전송 매체

Transmission medium
이 기사는 신호 전송에 관한 것입니다.생물학적 전달에 대해서는 벡터(분자 생물학)를 참조하십시오.
전송 매체의 한 예인 동축 케이블의 절단 다이어그램

전송 매체는 통신 목적을 위해 신호의 전파를 매개할 수 있는 시스템 또는 물질입니다.신호는 일반적으로 선택된 매체에 적합한 종류의 파형에 가해진다.예를 들어 데이터는 음성을 변조할 수 있고, 음성의 전달 매체는 공기일 수 있지만, 전달 매체는 고체 및 액체일 수도 있다.진공 또는 공기는 빛이나 전파와 같은 전자파에 적합한 전송 매체를 구성합니다.전자파가 전파되는 데 물질 물질이 필요하지 않지만, 이러한 파장은 일반적으로 전파가 통과하는 전달 매체의 영향을 받습니다. 예를 들어, 매체 간 계면에서의 흡수, 반사 또는 굴절 등에 의해 영향을 받습니다.따라서 기술 장치를 사용하여 파형을 전송하거나 유도할 수 있습니다.따라서 광섬유 또는 구리 케이블이 전송 매체로 사용됩니다.

전자파 복사는 광섬유 등의 광매체 또는 트위스트 페어 와이어, 동축 케이블 또는 유전체 슬래브 도파로를 통해 전송할 수 있습니다.또한 물, 공기, 유리 또는 콘크리트와 같이 특정 파장에 투명한 물리적 물질을 통과할 수 있습니다.소리는 정의상 물질의 진동이기 때문에 다른 종류의 기계적 파동이나 열에너지와 마찬가지로 전달을 위한 물리적 매체가 필요합니다.역사적으로, 과학은 전달 매체를 설명하기 위해 다양한 에테르 이론을 통합했다.그러나 전자파는 물리적 전송 매체를 필요로 하지 않으며, 따라서 자유 공간의 "진공"을 통과할 수 있다고 알려져 있습니다.절연 진공의 영역은 자유 전자, 구멍 또는 이온의 존재를 통해 전기 전도를 위해 전도성이 될 수 있습니다.

광학 매체

이 섹션은 광학 매체에서 발췌한 것입니다.[편집]
광학매체는 빛과 다른 전자파가 전파되는 물질이다.이것은 일종의 전송 매체입니다.매질의 유전율과 투과성은 매질 내에서 전자파가 어떻게 전파되는지를 정의합니다.

전기 통신

데이터 통신에서 물리적 매체는 신호가 전파되는 전송 경로입니다.많은 종류의 전송 미디어가 통신 채널로 사용됩니다.

대부분의 경우, 통신은 전자파 형태입니다.유도 전송 미디어에서는 물리 경로를 따라 전파가 유도됩니다.유도 미디어의 예로는 전화선, 트위스트 페어 케이블, 동축 케이블, 광섬유 등이 있습니다.비유도 전송 매체는 물리적인 수단을 사용하지 않고 데이터를 전송하여 경로를 정의할 수 있는 방법입니다.그 예로는 전자레인지, 라디오, 적외선 등이 있습니다.유도되지 않은 매체는 전자파를 전달하는 수단을 제공하지만 유도하지는 않습니다. 예를 들어 공기, 진공 및 해수를 통한 전파가 있습니다.

직접 링크라는 용어는 신호 강도를 높이기 위해 사용되는 증폭기 또는 리피터 이외의 중간 장치 없이 신호가 송신기에서 수신기로 직접 전파되는 두 장치 간의 전송 경로를 가리킵니다.이 용어는 안내 미디어와 안내되지 않은 미디어 모두에 적용될 수 있습니다.

심플렉스 대 듀플렉스

전송은 심플렉스, 반이중 또는 전이중 중 하나입니다.

심플렉스 전송에서는 신호는 한 방향으로만 전송됩니다. 한 스테이션은 송신기이고 다른 스테이션은 수신기입니다.반이중 동작에서는, 양쪽 스테이션이 송신할 수 있습니다만, 한 번에 송신할 수 있는 것은 1개뿐입니다.전이중 동작에서는, 양쪽 스테이션이 동시에 송신할 수 있습니다.후자의 경우 매체는 동시에 양방향으로 신호를 반송한다.

종류들

일반적으로 전송 매체는 다음과 같이 분류할 수 있다.

  • 매체의 특정 지점에서 서로 다른 파장이 중첩될 수 있는 경우 선형
  • 범위가 유한한 경우에는 유계, 그렇지 않은 경우에는 유계,
  • 다른 지점에서 물리적 특성이 변경되지 않은 경우 균일하거나 균질함
  • 등방성(물리적 특성이 다른 방향으로 동일한 경우)

전송 미디어에는 주로 두 가지 유형이 있습니다.

  • 유도 매체: 전송 선로 등의 고체 매체를 따라 전파가 유도됩니다.
  • 비유도 매체: 송수신은 안테나를 통해 이루어집니다.

네트워킹에 사용되는 가장 일반적인 물리 미디어 중 하나는 동선입니다.비교적 낮은 전력을 사용하여 신호를 장거리까지 전송하는 구리선.Unshielded Twisted Pair(UTP; 쉴드 없는 트위스트 페어)는 8개의 구리 와이어로, 4개의 [1]쌍으로 구성됩니다.

가이드 미디어

트위스트 페어

주요 기사:트위스트 페어

트위스트 페어 케이블은 전자파 적합성을 향상시키기 위해 단일 회로의 2개의 도체를 서로 꼬아 연결하는 배선 유형입니다.단일 도체 또는 비틀림 없는 평형 쌍에 비해 트위스트 쌍은 쌍으로부터의 전자파 방사 및 인접 쌍 간의 크로스톡을 줄이고 외부 전자파 간섭의 제거를 개선합니다.그것은 알렉산더 그레이엄 [2]벨에 의해 발명되었다.

동축 케이블

주요 문서: 동축 케이블
RG-59 플렉시블 동축 케이블:
  1. 외부 플라스틱 칼집
  2. 직물 구리 실드
  3. 내부 유전체 절연체
  4. 구리 코어

동축 케이블 또는 동축(/kokoʊ.acks/로 발음)은 내부 도체가 관 모양의 절연층으로 둘러싸인 전기 케이블의 한 종류입니다.많은 동축 케이블에는 절연 외피 또는 재킷도 있습니다.동축이라는 용어는 기하학적 축을 공유하는 내부 도체와 외부 실드에서 유래합니다.동축 케이블은 1880년 영국의 물리학자, 엔지니어, 수학자 올리버 헤비사이드에 의해 발명되었다.[3]

동축 케이블은 전송선의 일종으로 손실이 적은 고주파 전기 신호를 전송하는 데 사용됩니다.전화 트렁크 회선, 광대역 인터넷 네트워크 케이블, 고속 컴퓨터 데이터 버스, 케이블 텔레비전 신호 전송, 무선 송신기 및 수신기의 안테나 접속 등의 애플리케이션에서 사용됩니다.케이블과 커넥터의 치수가 정확하고 일정한 도체 간격을 갖도록 제어되기 때문에 다른 실드 케이블과는 다릅니다.이것은 전송 선로로서 효율적으로 기능하기 위해서 필요합니다.

광섬유

주요 기사:광섬유
광섬유 번들
뉴욕시 맨해튼 미드타운 거리 아래에 432카운트 파이버 케이블을 설치하는 파이버 크루
한쪽 끝에 빨간색 빛이 비치는 TOSLINK 광섬유 오디오 케이블이 빛을 다른 쪽 끝에 전송합니다.
광섬유 인터커넥트를 포함한 벽면 설치 캐비닛.노란색 케이블은 싱글모드 파이버입니다.오렌지 케이블과 아쿠아 케이블은 각각 50/125 µm OM2 및 50/125 µm OM3 파이버입니다.

장거리 통신에 가장 많이 사용되는 전송 매체로 떠오른 광섬유는 빛을 그 길이에 따라 이끄는 얇은 유리사슬이다.구리보다 광섬유를 선호하는 요인은 데이터 레이트, 거리, 설치 및 비용입니다.광섬유는 구리에 비해 대량의 데이터를 전송할 수 있습니다.신호 리피터가 필요 없이 수백 마일을 주행할 수 있으므로 리피터가 네트워크 장애의 일반적인 원인이기 때문에 유지 보수 비용이 절감되고 통신 시스템의 신뢰성이 향상됩니다.유리는 구리보다 가벼워 장거리 광섬유를 설치할 때 특수 중장비를 필요로 하지 않는다.실내용 광섬유의 가격은 [4]구리와 같은 피트당 약 1달러입니다.

멀티 모드와 싱글모드는 일반적으로 사용되는 광섬유의 2종류입니다.멀티모드 파이버는 LED를 광원으로 사용하여 약 2km의 짧은 거리에서 신호를 전달할 수 있습니다.싱글 모드에서는, 수십 마일의 거리에 걸쳐 신호를 전달할 수 있습니다.

광섬유는 유리(실리카)나 플라스틱을 사람의 [5]머리카락보다 약간 두꺼운 지름으로 끌어당겨 만든 유연하고 투명한 섬유이다.광섬유는 광섬유의 양끝 사이에서 빛을 전송하고 광섬유 통신에서 광범위하게 사용되는 수단으로 가장 많이 사용됩니다.광섬유 통신에서는 전기 케이블보다 더 먼 거리에서 더 높은 대역폭(데이터 레이트)으로 전송할 수 있습니다.금속선 대신 파이버가 사용됩니다.이것은 신호가 금속선을 따라 전달되기 때문입니다.또한 섬유는 전자파 간섭에 의해 영향을 받지 않기 때문에 금속선이 과도하게 [6]손상됩니다.광섬유는 조명 및 이미징에도 사용되며,[7] 광섬유의 경우처럼 좁은 공간 내 또는 이미지를 운반하는 데 사용할 수 있도록 묶음으로 포장되어 있습니다.특수하게 설계된 파이버는 광섬유센서와 광섬유레이저 [8]등 다양한 용도에도 사용됩니다.

광섬유는 일반적으로 굴절률이 낮은 투명한 피복재로 둘러싸인 코어를 포함한다.광섬유가 [9]도파관 역할을 하는 총내부반사 현상에 의해 빛이 코어에 유지된다.다수의 전파 경로 또는 횡단 모드를 지원하는 파이버는 멀티 모드파이버라고 불리며, 싱글 모드를 지원하는 파이버는 Single-Mode Fiber(SMF; 싱글 모드파이버)라고 불립니다.멀티 모드 파이버는 일반적으로 코어[10] 직경이 넓어 단거리 통신 링크 및 높은 전력을 [citation needed]전송해야 하는 애플리케이션에 사용됩니다.싱글 모드 파이버는, 1,000 미터(3,300 피트)[citation needed]를 넘는 대부분의 통신 링크에 사용됩니다.

광섬유 [11]통신에서는 광섬유를 저손실로 결합할 수 있는 것이 중요합니다.이것은 전선이나 케이블을 연결하는 것보다 더 복잡하며, 섬유의 신중한 절단, 파이버 코어의 정확한 정렬 및 이들 정렬된 코어의 결합이 필요합니다.영구 연결이 필요한 애플리케이션의 경우 융접 스플라이스가 일반적입니다.이 기술에서는 전기 아크가 섬유 끝을 함께 녹이기 위해 사용됩니다.또 다른 일반적인 기술은 기계적 스플라이스입니다. 이 스플라이스에서는 섬유 끝부분이 기계적 힘에 의해 접촉합니다.임시 연결 또는 반영구 연결은 전용 광섬유 커넥터를 [12]통해 이루어집니다.

광섬유의 설계와 응용에 관련된 응용과학 및 공학 분야는 광섬유라고 알려져 있습니다.이 용어는 [13]광섬유의 아버지로 널리 알려진 인도 물리학자 나린더 싱 카파니에 의해 만들어졌다.

비가이드 미디어

라디오

주요 기사: 무선 전파

전파는 전파가 한 지점에서 다른 지점으로 또는 [14]대기의 다양한 부분으로 이동하거나 전파될 때 발생하는 동작입니다.광파와 같이 전자파 방사선의 한 형태로서 전파는 반사, 굴절, 회절, 흡수, 편광, [15]산란 현상의 영향을 받습니다.다양한 조건이 전파에 미치는 영향을 이해하는 것은 국제 단파 방송사의 주파수 선택에서부터 신뢰할 수 있는 이동 전화 시스템 설계, 라디오 내비게이션, 레이더 시스템 작동에 이르기까지 많은 실용적인 응용 분야를 가지고 있다.

실제 무선 전송 시스템에서는 다양한 유형의 전파가 사용됩니다.가시거리 전파는 송신 안테나에서 수신 안테나로 직선으로 이동하는 전파를 의미합니다.시선 전송은 휴대폰, 무선 전화기, 무전기, 무선 네트워크, FM 라디오 및 텔레비전 방송 및 레이더, 위성 텔레비전과 같은 위성 통신과 같은 중거리 무선 전송에 사용됩니다.지구 표면에서의 가시거리 전송은 송신 및 수신 안테나의 높이에 따라 달라지는 시각적 지평선까지의 거리로 제한됩니다.마이크로파 주파수 이상에서 가능한 유일한 전파 방식입니다.마이크로파 주파수에서는, 대기중의 수분(레인 페이드)에 의해서, 전송이 저하할 수 있습니다.

MF, LF 및 VLF 대역의 저주파에서는 회절 전파로 인해 언덕과 같은 장애물 위로 휘어져 지구의 윤곽을 따라가는 표면파로서 수평선을 넘어 이동할 수 있습니다.이것들은 지상파라고 불립니다.AM 방송국은 지상파를 사용하여 청취 지역을 커버합니다.주파수가 낮아지면 거리에 따른 감쇠가 감소하기 때문에 초저주파(VLF) 및 초저주파(ELF) 지상파를 사용하여 전 세계적으로 통신할 수 있습니다.VLF와 ELF는 물과 지구를 통해 상당한 거리를 침투할 수 있으며, 이러한 주파수는 수몰된 잠수함과의 기뢰 통신 및 군사 통신에 사용됩니다.

중파 및 단파 주파수(MF 및 HF 대역)에서 전파는 전리층이라고 불리는 대기 중 높은 하전 입자(이온) 층에서 굴절될 수 있습니다.이것은 하늘로 비스듬히 전송되는 전파가 지평선 너머, 먼 거리, 심지어 대륙 횡단 거리에서도 지구로 반사될 수 있다는 것을 의미합니다.이것을 하늘파 전파라고 합니다.그것은 아마추어 라디오 사업자들이 다른 나라나 국제적으로 방송되는 단파 방송국과 대화할 때 사용된다.하늘파 통신은 상층 대기 조건에 따라 가변적이며, 야간과 겨울에 가장 신뢰할 수 있습니다.1960년대 통신위성이 등장한 이후 지금까지 공중파를 이용하던 장거리 통신도 위성을 이용하는 경우가 많아졌다.

또한 특수 통신 시스템에 사용되는 대류권 산란(토파) 및 근수직 입사 스카이웨이브(NVIS)와 같은 몇 가지 덜 일반적인 무선 전파 메커니즘이 있다.

디지털 부호화

데이터 송수신은 일반적으로 다음 4단계로 이루어집니다.[16]

  1. 송신측에서는, 데이터가 바이너리 표현으로 부호화된다.
  2. 반송파 신호는 바이너리 표현에 의해 지정된 대로 변조된다.
  3. 수신측에서는 반송파 신호가 2치 표현으로 복조된다.
  4. 데이터는 이진 표현에서 디코딩됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Agrawal, Manish (2010). Business Data Communications. John Wiley & Sons, Inc. p. 37. ISBN 978-0470483367.
  2. ^ McBee, David Barnett, David Groth, Jim (2004). Cabling : the complete guide to network wiring (3rd ed.). San Francisco: SYBEX. p. 11. ISBN 9780782143317.
  3. ^ Nahin, Paul J. (2002). Oliver Heaviside: The Life, Work, and Times of an Electrical Genius of the Victorian Age. ISBN 0-8018-6909-9.
  4. ^ Agrawal, Manish (2010). Business Data Communications. John Wiley & Sons, Inc. pp. 41–43. ISBN 978-0470483367.
  5. ^ "Optical Fiber". www.thefoa.org. The Fiber Optic Association. Retrieved 17 April 2015.
  6. ^ Senior, John M.; Jamro, M. Yousif (2009). Optical fiber communications: principles and practice. Pearson Education. pp. 7–9. ISBN 978-0130326812.
  7. ^ "Birth of Fiberscopes". www.olympus-global.com. Olympus Corporation. Retrieved 17 April 2015.
  8. ^ Lee, Byoungho (2003). "Review of the present status of optical fiber sensors". Optical Fiber Technology. 9 (2): 57–79. Bibcode:2003OptFT...9...57L. doi:10.1016/s1068-5200(02)00527-8.
  9. ^ 상급자, 12~14페이지
  10. ^ The Optical Industry & Systems Purchasing Directory. Optical Publishing Company. 1984.
  11. ^ 상급자, 페이지 218
  12. ^ 상급자, 234~235페이지
  13. ^ "Narinder Singh Kapany Chair in Opto-electronics". ucsc.edu.
  14. ^ H. P. Westman et al., (ed), 라디오 엔지니어를 위한 참조 데이터, 제5판, 1968, Howard W. Sams and Co, ISBN 0-672-20678-1, 의회 도서관 카드 번호 43-14665 26-1페이지
  15. ^ 드미트리우스 T 파리 F.Kenneth Hurd, 맥그로 힐, 기본 전자기 이론, 뉴욕 1969 ISBN 0-07-048470-8, 8장
  16. ^ Agrawal, Manish (2010). Business Data Communications. John Wiley & Sons, Inc. p. 54. ISBN 978-0470483367.