Chapter 1

학습목차

데이터 통신과 통신망이란
통신 모델이란
통신망과 서비스의 융합

데이터 통신과 통신망의 개념을 익히고 현대 기업망의 추세와 요구사항을 알아본다. 또한 정보전달의 표준화와 통신모델을 이해하고 통신 서비스의 융합을 이해한다.

현대 통신의 큰 특징 2가지는 고속화, 광대역화이다. 즉, 기술이 발전하고 새로운 서비스들이 무수하게 나오면서 그에 따른 통신의 속도, 대역이 늘어나고 있다는 점이 큰 특징이다.

5G를 살펴보면 바로 알 수 있다.

5G는 최신 통신 기술로써 19년도에 생긴 따끈따끈한 통신 기술이다. 5G의 특징에 대해서 간단하게나마 알아보자.

→ 1. Enhanced Mobile BroadBand

: eMBB로 불리우는 확장된 광대역의 기술이다.

→ 2. Ultra reliable Low Latency

: uRLLC 로 불리우는데 속도가 매우 빠르기 때문에 지연이 없다는 특징이 있어 신뢰성이 높다는 특징으로 볼 수 있다. 즉, 자율 주행차와 같은 경우에 사고를 줄일 수 있는 신뢰성을 가지고 있다고 할 수 있다

→ 3. Massive Machine Type Communication

: mMTC 로 불리우는 것으로 IOT를 이야기하는 것이다. 일종의 사물 통신으로써 엄청나게 많은 센서의 개수를 지원하는 특징이 있다.

현재 화웨이가 5G기술에 많은 투자를 하고 있다. 5G는 3.5 G 정도 속도의 4G 기술과는 다르게 27G~37G 정도의 높은 주파수 대역을 사용해 높은 속도를 가지는 통신기술이다. 하지만 그만큼 파장이 짧아져 간섭이 심해지는 단점이 있을 뿐더러 아까 말했듯이 센서의 개수를 많이 지원하게 되어 그만큼 보안문제가 생겨 미국에서 난리 부르스를 치고 있기도 한다. ( 결국 헌법으로 화웨이가 웃긴했지만.. )

여튼 간섭이 심하다는 특징 때문에 요즈음 통신사들은 멀리보낼 땐 4G, 가까이 보낼 땐 5G 식으로 섞어서 통신기술을 쓰고 있기도 한다.

그러면 5G의 특징을 알아봤으니 어떤 기술들을 쓰는지 3가지만 알아보자.

⇒ 1번 기술 : Beanforming

: 안테나 여러 개를 사용해서 전파가 쏟아붇는 범위를 전방향이 아닌 특정(여러)방향으로 줄여 device 와 기지국 사이의 연결을 줄이겠다는 의미의 기술이다. 그만큼 안정성을 높이고 주파수 대역을 높였다고 할 수 있다.

⇒ 2번 기술 : Massive MIMO

: input, output을 여러 개 쓰는 기술로써, 안테나를 하나가 아닌 여러 개 쓰겠다는 의미이다. 4G에서 쓰는 MIMO는 linear MIMO이다. 배치를 일차원적으로 하여 여러 개 안테나를 사용했었다. 허나 5G에서는 2차원으로 배치를 해서 다양하게 기능들을 사용하고 앞서 말한 beamforming도 잘 사용하고 있다.

⇒ 3번 기술 : Network slice

: 자원을 특정 포멧에 집중한다. 일종의 QoS 로 data보다 voice에 지원할당을 많이 한 것이 4G였다면 5G는 영상 data 등등 여러 포멧에 고도화 시킨 기술이라고 할 수 있다.

이러한 5G의 특징과 기술들은 현대 통신의 기본 개념들을 잘 포용하고 있는 좋은 예제라고 할 수 있다. 허나 핵심은 2가지이다.

(1) Mobility를 어떻게 지원하는가

(2) 고속 광대역화를 어떻게 지원하는가

통신이라는 것은 결국 ‘망’ 의 개념에서 벗어날 수 없다. 망은 switch, router의 집합으로써 이동통신에서는 core라고도 불릴 수 있고, 유선에서는 backbone 이라고도 불릴 수 있다.

허나 이러한 망에 500억개 이상의 단말이 있는게 요즘이기 때문에 망과 단말들 사이의 interaction 인 ‘통신’ 이 중요해질 수 밖에 없다.

이 때 성능을 높이기 위해 망을 만진 network는 intelligence network라고 불리우며 단말을 만진 network는 smart~device network 라고 불리운다. 참고로 단말이 smart 한 network 가 압도적으로 많아지고 있다.

여튼 아까 말했듯이 현재의 network는 고속화, 광대역화를 핵심으로 발전하고 있으며, mobility(이동성) 또한 중요시 되고 있다. 이 두가지 핵심 기술의 바탕은 Internet 이므로 all IP network 를 바탕으로 여러 기술들의 핵심을 바라보는 것이 좋다.

인터넷 분류 기준

크기 : 망의 크기에 따라 BAN, PAN, LAN, MAN, WAN 등등의 네트워크들이 있다.

기능별 : CPN 은 가입자 망으로써 집안 내부의 망이라고 볼 수 있고 BN은 BackBone network 로써 유선에서의 전체 망이라고 볼 수 있다. 이 중간에서 사용되는 network는 SAN으로 subscriber access network 즉, 접속할 떄 사용하는 network 가 있다

기업망 : 추가적으로 기업에서 쓰는 internet에도 용어가 붙었는데 intranet, extranet, internet 등등이 있다.

다시 말하지만 현재 시대에서는 단말이 압도적으로 smart해지고 빨라지고 있다. 따라서 어쩔 수 없이 거기에 맞춰 망역시 빨라지고 있다.

＃Convergence

통신에서의 융합은 3 layer로 설명이 된다.

일단 applications 는 여러가지 app 들이 공통으로 필요한 기능을 제공해주는 layer로써 service layer 라고도 불리운다. 그리고 이러한 service 들에 공통적으로 제공되는 요소, 보안 등등을 제공하는 것이 Enterprise services 이며 이것들의 전송하는 틀, 기반이 Infrastructure 이다.

즉, 통신을 솔직히 Applications – enterprise service – infrastructure 3가지가 융합된 상태라고 할 수 있는 것이다. 제일 대표적인 Convergence 로 data + voice 가 있다. (Voip)

통신의 흐름을 그림으로 나타낸 것이다. 각각의 화살표는 전기 또는 광케이블로 연결된 것이라고 보면된다.

또한 source, destination 은 데이터를 비트로써 다루기 떄문에 중간 통신용 장비들이 이러한 비트들을 설정된 프로토콜에 맞춰서 읽어가면서 전송해주는 망 역할을 해준다고 보면 된다.

일종의 변조 복조 장치로써 생각하면 편하다.

그리고 컴퓨터 네트워크에서 배웠겟지만 통신에는 여러 기능들이 있지만 비슷한 기능들을 얼추 묶으면 7개 정도로 나타낼 수 있다. 이게 OSI 7 layer라는 걸 기억하자.

＃Transmission Lines

전송선, 광케이블 등을 의미한다. 이 lines은 몇 가지만 고려하면 된다.

Capacity, Reliability, Const

이 3가지이다. 딱 보면 이해하기 쉽다. 참고로 reliability는 무선일 경우 유선에 비해 낮다는 특징이 있다.

＃Transmission Services

어떻게 하면 망 통신 효율이 좋아질까? 는 큰 과제일 것이다. 한 라인에서 여러 통신을 동시에 하는 방식에 대한 Multiplexing을 어떻게 잘할 것인지, 전송할 데이터를 어떻게 압축을 시킬지에 대한 Compression 을 어떻게 잘 할 것인지에 대한 고민을 계속 해야 될 것이다.

Chapter 1(2)

학습 목차

통신망의 정의와 분류
인터넷
망 구성의 예

통신망의 개념을 익히고, 인터넷의 의미를 기원, 주 구성요소 일반적인 인터넷 구성 형태와 용어를 알아보며 익혀보자.

＃Networks

단말이 여러 개 있음에 자연스레 스위치, 라우터로 구성된 망이 출현하게 되었다.

현재 200억개 이상의 단말로 수가 증가하게 되어 이 망의 역할이 매우 중요해졌다. 엄청난 traffic을 적절하게 관리하며 capacity, simultaneously 하게 고속화 광대역화를 잘 이루어야 하며 이것을 기준으로 통신이 발달하고 있다.

시대의 유행 data에 맞춰서 network가 발전해왔다. 허나 결국에는 all-ip network로써 하나의 network 로 발전하게 될 것이라고 생각한다.

＃WAN

넓은 범위의 망으로써 여러 switching node의 집합이다. 또한 KT, SKT 같은 통신사업자들이 사용하는 망으로 보통 장거리 통신을 위해 깔리는 통신 인프라라고 생각하면 편하다.

＃망

전화망 (circuit switching): 일종의 음성망으로써 전화국에서 자구 사용하는 직접 source들을 연결해주는 망이다. 돈 벌이가 안되는 망이다. 즉, 전화를 할 때, 상대방과 나의 음성 메시지가 원할히 오고 갈 수 잇는 길을 일일이 만들어주는 방식의 망이다.

Virtual circuit switching (가상회선망)
- packet switching 조각들로 mix 시켜서 destination 까지 쫙 보내는 기술을 의미한다. 대표적으로 TCP/IP 가 있다. 즉 data를 packet 단위로 쪼개서 보내는 것으로 router를 통해 dest 로 데이터가 전송되는 특징을 가진 망이다.
- 허나 다음과 같은 문제가 생길 수도 있다. A 에서 100Mb/s 로 데이터를 보낸 경우 Multiplexing line 은 1.5Mb/s 이므로 1.5개만 보내지고 나머지 98.5 개는 packet queue 에 쌓였다가 drop 된다. 이를 해결하기 위해 Flow control 를 도입하기도 하였다.
- message s/w 초창기 데이터 전송 기술로 alpha net 이 있다. 교환기 사이의 data 단위가 message (file) 로써 공용으로 쓰기엔 단위가 커서 시간이 좀 걸린다는 단점이 있었다.
- Frame relay (fast packet switching)Mbps 로 성능이 향상되었다. Frame relay 기능을 사용함으로써 error control, flow control 기능을 기반으로 속도를 향상시켰다. 망보다 단말 기능을 올린 것으로 망을 단순화 시킨 망이라고 할 수 있다.
- Frame 이란 link 계층에서 데이터를 부르는 단위이다. 위에서 packet은 network 계층에서 데이터를 부르는 단위이다. 일단 frame relay는 link layer의 기술을 단말에 부담시키며 망을 단순화한 기술이다. 2Mbps 의 속도로 업데이트 되었는데 이 단위는 화상 data를 보낼 수 있는 범위를 나타낸다. ⇒ 이 역시 현재는 안쓴다.
- cell switching (ATM) : Asynchronous Transfer Mode2000년 초 속도를 Gbps 까지 향상시킨 기술이다.때문에 Gbps 정도의 속도가 나오게 되어 동영상 데이터를 송수신하는데 부담이 없게 되었다. ⇒ 허나 요즘에도 좀 느린 거라고 생각할 수 있다.
- ATM은 비동기 전송방식을 의미하는데 이 전송 방식은 cell 단위로 data를 보낸다. 즉 쪼개진 단위가 일정해 HW의 영향을 많이 받는데 요즈음 HW의 성능이 좋아 그만큼 속도가 잘나오게 된다. → circuit switching 과 packet switching 2개를 합친거라고 봐도 된다.
- label switching (MPLS)

＃LAN

초창기 LAN은 Star LAN 구조였다. 중심에 hub가 있고 그 가지로 terminal 노드들이 있었다. 주로 회사에서 사용하는 망이 전부였다. 허나 이러한 망이 점점 발전하면서 WAN 구조로 발전되었고 home 영역까지 확장되었다.

＃The Internet

Internet의 고유명사형이다. 보통 인터넷이라고 하면 packet switching 기술을 사용하는 TCP/IP 프로토콜을 의미한다.

전세계의 보편적인 공용 네트워크로써 TCP/IP 가 전세계 표준으로 자리를 잡았다는 것을 알아두자.

＃Key Elements of the Internet (Router, Ethernet switch)

여기서 몇 가지 집고 넘어가자. 일단 Router 는 왜 layer 3 로 했을까? 일단 전세계 주소 체계를 어디로 보낼지 알기 위해서는 체계가 있어야 한다. 이 때 IP 는 잘 체계화 되어있지만 그에 반해 Mac address 는 제조업체에서 막 찍는대로 생기기 떄문에 일련번호의 체계가 없다.

즉, IP에 반해 MAC address 는 routing table 에서 관리하기가 힘들다. 이 이유로 IP 주소를 관리하는 layer 3 에 Router 를 두었고 MAC Address 는 따로 layer2 에 Ethernet switch 를 두어 관리하도록 하였다.

＃ISP

Internet Service Provider 를 의미한다. 주로 SKT, KT 같은 서비스 제공업자들을 의미한다. 이러한 망을 이용해 돈을 버는 사업자들을 NSP 로 부른다.

＃Internet Terminology

POPPoints of presence 로 서비스가 존재하는 점들을 의미한다.

NAPNetwork Access Point로 2개의 network가 만나는 지점을 의미한다.

COCentral Office 로 전화 교환국을 의미한다.

CPECustormer Premises Equipment 로 사용자가 내돈내산한 장비를 의미한다.

위의 내용을 정리하면 다음과 같다.

[통신5] Signal Encoding Techniques (0)	2021.04.19
[통신4] Transmission Media (0)	2021.04.19
[통신3] Data Transmission (0)	2021.04.19
[통신2] Protocol, Internet (0)	2021.04.17

서랍장

[통신1] 통신, 네트워크, The Internet