Ⅲ. 유선 기기

[환타]

Ⅲ. 유선 기기

1. 교환기

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(1) 교환의 기초  (2) 교환기의 종류

(1) 교환의 기초               [맨위로]

[1] 통신망

① 통신망 : 정보를 교환하는 수단으로, 통신 서비스를 제공하기 위한 전기 통신 설비의 유기적인 집합.

(가) 통신망의 구성요소 : 노드와 링크

a. 노드 : 전화기를 포함한 가입자 단말기, 교환 설비, 데이터 베이스 등.
b. 링크 : 이들을 서로 연결하는 전송 회선.

(나) 교환기 : 입중계 회선과 출중계 회선을 서로 연결해 주는 역할

a. 회선 교환 방식 : 발신측 회선과 착신측 회선을 연결하여 호의 접속 경로를 설정한 다음, 통신이 끝날 때까지 회선을 유지시키는 교환 방식.
b. 패킷 교환 방식 : 발신측 회선으로부터 들어오는 정보를 일단 메모리에 저장하여 일정한 크기의 패킷으로 만든 다음, 착신측 회선으로 전송하는 교환 방식.

(다) 전송회선 : 정보의 전달이 시작되는 점에서 끝나는 점까지 구성된 통신망 내의 접속 경로.

(라) 신호 방식과 번호

a. 신호 방식 : 호의 설정 및 복구를 위하여 2개의 교환 장치 사이에 대화를 가능하게 하는 언어. 통화의 접속 또는 호의 성립을 관리하기 위하여 교환 시스템을 구성하는 각종 상이한 기능부 사이에 여러 가지 정보의 교환이 가능하도록 전기적 신호를 주고 받는 방법.
b. 번호 : 통신에 있어서 번호는 사람의 이름과 같다.

[2] 교환기의 기능

① 교환기 : 발생된 호를 포착하여 호출 번호를 선택, 접속하며 중계 기능을 수행.
<그림 3-1>

[3] 중계 방식

① 중계 방식 : 교환기의 각종 기능을 가진 단위 장치로서, 교환, 접속을 가능하게 함.
<그림 3-2>
② 분류 : 교환 접속을 위한 부호의 송,수신면 형식에 따라 직접 제어 방식(부호 직접 선택)과 간접 제어 방식(부호 축적하여 선택), 제어 장치의 이용면에서 단독 제어 방식과 공통 제어 방식.

(2) 교환기의 종류                   [맨위로]

[1] 교환기의 발달 과정

자석식, 수동식 교환기(1878)→공전식 교환기(1891)→자동교환기(1889)→크로스바형 교환기(1926)→EMD형 교환기(1955)→SPC전자교환기(1958)→No.1 ESS(세계 최초의 전자교환기, 1965)→No.1A ESS(1970)

[2] 기계식 자동 교환기

(가) 스트로저형 교환기 : 보통 A형 자동 교환기하고 함. 라인 스위치, 셀렉터 및 커넥터의 세 스위치로 구성. 단단식 교환기라고도 부르며 직접 제어 방식을 사용.
(나) EMD형 교환기 : 귀금속 접점 구동형 전동기 스위치라는 뜻으로 단일 방향, 비정위형이며, 귀금속 접점 스위치를 사용한, 성능이 우수한 기계식 자동 교환기.
(다) 크로스바형 교환기 : 계전기 접점의 개폐에 의하여 교환 접속을 행하는 교환기로서, 전자 교환기가 보급되기 이전의 자동 교환기 중에는 전자 회로를 가장 많이 사용한 것.

[3] 전자 교환기

(가) 전자 교환기의 개요 : 음성 신호를 전송하는 통화로부와 통화로의 접속 및 정보의 처리를 제어하는 제어부로 나눔. 통화로부에 사용되는 부품 소자에 따라 반전자 교환기와 전전자 교환기로 구분, 통화로망의 구성에 따라 아날로그 전자 교환기와 디지털 교환기로 구분.
<그림 3-6>

(나) 전자 교환기의 기본 구성과 기능

a. 통화로부 : 하드웨어 부분. 통화로망, 중계선, 주사 장치, 신호 분배 장치 등.
b. 제어부 : 소프트웨어 부분. 중앙 제어 장치, 호 처리 기억 장치, 프로그램 기억 장치.

(다) 디지털 교환기의 교환망과 스위치 : T 스위치(time switch)와 S 스위치(space switch)를 조합.

a. T-S-T(시분할-공간분할-시분할) 방식
b. S-T-S(공간분할-시분할-공간분할) 방식
c. 신호방식 : 가입자선 신호방식, 국간 신호방식
<그림 3-9>

[4] M10CN 교환기

① 반전자식 교환기. 통화로와 신호 회선 구성에 리드 계전기를 사용하여 고속 동작이 가능, 제어부에 축적 프로그램 방식을 적용하여 제어 기능의 융통성을 지님.

[5] AXE-10 교환기

① 시분할 디지털 교환기. 시내용과 시외용 및 국제용으로 설계, 제어 방식은 중앙 프로세서와 국부 프로세서로 되어 분산 제어 방식으로 운용. 시스템 전체가 인쇄 회로 기판으로 되어 있어 유지 보수가 용이, 경제적.

[6] S-1240 교환기

① 디지털 스위칭망을 중심으로 각기 고유 기능을 가진 단말 모듈들이 연결된 형태. 분산된 다수의 프로세서에 의해 제어되는 완전 분산 제어 방식의 디지털 교환기.

[7] No.5 교환기

① 디지털 방식인 시분할 교환기. 시스템이 통화량의 변화에 따른 모듈화로 됨. 통신 모듈, 관리 모듈, 교환 모듈로 구성.

[8] TDX-1 계열 교환기

① 우리나라에서 개발하여 운용중인 디지털 교환기.

(가) TDX-1 계열 교환기의 특징

a. 분산 제어 방식으로 설계-설치, 운용, 관리, 유지 보수 및 교육 훈련 등이 용이.
b. 시스템의 증설이나 용량의 확장이 모듈 단위로 용이.
c. 시스템 장애에 대한 높은 안정성을 유지, 가입자 및 중계선 장애를 최소화.
d. PCM 전송 방식은 24통화로, 32 통화로 상호 혼용하여 사용 가능.
e. TDX-1A 교환기는 8비트 마이크로프로세서, TDX-1B 교환기는 32비트 마이크로프로세서를 사용.

[9] TDX-10 교환기

a. 모듈화의 개념을 실현하여 농,어촌의 소용량 규모에서부터 대도시의 대용량 규모까지 경제적으로 구성.
b. 제어기능의 분산화. 메시지 통신 가능. 대용량의 음성 가입자 수용. ISDN 서비스, 패킷 통신 서비스 등 비음성 서비스까지도 수용 가능. 다양한 가입자 서비스를 제공.

[10] ATM 교환기

① 광대역 종합 정보 통신망(B-ISDN)에 사용되는 전송 방식
② 다양한 전송 속도를 요구하는 서비스 신호들은 우선 외형적으로 동일한 모양의 셀로 분할하여 다중화하는 정보를 전달하는 방식. 비동기식 전송 방식.
③ 교환기술 : 음성, 데이터 및 정지 화상, 텔레비전 전화, 텔레비전 회의, HDTV 분배 및 고속 파일 전송 서비스 등을 처리.

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2. 유선 단말 기기

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(1) 전화기  (2) 팩시밀리

(1) 전화기                [맨위로]

① 전화기 : 멀리 떨어져 있는 상대방과 교환망을 통하여 서로 음성 통신을 할 수 있도록 하는 단말 장치.
② 종류 : 다이얼식 및 푸시 버튼식과 같은 아날로그 전화기, ISDN 전화기와 같은 디지털 전화기.

[1] 전화기의 구성

① 통화 장치와 신호 장치로 나눔.
② 통화 장치 : 송화기, 수화기, 측음 방지 회로
③ 신호 장치 : 훅 스위치, 다이얼, 자석 벨 또는 톤 링거

(가) 송화기

a. 종류 : 탄소형 송화기, 압전형과 일렉트릿 마이크로폰.

(나) 수화기 : 송화기로부터 변환되어 전송된 전기적 음성 전류를 받아, 다시 음성과 같은 음파로 재생시키는 변환 장치.

(다) 다이얼 : 통화할 상대방의 번호를 선택할 신호를 만들어 내는 장치.

a.종류 : 회전식 다이얼, 푸시 버튼식 다이얼.

(라) 신호 장치

[2] 아날로그 전화기

① 송수화 회로 이외에도 호출을 알려 주는 종명 신호 회로와 다이얼 신호를 구성하는 다이얼 신호 회로 등이 부가되며, 송화시 수화기에 들리는 측음을 최소한으로 줄여 주기 위한 측음 방지 회로도 별도로 구성되어 있음.

[3] 공중 전화기

① 일반 공중을 대상으로 한 전화기, 주화 제어 기능, 예보음 송출 기능, 강제 절단 기능 등이 추가.

[4] 디지털 전화기

① 전화기 자체에서 아날로그 신호인 음성을 디지털 신호로 바꾸어 음성 변환을 하는 전화기, ISDN전화기, 화상 전화기.
② 기본 통화 이외에 착신시 상대방 전화 번호 표시 기능, 발신시 다이얼 번호 표시 기능, 통화 요금 표시 기능 및 3자 통화 기능

(2) 팩시밀리                  [맨위로]

① 정의 : 문자, 도표, 그림, 사진 등을 전기 통신망을 이용하여 전송하는 장치.
② 문자, 사진 및 도면 등을 작은 구획(0.04[㎟]의 화소)으로 분해한 다음, 화소의 명암을 전기적 신호로 변환시켜 송신측에서 전송하면 수신측에서는 이를 다시 수신 기록 형태로 수신 화면을 재생시키는 통신 방식.

[1] 팩시밀리의 개요

① 주사방법 : 드럼 주사
② 협동계수 : 드럼의 지름과 주사선 밀도의 곱. 264
③그룹 스템 : G1(A₄용지 1매를 전송 6분대), G2(3분대). G3(1분대)

[2] 팩시밀리의 기본 원리

① G1, G2 의 팩시밀리 : 원통 주사에 의하여 문자와 그림 등을 주사하는 드럼 주사 방식.
<그림 3-23>

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3. 전송 기기

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(1) 반송 통신 기기  (2) PCM 통신 기기  (3) 광통신 시스템  (4) 다중 전송 시스템

(1) 반송 통신 기기                  [맨위로]

[1] 반송 전화의 원리

① 원리 : 300∼3400[㎐]의 주파수 대역 성분을 가지는 2개 이상의 음성 신호를 동시에 같은 선로에 보내면 서로 혼신을 일으켜 구별할 수 없게 되므로 음성 신호를 먼저 고주파 전류에 실어서 각각 다른 고주파 대역으로 변환시키고 각 주파수 성분이 중복되지 않도록 하여 전송.
<그림 3-24>
② 변조방식 : 진폭 변조(AM)-반송파의 진폭을 신호파의 크기에 따라 변조시키는 방식.
<그림 3-25>
③ 전송방식 : 단측파대(SSB) 전송방식-피변조파에서 반송파와 한쪽의 측파대를 필터로 제거하고, 나머지 한 측파대만 송신.

[2] 반송 전화의 구성 요소

① 구성요소 : 변·복조기, 반송 전류 공급 장치, 증폭기, 필터와 하이브리드 코일 등

[3] 반송 전화 회선

2선식 회선	4선식 회선
a. 송·수신하는 데에 1회선의 선로 사용 b. 중계기라는 증폭기 설치	a. 각각 2회선의 선로 사용 b. 중계기라는 증폭기 설치 c. 명음이 일어나지 않음 d. 회선의 안정도가 좋음 e. 장거리 회선으로 많이 사용

[4] 단국 중계 장치

[5] 주파수 할당(주파수 분할 다중 방식, FDM)

① 대용량 회선으로 960∼2700통화로를 1조로 하여 동축 케이블로 전송하는 방식.
② 낮은 반송파 주파수의 통화로를 모아 통화로군을 만들고 이 통화로군으로 더 높은 주파수의 반송파를 변조함으로써 많은 통화로를 배열.
③ 통화로군을 모아 변조하는 것을 군변조, 변조를 2회 이상 되풀이하는 것을 다단변조.

[6] 동축 케이블의 구조와 특성

① 내·외부 2개의 도체가 중심축을 공유하는 2개의 원통을 이루게 되어 이 케이블에 관련된 모든 전기적 현상은 원통 내부에 차단된 채로 축 방향으로 전파되어 가므로, 다른 유도 방해를 주거나 또는 다른 회선의 누화 영향을 받지 않게 됨.
② 10[㎒]까지의 광대역 전송이 가능, 장거리 다중화 전송이 가능.

(2) PCM 통신 기기                    [맨위로]

① PCM(펄스 부호 변조) : 음성이나 영상 신호와 같은 아날로그 신호를 디지털 부호(1,0)로 변환하여 전송하는 방식.

[1] 펄스 부호 변조의 원리

① 전송과정 : 아날로그 신호를 표본화, 양자화 및 부호화의 세 과정을 거쳐 부호화된 2진 신호를 PCM 전송로에 전송.

[2] PCM 통신 시스템

<그림 3-41>

[3] 디지털 다중 전송

① 디지털 다중 전송 : PCM 방식을 이용한 시분할 다중 방식(TDM)
② 시분할 다중 방식 : 여러 통신으로부터 오는 부호화된 정보를 각각 시간을 달리 한 타임 슬롯에 위치하게 하여 다중 통신을 행하는 방식

(가) 시분할 다중 방식의 원리
<그림 3-43>


(나) 프레임과 비트 속도

a. 채널수 : 24채널(통화로)
b. 1채널당 비트수 : 8[bit](음성 7비트, 신호 1비트)
c. 1프레임 : 193[bit], 125[㎲]
d. 1타임슬롯 : 0.65[㎲]
e. 비트속도(타임슬롯의 역수) : 1.54[Mbps]

(다) 북아메리카 방식 시분할 다중 전송 : 24통화로 방식

(라) 유럽 방식 시분할 다중 전송 : 32통화로 방식

[4] 디지털 다중 변환 장치

(3) 광통신 시스템                   [맨위로]

① 광통신 : 반도체 내에서 전자파의 유도 방출에 의하여 발생된 빛을 이용하여 필요한 정보를 빠르고 정확하게 전달시켜 주는 통신 기술, 광원은 레이저와 광섬유

[1] 개요

① 레이저광이 특성 : 예민한 지향성, 변복조 가능, 넓은 전송 대역폭, 디지털 정보의 전송에 유리
② 광섬유 특성 : 손실 적고, 외부 잡음의 영향을 받지 않음.

[2] 레이저광의 발생

① 빛의 방사(발광)의 유도 방출에 의하여 증폭된 빛

[3] 반도체 발광 소자

① 발광 소자 조건 : 발광 스펙트럼의 폭이 좁고, 광섬유와의 결합 효율과 신뢰성이 높아야 하며, 발광 파장이 광섬유의 저손실 영역에 들고, 효율이 좋으며, 광출력이 크고, 변조 대역폭이 넓으며, 가격이 저러해야 함.

(가) 발광 다이오드(LED)
(나) 레이저 다이오드(LD)

[4] 반도체 수광 소자

① 광통신의 수신단에서는 송신단에서 보내 온 광신호를 전기적인 신호로 변환시킬 수 있는 광검출용 소자가 필요.

(가) 핀 다이오드
(나) 애벌란시 광다이오드

[5] 광섬유 전송선

(가) 광섬유 전송선의 구조 : 머리카락과 같이 가느다란 유리 섬유로 만들어져 있으며, 유리 섬유의 굴절률을 이용하여 신호를 외부로의 누설 없이 전송할 수 있는 케이블. 내부 중심에 섬유선인 코어가 있고, 그 주위를 이보다 약간 굴절률이 작은 클래딩이라는 외부 섬유선이 둘러싸고 있음.
(나) 광섬유 전송선의 종류 : 계단형 단일 모드 섬유, 계단형 다중 모드 섬유, 집중형 다중 모드 섬유
(다) 광섬유 전송선의 특성 : 장거리 통신 선로, 대용량의 전송, 동시에 많은 정보의 전송이 가능, 가벼우며 설치비가 저렴, 자원이 풍부, 항공기나 군사 시설 응용에 적합, 뇌우 등의 고압으로 유도되는 전류의 영향을 받지 않음, 국내의 전화국 사이의 중계선은 물론 국제 간의 전화 선로나 해저 케이블로도 적합.

[6] 광전송 시스템

(가) 전송 방식 : 공간 전송 방식, 광섬유 전송 방식
(나) 변조 방식 : 광강도 직접 변조 방식, 코히어런트 광변조 방식
(다) 다중 방식 : 주파수 분할 다중 방식, 시분할 다중 방식.

(4) 다중 전송 시스템              [맨위로]

① 구성요소 : 송,수신측의 다중화 단국 장치, 광섬유 케이블 및 중간 중계 장치

4. 컴퓨터 통신 기기

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(1) 변·복조기  (2) 디지털 서비스 장치  (3) 패킷 다중화 장치  (4) 루터  (5) 브리지  (6) 중계기  (7) 허브

(1) 변·복조기                [맨위로]

[1] 변·복조기의 기능과 구조

① 변복조기 : 아날로그 전송 매체를 통해 데이터를 전송하는 데 필요한 기기
② 기본 기능 : 컴퓨터나 단말기에서 사용되는 디지털 신호를 아날로그 전송 회선에서 전송이 가능하도록 변조하여 주고, 변조된 신호를 수신한 다음 복조하여 원래의 디지털 신호로 변환하여 주는 일종의 신호 변환기
<그림 3-59>

[2] 변·복조기의 분류

① 분류 : 동기식 또는 비동기식 음성 대역 장거리 변복조기, 저속인 경우는 단일 포트 방식, 중속 고속인 경우는 멀티포트 방식

(2) 디지털 서비스 장치               [맨위로]

① 데이터 전송을 위한 전용 디지털 전송로 설치

[1] 아날로그 방식과의 비교

① 데이터의 아날로그 전송은 값이 비싸고 복잡한 변복기가 전송로의 양 끝에 반드시 필요.

[2] 디지털 신호 형태

① RZ : 2진수 '0'은 0[V]로 전송되며, 2진수 '1'은 (+)펄스와 (-)펄스로 교대로 전송됨.
② 디지털 전송에서 가장 중요한 것은 정확한 동기의 유지.

(3) 패킷 다중화 장치                [맨위로]

① DTE : 데이터 단말장치. 데이터 통신망에 접속하고자 하는 이용자 기계.
② DCE : 데이터 회선 종단 장치. 이용자 기계를 통신망에 연결하여 주는 변복조기나 인터페이스.
③ X.25 프로토콜 : DTE/DCE 인터페이스를 포함.
④ PAD : X.25의 확장. 통신망으로 전송되는 문자들을 수신하여 그들을 패킷으로 조립하거나 반대로 패킷들을 분해하여 각 문자들을 필요한 단말기로 보냄.

(4) 루터                 [맨위로]

[1] 경로 선정

① 경로 선정을 위해 사용하는 방법 : 가장 짧은 경로를 선정하여 패킷이 지나간 홉의 수를 최소화하는 방법, 전송 링크 사용 비용을 최소로 하는 방법.

[2] 루터

① 루터 : 서로 다른 프로토콜 간의 변환, 가장 효율적인 트래픽 경로의 계산, 그리고 근거리 통신망에서 광역 통신망으로의 확대 등의 기능을 수행.
② 브루터 : 브리지나 루터와 같이 통신망상의 세그먼트를 분리하여 유지하면서 물리적으로 떨어진 통신망을 연결.

(5) 브리지                 [맨위로]

① 브리지 : 국제 표준화 기구(ISO)의 개방형 상호 시스템 참조 모델의 데이터 링크 계층 중 매체 접속 제어부 계층의 기능을 수행하며, 두 세그멘트 사이에서 데이터 링크 계층 간의 패킷 전송을 담당하는 장치.

(6) 중계기              [맨위로]

① 중계기 : OSI의 물리 계층에 해당하는 기능을 수행. 전송 신호의 증폭과 재생을 기본 기능으로 하여 LAN을 상호 접속하거나, 거리를 연장시키고 접속되는 장치의 수를 증가시키기 위한 장치.
② 주된 기능 : LAN을 연결시켜 데이터 비트를 하나의 LAN 세그멘트에서 다음 세그멘트로 전송하는 과정에서 신호의 감쇄를 보상해 줌으로써 2개의 LAN을 물리적으로 연결된 하나의 통신망으로 만들어 주는 것.

(7) 허브              [맨위로]

① 허브 : 기존의 네트워크를 하나로 묶음으로써 통신망의 모든 케이블이 허브로 연결되는 성형 구조 방식을 만들기 때문에, 멀티포트 중계기라고 정의하며, 집중화기라고도 부름.
② 장점 : 통신망을 하나 또는 그 이상 허브를 통하여 모든 트래픽이 전송되도록 통신망을 설계, 트래픽 흐름의 관리를 더 쉽게 할 수 있다. 케이블링의 간소화와 장비 이동의 편리성을 제공.

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