 브라운이 발명한 브라운관에 의존했다. 약속을 보여주기 위한 그런 텔레비전의 첫 버전은 필로 판스워스에 의해 제작되었고 1927년 9월 7일에 그의 가족에게 시연되었다.[34] 제2차 세계대전 이후 중단되었던 텔레비전에서의 실험이 재개되었고, 또한 홈 엔터테인먼트 방송의 중요한 매체가 되었다.

열이온 밸브

열전관 또는 열전 밸브로 알려진 장치의 유형은 가열된 음극에서 전자의 열전 방출 현상을 사용하며 신호 증폭 및 전류 정류와 같은 많은 기본적인 전자적 기능에 사용된다.

그러나 진공 광튜브와 같은 비열전형은 광전 효과를 통해 전자 방출이 이루어지며, 광도 검출과 같은 용도로 사용된다. 두 유형에서 전자는 관의 전기장에 의해 음극에서 양극으로 가속된다.

가장 단순한 진공관인 1904년 존 암브로즈 플레밍이 발명한 다이오드는 가열된 전자 방출 음극과 양극만 포함하고 있다. 전자는 음극에서 양극으로 이어지는 장치를 통해 한 방향으로만 흐를 수 있다. 관내에 하나 이상의 제어 그리드를 추가하면 그리드 또는 그리드의 전압에 의해 음극과 양극 사이의 전류를 제어할 수 있다.[35] 이 장치들은 20세기 전반기의 전자 회로의 핵심 구성요소가 되었다. 그것들은 라디오, 텔레비전, 레이더, 음향 녹음과 재생, 장거리 전화망, 아날로그와 초기 디지털 컴퓨터의 개발에 결정적이었다. 일부 애플리케이션은 무선이나 기계식 컴퓨터의 스파크 갭 송신기와 같은 초기 기술을 컴퓨팅에 사용했지만, 이러한 기술을 널리 보급하고 실용적으로 만들었으며, 전자기의 규율을 만든 것은 열전 진공관의 발명이었다.[36]

1940년대에 반도체 소자의 발명으로 열전관에 비해 작고 효율적이며 신뢰성과 내구성이 뛰어나며 저렴한 솔리드 스테이트 소자를 생산할 수 있게 되었다. 1960년대 중반부터는 열전관이 트랜지스터로 대체되고 있었다. 열전관에는 특정 고주파 증폭기에 대한 용도가 아직 남아 있다.

반도체 시대

1950년 이후의 통신사 근대는 통신기술에 반도체 소자가 폭넓게 채택되어 반도체 시대로 일컬어지고 있다. 트랜지스터 기술과 반도체 산업의 발전은 통신 기술의 상당한 발전을 가능하게 했고, 국가 소유의 협대역 회선 교환 네트워크에서 민간 광대역 패킷 교환 네트워크로의 전환을 이끌었다.[37] 정보이론(데이터 압축 등)과 함께 대규모 통합(LSI), RF CMOS(무선 주파수 보완 MOS) 등의 금속-산화반도체(MOS) 기술이 디지털 통신(디지털 전화, 디지털 미디어 등)의 도입으로 아날로그에서 디지털 신호 처리로 전환되었다. 그리고 무선 통신 (휴대전화 네트워크와 모바일 전화와 같은)은 20세기 말에 통신 산업의 급속한 성장을 이끌었다.[38]

트랜지스터

트랜지스터 기술의 발전은 현대 전자 통신의 기본이었다.[39][40][41] 포인트 콘택트 트랜지스터인 최초의 트랜지스터는 1947년 벨 연구소에서 존 바딘과 월터 하우저 브라텐에 의해 발명되었다.[40] MOS 트랜지스터로도 알려진 MOSFET(금속-산화질소-실리콘 전계효과 트랜지스터)는 후에 모하메드 M에 의해 발명되었다. 1959년 벨 연구소의 아탈라와 다원 캉.[42][43][44] MOSFET는 정보혁명과 정보화 시대의 빌딩 블록 또는 "일꾼"이며,[45][46] 역사상 가장 널리 제조된 장치다.[47][48] MOS 집적회로, 파워 MOSFET 등 MOS 기술은 현대 통신의 통신 인프라를 견인한다.[49][50][51] 컴퓨터와 함께, MOSFET로부터 구축된 다른 현대 통신의 필수 요소로는 모바일 기기, 트랜스시버, 기지국 모듈, 라우터, RF 파워 앰프,[52] 마이크로프로세서, 메모리 칩, 통신 회로 등이 있다.[53]

에드홀름의 법칙에 따르면, 통신망의 대역폭은 18개월마다 두 배씩 증가하고 있다.[54] MOSFET 스케일링(무어의 법칙에서 예측한 대로 기하급수적인 속도로 트랜지스터 수를 증가시키는 것)을 포함한 MOS 기술의 발전은 통신 네트워크의 대역폭의 급속한 증가에 가장 중요한 기여 요인이 되어 왔다.[55]

컴퓨터 네트워크 및 인터넷

1940년 9월 11일, 조지 스티비츠는 텔레타입으로 뉴욕에 있는 콤플렉스 숫자 계산기의 문제를 전송했고, 계산된 결과를 뉴햄프셔의 다트머스 대학에서 다시 받았다.[56] 이러한 중앙집중식 컴퓨터(메인프레임)의 구성은 1970년대까지 인기를 끌었다. 그러나, 이미 1960년대에 연구자들은 중앙 집중화된 메인프레임을 통해 전달되지 않고 비동기적으로 목적지에 메시지를 보내는 기술인 패킷 교환을 조사하기 시작했다. 1969년 12월 5일 4노드 네트워크가 등장하여 1981년까지 213노드로 성장한 ARPANET의 시작을 구성하였다.[57] ARPANET은 결국 다른 네트워크와 합병하여 인터넷을 형성했다. 인터넷 개발은 Request for Comments 문서를 연재한 IETF(Internet Engineering Task Force)의 초점이었지만, 산업 실험실에서 이더넷(1983)과 토큰 링(1984)의 개발 등 다른 네트워킹 발전이 일어났다.[citation needed]

무선통신

무선 혁명은 1990s,[58][59][60]에서 디지털 무선 네트워크에서는 사회 혁명에 이르기의 출현과 유선에서 wireless technology,[61] 휴대 전화, 휴대 전화, 호출기, 무선 컴퓨터 networks,[58]휴대 netwo과 같은 상업적 무선 기술의 확산 등 새로운 패러다임의 전환과 함께 시작되었다.rks, 무선 인Ternet, 그리고 무선 연결이 있는 노트북과 핸드헬드 컴퓨터.[62] 무선 혁명은 무선 주파수(RF)와 마이크로파 엔지니어링의 발전,[58] 아날로그에서 디지털 RF 기술로 전환에 의해 추진되어 왔다.[61][62] 디지털 무선 네트워크를 가능하게 하는 RF 기술의 핵심 요소인 금속-산화-반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET, 또는 MOS 트랜지스터) 기술의 발전은 파워 MOSFET, LDMOS,[61] RF CMOS 등의 MOS 소자를 포함하여 [61]이 혁명의 중심이었다.[38]

디지털 미디어

실제적인 디지털 미디어 유통과 스트리밍은 비압축 미디어의 비실용적으로 높은 메모리, 저장 및 대역폭 요구 사항으로 인해 데이터 압축의 진보에 의해 가능해졌다.[63] 가장 중요한 압축 기법은 1972년 영상 압축 기법으로 처음 제안된 손실 압축 알고리즘인 [64]이산 코사인 변환(DCT)이다.[65] 2001년 10월 29일, 베르나르 파우촌,[69] 알랭 로렌츠, 레이몬드 멜위그[70], 필립 비넌트의 장편 영화 중 유럽[66][67][68] 최초로 위성에 의한 디지털 시네마 전송의 실현과 시연.[71]

전송 용량의 증가

양방향 통신망을 통해 전 세계 정보를 교환할 수 있는 유효 능력은 1986년 최적으로 압축된 정보의 281페타바이트(pB)에서 1993년 471pB로, 2000년 2.2EB(eB), 2007년 65eB로 성장했다.[72] 이는 1986년 1인당 1일 2면씩, 2007년까지 1인당 6면 분량의 전체 신문과 맞먹는 정보다.[73] 이러한 성장을 감안할 때, 전기 통신은 세계 경제에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있고 세계 통신 산업은 2012년에 약 4조 7천억 달러 규모의 부문이었다.[74][75] 2010년 세계 통신산업의 서비스 수익은 1조5000억 달러로 세계 국내총생산(GDP)의 2.4%에 상당할 것으로 추산됐다.[74]

기술 개념

현대의 통신기술은 한 세기가 훨씬 넘는 기간 동안 진보적인 발전과 정교함을 경험했던 일련의 핵심 개념에 기초하고 있다.

기본요소

통신 기술은 주로 유무선 방식으로 나눌 수 있다. 그러나 전체적으로 기본 통신 시스템은 어떤 형태로든 항상 존재하는 세 가지 주요 부분으로 구성된다.

  • 정보를 가져다가 신호로 변환하는 송신기.
  • 신호를 전달하는 물리적 채널이라고도 하는 전송 매체. 이것의 예는 "자유 우주 채널"이다.
  • 채널에서 신호를 받아 수신자가 사용할 수 있는 정보로 다시 변환하는 수신기.

예를 들어, 라디오 방송국에서 방송국의 대형 파워 앰프는 송신기가 되며, 방송 안테나는 파워 앰프와 "자유 공간 채널" 사이의 인터페이스가 된다. 자유 공간 채널은 전송 매체, 수신기의 안테나는 자유 공간 채널과 수신기 사이의 인터페이스다. 다음으로 라디오 수신기는 라디오 신호의 목적지로서, 사람들이 들을 수 있도록 전기에서 소리로 전환되는 곳이다.

때때로, 전기 통신 시스템은 송신기와 수신기, 또는 송수신기로서 모두 작동하는 하나의 전자 상자로 "이중" (양방향 시스템)이다. 예를 들어, 휴대폰은 송수신기다.[76] 송수신기 내부의 송수신기 전자제품과 수신기 전자제품은 사실 서로 상당히 독립적이다. 무선 송신기에는 와트나 킬로와트로 측정되는 전기로 작동하는 전력 증폭기가 들어 있지만, 무선 수신기는 마이크로와트나 나노와트에서 측정되는 전류를 다룬다는 사실만으로 쉽게 설명할 수 있다. 따라서 트랜스시버는 간섭을 일으키지 않도록 고출력 회로와 저전력 회로를 서로 분리하도록 세심하게 설계하고 제작해야 한다.

고정 회선을 통한 통신을 송신기 한 개와 수신기 한 개 사이에 있기 때문에 점대 점 통신이라고 한다. 라디오 방송을 통한 통신은 하나의 강력한 송신기와 수많은 저전력이지만 민감한 무선 수신기 사이에 있기 때문에 브로드캐스트 통신이라고 불린다.[76]

다수의 송신기와 복수 수신기가 협력하고 동일한 물리적 채널을 공유하도록 설계된 통신을 멀티플렉스 시스템이라고 한다. 멀티플렉싱을 사용하는 물리적 채널의 공유는 종종 매우 큰 비용 절감을 준다. 멀티플렉스 시스템은 통신망에 배치되고, 멀티플렉스 신호는 노드에서 올바른 목적지 단말 수신기로 전환된다.

아날로그 대 디지털 통신

통신 신호는 아날로그 신호나 디지털 신호로 전송할 수 있다. 아날로그 통신 시스템과 디지털 통신 시스템이 있다. 아날로그 신호의 경우, 신호는 정보와 관련하여 연속적으로 변화한다. 디지털 신호에서 정보는 이산형 값의 집합(예: 1과 0의 집합)으로 인코딩된다. 전파와 수신 중에는 바람직하지 않은 물리적 노이즈에 의해 아날로그 신호에 포함된 정보가 저하될 수밖에 없다. (전송기의 출력은 모든 실용적 목적을 위해 무소음이다.) 일반적으로 통신 시스템의 소음은 바람직한 신호에서 완전히 무작위적인 방법으로 가감하는 것으로 표현할 수 있다. 이러한 형태의 소음을 부가적 소음이라고 하며, 소음이 다른 시간 인자에 음수 또는 양수일 수 있다는 것을 이해한다. 첨가 잡음이 아닌 소음은 설명하거나 분석하기 훨씬 어려운 상황이며, 이러한 다른 종류의 잡음은 여기에서 생략할 것이다.

반면 적층 소음 교란이 일정 임계값을 초과하지 않는 한 디지털 신호에 포함된 정보는 그대로 유지된다. 노이즈에 대한 그들의 저항은 아날로그 신호에 비해 디지털 신호의 주요 장점을 나타낸다.[77]

통신 채널

"채널"이라는 용어는 두 가지 다른 의미를 가지고 있다. 한 가지 의미로, 채널은 송신기와 수신기 사이에 신호를 전달하는 물리적 매체다. 이러한 예로는 음향 통신에 대한 대기, 일부 종류의 광통신에 대한 유리 광섬유, 그 안에 있는 전압과 전류를 이용한 통신에 대한 동축 케이블, 가시광선, 적외선, 자외선, 전파를 이용한 통신에 대한 여유 공간이 있다. 동축 케이블 유형은 제2차 세계 대전에서 파생된 용어인 RG형 또는 "라디오 가이드"로 분류된다. 다양한 RG 지정은 특정 신호 전송 애플리케이션을 분류하는 데 사용된다.[78] 이 마지막 채널은 "자유 우주 채널"이라고 불린다. 한 곳에서 다른 곳으로 전파를 보내는 것은 두 사람 사이에 분위기가 있든 없든 아무 상관이 없다. 전파는 공기, 안개, 구름 또는 다른 종류의 가스를 통해 이동하는 것처럼 완벽한 진공 상태를 통해 이동한다.

통신에서 "채널"이라는 용어의 다른 의미는 통신 채널이라는 구절에서 볼 수 있는데, 이는 여러 개의 정보 스트림을 동시에 전송하는 데 사용할 수 있도록 전송 매체를 세분화한 것이다. 예를 들어, 한 라디오 방송국은 94.5MHz(메가헤르츠)의 주파수로 전파를 자유 공간에 방송할 수 있고, 다른 라디오 방송국은 96.1MHz의 주파수로 전파를 동시에 방송할 수 있다. 각 라디오 방송국은 위와 같은 주파수를 중심으로 약 180 kHz(킬로헤르츠)의 주파수 대역폭에 걸쳐 전파를 송신할 것이며, 이를 "반송파 주파수"라고 한다. 이 예에서 각 스테이션은 인접한 스테이션에서 200 kHz로 분리되며, 200 kHz와 180 kHz(20 kHz)의 차이는 통신 시스템의 결함에 대한 엔지니어링 허용량이다.

위의 예에서 "자유 공간 채널"은 주파수에 따라 통신 채널로 나뉘었고, 각 채널에는 전파를 방송할 수 있는 별도의 주파수 대역폭이 할당된다. 주파수에 따라 매체를 채널로 나누는 이 시스템을 "주파수분할 다중화"라고 한다. 같은 개념의 또 다른 용어는 "파장 분할 다중화"인데, 다중 송신기가 동일한 물리적 매체를 공유할 때 광통신에서 더 흔히 사용된다.

통신 매체를 채널로 나누는 또 다른 방법은 각 송신자에게 반복적인 시간 세그먼트(예: 매초 20밀리초)를 할당하고 각 송신자가 자신의 시간 슬롯 내에서만 메시지를 송신할 수 있도록 하는 것이다. 이 매체를 통신 채널로 나누는 방식을 '시간분할 다중화(TDM)'라고 하며 광섬유 통신에 사용된다. 일부 무선 통신 시스템은 할당된 FDM 채널 내에서 TDM을 사용한다. 따라서 이러한 시스템은 TDM과 FDM의 혼합물을 사용한다.

변조

정보를 전달하기 위한 신호의 형상을 변조라고 한다. 변조를 사용하여 디지털 메시지를 아날로그 파형으로 나타낼 수 있다. 이것은 통상적으로 "키잉"이라고 불리며, 이는 통신에서 Morse Code를 더 오래 사용한 것에서 유래한 용어로서, 몇 가지 키잉 기법이 존재한다(위상 편이 키잉, 주파수 편이, 진폭 편가 있다. 예를 들어 "블루투스" 시스템은 위상 편이 키잉을 사용하여 다양한 장치들 간에 정보를 교환한다.[79][80] 또한 대용량 디지털 무선 통신 시스템에 사용되는 (필드 전문 용어로) "수직 진폭 변조"(QAM)라고 하는 위상 편이 키잉과 진폭 편이 조합이 있다.

변조는 저주파 아날로그 신호의 정보를 더 높은 주파수에서 전송하는 데도 사용될 수 있다. 이는 저주파 아날로그 신호를 자유 공간을 통해 효과적으로 전송할 수 없기 때문에 유용하다. 따라서 저주파 아날로그 신호의 정보는 전송 전에 고주파 신호("반송파"로 알려져 있음)로 감명되어야 한다. 이것을 달성하기 위해 이용할 수 있는 몇 가지 다른 변조 체계가 있다[가장 기본적인 것 중 두 가지는 진폭 변조(AM)와 주파수 변조(FM)이다]. 이 과정의 한 예는 주파수 변조를 이용한 96 MHz 반송파에 디스크 자키의 목소리가 감명받는 것이다(그 다음 그 음성은 라디오에서 "96 FM"[81] 채널로 수신된다). 또한 변조는 주파수분할 멀티플렉싱(FDM)을 사용할 수 있다는 장점이 있다.

통신망

통신망은 서로 메시지를 보내는 송신기, 수신기, 통신 채널의 집합체다. 일부 디지털 통신 네트워크에는 정보를 올바른 사용자에게 전송하기 위해 함께 작동하는 하나 이상의 라우터가 포함되어 있다. 아날로그 통신 네트워크는 둘 이상의 사용자 사이에 연결을 설정하는 하나 이상의 스위치로 구성된다. 두 가지 유형의 네트워크 모두에서, 신호가 장거리로 전송될 때 신호를 증폭하거나 재생성할 필요가 있을 수 있다. 이것은 신호를 소음과 구별할 수 없게 만드는 감쇠와 싸우기 위한 것이다.[82] 아날로그에 비해 디지털 시스템의 또 다른 장점은 출력이 메모리에 저장하기 쉽다는 것이다. 즉, 두 전압 상태(높음과 낮음)는 연속적인 상태 범위보다 저장하기 쉽다.

사회적 영향

통신은 현대 사회에 미치는 사회적, 문화적, 경제적 영향이 크다. 2008년, 추정치는 전기 통신 산업의 수익을 4조 7천억 달러 또는 세계 총생산(공식환율)의 3% 미만으로 추정했다.[74] 다음 몇 개의 섹션에서는 통신이 사회에 미치는 영향에 대해 논의한다.

미시경제학

미시 경제 규모로 볼 때, 기업들은 세계 비즈니스 제국을 건설하는 데 도움을 주기 위해 통신을 사용해 왔다. 온라인 소매업체 Amazon.com의 경우 이는 자화자찬이지만 학계 에드워드 레너트에 따르면 기존 소매업체 월마트도 경쟁업체에 비해 우수한 통신 인프라로 혜택을 본 것으로 나타났다.[83] 전세계 도시들에서, 집 주인들은 피자 배달에서부터 전기 기사들에 이르기까지 다양한 가정 서비스를 주문하고 주선하기 위해 전화를 사용한다. 상대적으로 빈곤한 지역사회에서조차 통신을 유리하게 이용하는 것으로 지적되어 왔다. 방글라데시 나르싱디 구역에서는 고립된 마을 주민들이 휴대폰을 이용해 도매상과 직접 대화하고 물건 값을 더 싸게 책정한다. C dte d'Ivoire에서는 커피 재배업자들이 휴대폰을 공유하여 커피 가격의 시간별 변동을 따라가며 가장 좋은 가격에 판매한다.[84]

거시경제학

거시경제 규모에서 라르스-헨드릭 뢰러와 레너드 웨이버먼은 좋은 통신 인프라와 경제성장의 인과관계를 제시했다.[85][86] 일부 사람들은 관계를 인과관계로 보는 것이 잘못되었다고 주장하지만 상관관계의 존재에 대해 이의를 제기하는 사람은 거의 없다.[87]

좋은 통신 기반 구조의 경제적 이익 때문에, 세계 여러 나라들 사이의 통신 서비스에 대한 불공평한 접근에 대한 우려가 증가하고 있다 - 이것은 정보격차라고 알려져 있다. 2003년 국제전기통신연합(ITU)의 조사에 따르면 20명당 모바일 가입자는 약 3분의 1에 불과하고 20명당 유선전화 가입자는 약 3분의 1에 불과한 것으로 나타났다. 인터넷 접속의 관점에서 보면, 전체 국가의 약 절반이 인터넷 접속을 가진 20명 중 1명 미만이다. ITU는 이 정보뿐만 아니라 교육 데이터로부터도 정보통신 기술에 접근하고 이용하는 시민들의 전반적인 능력을 측정하는 지수를 편성할 수 있었다.[88] 이번 조치로 스웨덴 덴마크 아이슬란드가 가장 높은 순위를 받았고, 아프리카 국가 나이지리아, 부르키나파소, 말리가 가장 낮은 순위를 받았다.[89]

사회적 영향

통신은 사회적 관계에서 중요한 역할을 해왔다. 그럼에도 불구하고, 전화 시스템과 같은 장치는 원래 사회적 차원과 반대로 기기의 실제적 차원(업무 수행 능력이나 가정 서비스 주문 능력 등)에 중점을 두고 광고되었다. 이 장치의 사회적 차원이 전화 광고에서 두드러진 주제가 된 것은 1920년대 후반과 1930년대가 되어서였다. 새로운 프로모션이 소비자들의 감성에 호소하기 시작했으며, 사회적 대화의 중요성을 강조하고 가족과 친구와의 관계를 유지했다.[90]

이후 사회관계에서 통신사가 해왔던 역할이 점점 중요해졌다. 최근 몇 년 사이 소셜네트워크서비스(SNS)의 인기는 크게 높아졌다. 이 사이트들은 사용자들이 서로 의사소통을 할 수 있게 하고 다른 사람들이 볼 수 있도록 사진, 이벤트, 프로필을 게시할 수 있게 해준다. 프로파일은 사람의 나이, 관심사, 성적 선호도, 관계 상태를 나열할 수 있다. 이런 방식으로, 이러한 사이트들은 사회적 참여를 조직하는 것에서부터 구애에 이르기까지 모든 면에서 중요한 역할을 할 수 있다.[91]

소셜 네트워킹 사이트 이전에, 단문 메시지 서비스(SMS), 전화와 같은 기술도 사회 상호작용에 큰 영향을 미쳤다. 2000년 시장조사업체 입소스 모리(Ipsos MORI)는 영국의 15~24세 SMS 이용자 중 81%가 이 서비스를 사회적 합의를 조율하는 데 사용했으며 42%는 바람피우는 데 사용했다고 보고했다.[92]

엔터테인먼트, 뉴스 및 광고

2006년 미국인에 대한 뉴스 출처 선호도.[93]
로컬 TV 59%
내셔널 TV 47%
라디오 44%
지방지 38%
인터넷 23%
국보 12%
설문 조사 허용 복수 답변

문화 용어로, 통신으로 인해 대중들의 음악 및 영화 접근 능력이 향상되었다. 텔레비전을 이용하면 사람들은 비디오 가게나 영화관에 가지 않고도 집에서 이전에 보지 못한 영화를 볼 수 있다. 라디오와 인터넷으로 사람들은 음악 가게에 가지 않고도 이전에 듣지 못했던 음악을 들을 수 있다.

통신 또한 사람들이 뉴스를 받는 방식을 변화시켰다. 미국의 비영리 인터넷 및 아메리칸 라이프 프로젝트(American Life Project)가 2006년에 실시한 3,000명 이상의 미국인을 대상으로 한 조사(오른쪽 표)에서 대다수가 신문을 통해 텔레비전이나 라디오를 특정했다.

통신도 마찬가지로 광고에 중대한 영향을 끼쳤다. TNS 미디어 인텔리전스는 2007년 미국 내 광고 지출의 58%가 통신에 의존하는 미디어에 지출됐다고 보도했다.[94]

2007년 미국의 광고비
중간 지출
인터넷 7.6% 113억 1천만 달러
라디오 7.2% 106억9000만 달러
케이블 TV 12.1% 18억 2천만 달러
신디케이트 TV 2.8% 41억 7천만 달러
스팟 TV 11.3% 168억2000만 달러
네트워크 TV 17.1% 254억2000만 달러
신문 18.9% 282억 2천만 달러
잡지 20.4% 303억 3천만 달러
야외 2.7% 40억 2천만 달러
합계 100% 1020억 달러

규정

많은 국가가 '정보통신기술 문제 유엔 선도기관'인 국제전기통신연합(ITU)이 제정한 국제전기통신규정에 부합하는 법률을 제정했다.[95] 1947년, 아틀란틱 시티 회의에서 ITU는 "새로운 국제 주파수 목록에 등록되고 무선 규정에 따라 사용되는 모든 주파수에 국제 보호를 적용"하기로 결정했다. 아틀란틱 시티에서 채택된 ITU의 무선 규정에 따르면, 국제 주파수 등록 위원회에서 참조하고, 이사회에서 심사하고, 국제 주파수 목록에 등록된 모든 주파수는 "유해한 간섭으로부터 국제적으로 보호할 권리를 가진다"[96]고 한다.

세계적인 관점에서 보면, 통신·방송의 경영에 관한 정치적 논쟁과 입법이 있었다. 방송의 역사는 인쇄와 같은 재래식 통신과 라디오 방송과 같은 통신의 균형과 관련하여 몇 가지 논쟁을 논한다.[97] 제2차 세계대전의 발발은 국제 방송선전의 첫 폭발을 가져왔다.[97] 국가, 정부, 반란군, 테러리스트, 그리고 민병대는 모두 선전을 촉진하기 위해 통신과 방송 기술을 사용했다.[97][98] 정치 운동과 식민지를 위한 애국적인 선전은 1930년대 중반에 시작되었다. 1936년 BBC는 북아프리카에서도 식민지의 이해관계가 있는 이탈리아의 유사한 방송에 부분적으로 대항하기 위해 아랍세계에 선전방송을 했다.[97]

최근 이라크 전쟁과 같은 현대 저항세력은 종종 위협적인 전화, 문자 메시지, 연합군에 대한 공격의 정교한 비디오 배포를 작전 수행 후 몇 시간 내에 종종 사용한다. 수니파 무장세력은 심지어 자체 텔레비전 방송국인 알-자와라를 보유하고 있는데, 이라크 정부는 이를 금지했지만 연합군의 압력으로 인해 위성방송을 여러 차례 바꾸게 되었음에도 불구하고 여전히 이라크 쿠르드족 아르빌에서 방송하고 있다."[98]

오바마 대통령은 2014년 11월 10일 연방통신위원회에 망 중립성을 보존하기 위해 광대역 인터넷 서비스를 통신 서비스로 재분류할 것을 권고했다.[99][100]

모던 미디어

전 세계 장비 판매

가트너와[101][102] 아르스 테크니카가[103] 전 세계 주요 소비자 통신장비를 수백만 단위로 판매한 자료에 따르면 다음과 같다.

장비/년 1975 1980 1985 1990 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
컴퓨터 0 1 8 20 40 75 100 135 130 175 230 280
휴대폰 해당 없음 해당 없음 해당 없음 해당 없음 해당 없음 해당 없음 180 400 420 660 830 1000

전화

광섬유는 장거리 통신을 위해 더 저렴한 대역폭을 제공한다.

전화망에서 발신자는 여러 전화교환소에서 교환으로 통화하고 싶은 사람과 연결된다. 스위치는 두 사용자 사이의 전기적 연결을 형성하며, 이러한 스위치의 설정은 발신자가 번호를 누를 때 전자적으로 결정된다. 연결이 되면 발신자의 목소리가 발신자의 단말기에 있는 소형 마이크를 이용해 전기 신호로 변환된다. 그런 다음 이 전기 신호는 네트워크를 통해 다른 쪽 끝의 사용자에게 전송되며, 그 곳에서 그것은 그 사람의 단말기에 있는 작은 스피커에 의해 소리로 다시 변환된다.

2015년 현재, 대부분의 주택의 유선 전화는 아날로그, 즉 스피커의 음성으로 신호의 전압을 직접 결정한다.[104] 단거리 통화는 종단간에서 아날로그 신호로 처리될 수 있지만, 점점 더 많은 전화 서비스 제공자들은 송신을 위해 신호를 디지털 신호로 투명하게 변환하고 있다. 디지털화된 음성 데이터가 인터넷의 데이터와 나란히 이동할 수 있고 (소음에 의해 필연적으로 영향을 받는 아날로그 신호와는 달리) 장거리 통신에서도 완벽하게 재현될 수 있다는 것이 장점이다.

휴대전화는 전화망에 상당한 영향을 끼쳤다. 현재 많은 시장에서 휴대전화 가입이 유선전화 가입 수를 앞지르고 있다. 2005년 휴대전화 판매량은 총 8억1660만대로 아시아/태평양(204m), 서유럽(164m), CEMEA(중부유럽, 중동, 아프리카)(153.5m), 북미(148m), 중남미(102m)의 시장에서도 거의 같은 수준이다.[105] 1999년부터 5년간 신규 가입률을 보면 아프리카가 58.2% 성장해 다른 시장을 앞질렀다.[106] 점점 더 이러한 전화기들은 AMPS와 같은 아날로그 시스템을 더 이상 사용하지 않는 많은 시장들과 함께 GSM이나 W-CDMA와 같이 음성 콘텐츠가 디지털로 전송되는 시스템에 의해 서비스되고 있다.[107]

전화 통신에도 막후에서 극적인 변화가 있었다. 1988년 TAT-8의 운영을 시작으로 1990년대에는 광섬유를 기반으로 한 시스템의 채택이 광범위하게 이루어졌다. 광섬유와 통신할 때의 이점은 광섬유의 데이터 용량이 급격하게 증가한다는 것이다. TAT-8 자체는 그 당시 놓여 있던 마지막 구리 케이블보다 10배나 많은 전화를 운반할 수 있었고 오늘날의 광섬유 케이블은 TAT-8보다 25배나 많은 전화를 운반할 수 있다.[108] 이러한 데이터 용량의 증가는 다음과 같은 몇 가지 요인에 기인한다. 첫째, 광섬유는 경쟁 기술보다 물리적으로 훨씬 작다. 둘째, 그들은 하나의 케이블에 쉽게 묶일 수 있다는 것을 의미하는 크로스스토크 때문에 고통받지 않는다.[109] 마지막으로, 멀티플렉싱의 개선은 단일 파이버의 데이터 용량의 기하급수적인 증가를 가져왔다.[110][111]

많은 현대 광섬유 네트워크를 통한 통신 보조는 ATM(비동기 전송 모드)으로 알려진 프로토콜이다. ATM 프로토콜은 두 번째 단락에서 언급된 측면 데이터 전송을 허용한다. 네트워크를 통한 데이터 경로를 구축하고 트래픽 계약을 그 경로와 연결하기 때문에 공중 전화 네트워크에 적합하다. 트래픽 계약은 본질적으로 네트워크로 하여금 데이터를 처리하는 방법에 관한 클라이언트와 네트워크 간의 합의로, 네트워크가 트래픽 계약의 조건을 충족시킬 수 없다면 연결을 받아들이지 않는다. 전화 통화는 일정 비트 전송률을 보장할 수 있도록 계약을 협상할 수 있기 때문에, 이는 발신자의 목소리가 부분적으로 지연되거나 완전히 끊기지 않도록 보장해 줄 것이다.[112] 멀티프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 등 ATM 경쟁사가 있어 유사한 업무를 수행하고 향후 ATM을 대체할 것으로 기대된다.[113][114]

라디오와 텔레비전

주요 기사: 라디오, 텔레비전, 방송
디지털 TV 표준 및 채택 전 세계

방송 시스템에서 중앙 고출력 방송탑은 고주파 전자파를 수많은 저전력 수신기에 전송한다. 타워가 송신하는 고주파파는 시각 또는 오디오 정보를 포함하는 신호로 변조된다. 그런 다음 수신기는 고주파파를 집도록 튜닝되고 신호기는 시각 또는 오디오 정보가 포함된 신호를 검색하는 데 사용된다. 브로드캐스트 신호는 아날로그(정보와 관련하여 신호가 연속적으로 변화함) 또는 디지털(정보가 이산값 집합으로 인코딩됨)일 수 있다.[76][115]

많은 나라들이 아날로그에서 디지털 방송으로 옮겨가는 등 방송 미디어 산업은 그 발전에 결정적인 전환점을 맞고 있다. 이러한 움직임은 더 저렴하고, 더 빠르고, 더 유능한 집적회로를 생산함으로써 가능하다. 디지털 방송의 가장 큰 장점은 전통적인 아날로그 방송에 공통되는 다수의 불만을 방지한다는 점이다. 텔레비전의 경우, 이것은 눈 사진, 고스트, 그리고 다른 왜곡과 같은 문제들을 제거하는 것을 포함한다. 이러한 현상은 아날로그 전송의 특성 때문에 발생하며, 이는 최종 출력에서 노이즈로 인한 동요가 명백함을 의미한다. 디지털 전송은 수신 시 디지털 신호가 이산값으로 감소하고 따라서 작은 동요가 최종 출력에 영향을 미치지 않기 때문에 이 문제를 극복한다. 단순화된 예에서, 이진 메시지 1011이 신호 진폭[1.0 0.0 1.0 1.0]으로 전송되고 신호 진폭[0.9 0.2 1.1 0.1 0.9]으로 수신되었다면, 전송된 내용을 완벽하게 재현한 이진 메시지 1011로 여전히 디코딩된다. 이 예에서 디지털 전송의 문제는 소음이 충분히 크면 디코딩된 메시지를 크게 바꿀 수 있다는 점에서도 볼 수 있다. 전방 오류 수정을 사용하면 수신기가 결과 메시지에서 몇 비트 오류를 수정할 수 있지만 너무 많은 노이즈가 발생하면 출력이 이해할 수 없게 되고 따라서 전송이 중단된다.[116][117]

디지털 텔레비전 방송에서는, 세계적으로 채택될 가능성이 있는 세 가지 경쟁 표준이 있다. 이러한 표준은 ATSC, DVB 및 ISDB 표준이다. 지금까지 이러한 표준의 채택은 캡션 맵에 제시되어 있다. 세 가지 표준 모두 비디오 압축에 MPEG-2를 사용한다. ATSC는 오디오 압축에 돌비 디지털 AC-3를 사용하고, ISDB는 고급 오디오 코딩(MPEG-2 Part 7), DVB는 오디오 압축에 대한 표준은 없지만 일반적으로 MPEG-1 Part 3 Layer 2를 사용한다.[118][119] 변조의 선택은 또한 계획마다 다르다. 디지털 오디오 방송에서는 디지털 오디오 방송 표준(유레카 147 표준이라고도 함) 채택을 선택하는 사실상 모든 국가와 표준이 훨씬 통일되어 있다. 예외는 HD 라디오 채택을 선택한 미국이다. HD라디오는 유레카 147과 달리 일반 AM이나 FM 아날로그 전송에서 디지털 정보가 "피기백"으로 '인밴드 온채널 전송'으로 알려진 전송 방식을 기반으로 한다.[120]

그러나, 디지털로의 전환이 보류 중임에도 불구하고, 아날로그 텔레비전은 대부분의 국가에서 여전히 전송되고 있다. 2009년[121] 6월 12일 두 차례 전환 시한을 연기한 뒤 아날로그 TV 송출(초저전력 TV 방송국을 제외한 모든 방송사)을 종료한 미국도 예외다. 케냐도 2014년 12월 여러 차례 지연된 끝에 아날로그 TV 송신을 종료했다. 아날로그 텔레비전의 경우, 컬러 TV 방송에는 세 가지 표준이 사용되었다(여기서 채택에 관한 지도 참조). 이를 PAL(독일어 설계), NTSC(미국어 설계), SECAM(프랑스어 설계)이라고 한다. 아날로그 라디오의 경우 디지털 라디오로의 전환은 디지털 수신기의 높은 비용에 의해 더욱 어렵게 된다.[122] 아날로그 라디오의 변조 선택은 일반적으로 진폭(AM) 또는 주파수 변조(FM) 사이에 있다. 스테레오 재생을 달성하기 위해 스테레오 FM에는 진폭 변조 서브캐리어를, 스테레오 AM이나 C-QUAM에는 2차 진폭 변조를 사용한다.

인터넷

OSI 기준 모델

인터넷은 인터넷 프로토콜(IP)을 이용하여 서로 통신하는 컴퓨터와 컴퓨터 네트워크의 세계적인 네트워크다.[123] 인터넷상의 어떤 컴퓨터라도 다른 컴퓨터가 정보를 라우트하기 위해 사용할 수 있는 고유한 IP 주소를 가지고 있다. 그러므로 인터넷상의 어떤 컴퓨터도 그것의 IP 주소를 사용하여 다른 어떤 컴퓨터에도 메시지를 보낼 수 있다. 이 메시지들은 양방향 통신을 가능하게 하는 원본 컴퓨터의 IP 주소를 가지고 있다. 그러므로 인터넷은 컴퓨터들 사이의 메시지 교환이다.[124]

2000년도의 양방향 통신망을 통해 유입되는 정보의 51%가 인터넷을 통해 유입되고 있는 것으로 추정된다(대부분의 나머지(42%)). 2007년까지, 인터넷은 통신 네트워크의 모든 정보의 97%를 확실히 지배하고 포착했다(휴대전화로 대부분의 정보(2%)).[72] 2008년 현재 세계 인구의 21.9%가 북미(73.6%), 오세아니아/호주(59.5%), 유럽(48.1%)[125]에서 가장 높은 접속률로 인터넷에 접속하고 있다. 광대역 접속의 경우 아이슬란드(26.7%), 한국(25.4%), 네덜란드(25.3%)가 세계를 주도했다.[126]

인터넷은 부분적으로 컴퓨터와 라우터가 서로 통신하는 방법을 지배하는 프로토콜 때문에 작동한다. 컴퓨터 네트워크 통신의 특성은 프로토콜 스택의 개별 프로토콜이 다른 프로토콜과 독립적으로 더 또는 덜 독립적으로 실행되는 계층화된 접근방식에 자신을 빌려준다. 이를 통해 하위 수준의 프로토콜은 네트워크 상황에 맞게 커스터마이징할 수 있는 동시에 상위 수준의 프로토콜이 작동하는 방식을 바꾸지 않는다. 이것이 중요한 이유의 실제적인 예는 인터넷 브라우저가 실행되고 있는 컴퓨터가 이더넷이나 Wi-Fi 연결을 통해 인터넷에 연결되는지 여부에 관계없이 동일한 코드를 실행할 수 있게 해주기 때문이다. 프로토콜은 OSI 참조 모델(오른쪽 사진)에서 그 위치 측면에서 자주 언급되는데, 이는 1983년 보편적으로 채택된 네트워킹 프로토콜 제품군을 구축하려는 시도의 첫 단계로 등장했다.[127]

인터넷의 경우 패킷이 지구를 가로지를 때 물리적 매체와 데이터 링크 프로토콜은 여러 번 달라질 수 있다. 인터넷은 어떤 물리적 매체나 데이터 링크 프로토콜이 사용되는지 아무런 제약도 두지 않기 때문이다. 이는 지역 네트워크 상황에 가장 적합한 미디어와 프로토콜의 채택으로 이어진다. 실제로 대부분의 대륙 간 통신은 광섬유 위에 비동기 전송 모드(ATM) 프로토콜(또는 현대적 등가물)을 사용한다. 이것은 대부분의 대륙 간 통신에서 인터넷은 공중 전화망 교환과 동일한 인프라를 공유하기 때문이다.

네트워크 계층에서 사물들은 논리적 어드레싱을 위해 채택되는 인터넷 프로토콜과 함께 표준화된다. 월드 와이드 웹의 경우, 이러한 "IP 주소"는 도메인 네임 시스템을 사용하여 사람이 판독할 수 있는 형태에서 파생된다(예: 72.14.14.168.99는 www.google.com에서 파생됨). 현재 인터넷 프로토콜의 가장 널리 사용되는 버전은 버전 4이지만 버전 6으로의 이동이 임박했다.[128]

전송 계층에서 대부분의 통신은 전송 제어 프로토콜(TCP) 또는 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)을 채택한다. TCP는 다른 컴퓨터에 의해 전송된 모든 메시지를 수신하는 것이 필수적일 때 사용되는 반면 UDP는 단지 바람직한 것일 때 사용된다. TCP를 사용하면 패킷이 더 높은 계층에 표시되기 전에 손실되어 순서대로 배치되는 경우 패킷이 재전송된다. UDP에서는 패킷을 순서화하거나 분실해도 재전송하지 않는다. TCP와 UDP 패킷 모두 어떤 애플리케이션이나 프로세스가 패킷을 처리해야 하는지 지정하기 위해 포트 번호를 가지고 다닌다.[129] 특정 애플리케이션 수준 프로토콜은 특정 포트를 사용하기 때문에 네트워크 관리자는 특정 요구사항에 맞게 트래픽을 조작할 수 있다. 특정 포트로 향하는 트래픽을 차단하여 인터넷 액세스를 제한하거나 우선 순위를 할당하여 특정 응용 프로그램의 성능에 영향을 주는 것이 그 예다.

전송 계층 위에서는 세션과 프리젠테이션 계층에 가끔 사용되고 느슨하게 맞는 특정 프로토콜이 있는데, 가장 눈에 띄는 것은 SSL(Secure Sockets Layer)과 TLS(Transport Layer Security) 프로토콜이다. 이러한 프로토콜은 양 당사자 간에 전송된 데이터가 완전한 기밀로 유지되도록 보장한다.[130] 마지막으로, 애플리케이션 계층에서는 HTTP(웹 브라우징), POP3(이메일), FTP(파일 전송), IRC(인터넷 채팅), 비트토렌트(파일 공유), XMPP(인스턴트 메시징)와 같이 인터넷 사용자가 친숙할 수 있는 많은 프로토콜이다.

VoIP(Voice over Internet Protocol)는 데이터 패킷을 동기식 음성 통신에 사용할 수 있도록 한다. 데이터 패킷은 음성 유형 패킷으로 표시되며 네트워크 관리자가 우선순위를 정할 수 있으므로 실시간 동기식 대화가 손상 없이 지연되거나(즉, 파일 전송 또는 이메일) 미리 버퍼링(즉, 오디오 및 비디오)될 수 있는 다른 유형의 데이터 트래픽과의 경합 대상이 되지 않는다. 그 우선순위는 네트워크가 동시에 일어나는 모든 VoIP 통화에 충분한 용량을 가지고 있고 네트워크가 우선순위를 정할 수 있을 때(즉, 민간 기업 스타일의 네트워크) 괜찮지만, 인터넷은 일반적으로 이러한 방식으로 관리되지 않기 때문에 개인 넷워터에 대한 VoIP 통화의 품질에 큰 차이가 있을 수 있다.k 그리고 공공 인터넷을 통해서.[131]

근거리 통신망 및 광역 통신망

인터넷의 성장에도 불구하고, 몇 킬로미터 이상으로 확장되지 않는 컴퓨터 네트워크인 LAN의 특성은 뚜렷하게 남아 있다. 이는 이 규모의 네트워크는 더 큰 네트워크와 관련된 모든 기능을 필요로 하지 않으며, 네트워크 없이 더 비용 효율적이고 효율적인 경우가 많기 때문이다. 그들이 인터넷에 연결되지 않을 때, 그들은 사생활과 보안의 장점도 가지고 있다. 그러나 고의적으로 인터넷에 직접 연결되지 않는 것은 해커, 군사력, 경제력으로부터 확실한 보호를 제공하지 않는다. 이러한 위협은 LAN에 원격으로 연결하는 방법이 있을 경우 존재한다.

광역 통신망(WANs)은 수천 킬로미터까지 연장될 수 있는 사설 컴퓨터 네트워크다. 다시 한번, 그들의 장점들 중 일부는 사생활과 보안을 포함한다. 사설 LAN 및 WAN의 주요 사용자에는 자신의 정보를 안전하고 비밀로 유지해야 하는 무장 및 정보 기관이 포함된다.

1980년대 중반에는 OSI 기준 모델의 데이터 링크 계층과 응용 계층 사이의 격차를 메우기 위해 여러 세트의 통신 프로토콜이 등장했다. Appletalk, IPX, NetB 등이 여기에 포함되었다.1990년대 초반에 설정된 지배적인 프로토콜을 가진 IOS는 MS-DOS 사용자들에게 인기가 있기 때문에 IPX이다. TCP/IP는 이 시점에서 존재했지만, 일반적으로는 큰 정부나 연구 시설에서만 사용되었다.[132]

인터넷의 인기가 높아지고 인터넷의 트래픽이 민간 네트워크로 라우팅되어야 함에 따라, TCP/IP 프로토콜은 기존의 근거리 통신망 기술을 대체하였다. DHCP와 같은 추가 기술은 TCP/IP 기반 컴퓨터가 네트워크에서 자체 구성할 수 있도록 했다. AppleTalk/IPX/NetB에도 이러한 기능이 존재했다.IOS 프로토콜 세트.[133]

ATM(비동기 전송 모드)이나 MPLS(멀티프로토콜 라벨 전환)는 WAN과 같은 대형 네트워크를 위한 일반적인 데이터 링크 프로토콜인 반면, 이더넷과 토큰 링은 LAN을 위한 일반적인 데이터 링크 프로토콜이다. 이러한 프로토콜은 서비스 품질 보증 등의 기능을 생략하고 충돌 예방을 제공하는 등 단순하다는 점에서 이전의 프로토콜과 다르다. 이 두 가지 차이점 모두 보다 경제적인 시스템을 가능하게 한다.[134]

1980년대와 1990년대에 토큰 링의 적당한 인기에도 불구하고, 사실상 모든 LAN은 유무선 이더넷 시설을 사용한다. 물리적 계층에서 대부분의 유선 이더넷 구현은 구리 연선 케이블(공통 10BASE-T 네트워크 포함)을 사용한다. 그러나 일부 초기 구현에서는 더 무거운 동축 케이블을 사용했고, 일부 최근 구현(특히 고속 구현)에서는 광섬유를 사용했다.[135] 광섬유를 사용할 때는 멀티모드 섬유와 단일모드 섬유로 구별해야 한다. 멀티모드 섬유는 장치를 제조하는 데 더 저렴하지만 사용 가능한 대역폭이 적고 감쇠가 심하여 장거리 성능이 저하되는 두꺼운 광섬유로 생각할 수 있다.[136]

참고 항목

참조

인용구

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참고 문헌 목록

외부 링크