[NETWORK] LAN의 전송 방식

1. 전송방식의 분류

기저대역(Baseband) 방식

장점	단점
네트워크 구성 간단	디지털 그대로 보내므로 잡음 多. 변형이 쉬워 정보 손실 큼
전송속도 빠르며, 양방향 전송	장거리 전송에 부적합 (장거리 전송시 리피터 필요)
네트워크 운영 비용이 저렴함

광대역(Broadband) 방식 : 여러개의 주파수로 다수 체널을 동시 사용함.

장점	단점
장거리 전송 시 기저대역보다 비용이 저렴함	기저대역 방식에 비해 속도가 느림
기저대역에 비해 신호의 감소폭이 적음	데이터 양이 많아 회로가 복잡함
기저대역보다 긴 전송 거리	설치 및 관리가 어려움

비교

구분	기저대역(Baseband)	광대역(Broadband)
신호 방식	디지털	아날로그
전송 거리	단거리	장거리
전송 방식	양방향	단방향
용도	데이터 전송	데이터, 음성, 영상 전송
채널	단일 채널	다중 채널
다중화	시분할 다중화(TDM)	주파수 분할 다중화(FDM)
변복조 방법	불필요	필요

2. 전송 매체

1) 동축 케이블(Coaxial Cable)
내부의 전선 + 원통형의 외부 도체
구조상 물리적 강도 크고, 외부 간섭/누화에 강함.
높은 주파수 대역 제공하여 전송률 높음.
아날로그/디지털 전송, 장거리 전송, 광대역 전송, TV, CATV , 근거리 통신망(LAN) 등.
10Base5 = 10Mbps까지 베이스밴드로 전달. 500M까지 연결.

2) 광섬유 케이블(Optical Fiber Cable)
석영 유리/플라스틱
전기신호 대신 광 신호를 전송하므로 전송 손실이 매우 낮음.
전기적 누화/잡음에 영향을 받지 않고, 설치에 제약이 없음.
가장 높은 전송 대역폭으로 장거리 전송과 다양한 서비스가 가능.
보안성 우수.
디지털만 가능함.

3) 평형 케이블(Twisted Pair Cable)
2개 또는 4개의 구리선을 한 쌍으로 모아 절연체로 피복한 케이블로 전기적 간섭 현상 최소화.
전송 거리, 대역폭, 데이터 전송률에 제한을 받으며, 다른 전기 신호의 간섭과 잡음에 매우 민감.
대역폭/데이터 전송 효울 낮아 전화 선로에 많이 쓰임.
아날로그/디지털 전송, 장거리 전송 가능, 가격 저렴.
예 ) 10BaseT => 10Mbps / Baseband / 100M 거리한계
종류 : UTP(Unshielded Twisted Pair) 와 STP(Shielded Twisted Pair)

3. 매체접근방법에 따른 LAN의 분류

1) CSMA(Carrier Sense Multiple Access)
데이터 프레임을 송신하기 전에 통신 회선의 사용 유무를 조사하여 사용 중이면 송신을 연기, 사용 중이 아니면 송신.
채널 상태를 감지 시 지연 시간이 길면 성능이 떨어짐.

2) 이더넷 = CSMA/CD(Carrier Sense Miultiple Access/Collision Detection)
IEEE 802.3 표준 구격. 간단한 기술
CSMA보완, 전송 매체는 동축 또는 평형 케이블
Fast Ethernet, Gigabit Ethernet => 버스형 또는 성형
충돌 시, 즉시 송신을 중단하고 지연 후 송신함.
통신량이 많으면 충돌 횟수가 증가하여 채널 이용률이 떨어짐.
기기 고장 시 다른 기기 통신에 영향 없음.
장애 처리가 용이하며, 일정 길이 이하의 데이터 송신 시 충돌 검출 불가능.

3) 토큰 패싱(Token Passing)
토큰(Token) 신호로 노드 중 누가 전송할 것인가를 결정하는 방식
부하에 의한 성능 저하보다 노드 수에 의한 성능 저하 폭이 큼. (노드들을 계속 거쳐야 하므로)
충돌이 일어나지 않으므로 트래픽(Traffic)이 많을 때 사용함.

표준	설명
토큰 링	IEEE 802.5 표준 규격, 링형, 평형 케이블 사용
	토큰 흐름에 의해 전송순서 결정
	부하 증가에 대한 영향 작고, 낮은 부하에 오버헤드 발생 (토큰을 받아야 데이터를 보낼 수 있기 때문에 대기시간이 길어짐)
	통신 회선의 길이가 무제한이지만, 확장성이 크지 않음
토큰 버스	IEEE 802.4 표준 규격, 버스형, 동출 케이블 사용
	토큰 링과 버스 방식을 결합
	가변 길이의 데이터 전송이 가능하며 하드웨어 장비가 복잡하여 평균 대기시간이 높음.

4) TDMA(Time Division Multiple Access)
여러 노드가 동시 통신 시, 시간 기준으로 분할 접속
Circuit-Switched 네트워크에서 사용되며, 기존에는 아날로그 방식의 휴대폰이 TDMA 방식을 사용.
트래픽이 많아도 충돌이 발생하지 않기 때문에 전송 효율 높음.

5) ALOHA(Additive Links On-line Hawaii Area)
저속의 무선랜 방식
각 스테이션에서 전송 패킷이 있는 경우 즉시 전송하며, 동시에 보내는 경우 충돌이 발생함. (언제든지 보낼 수 있으므로 충돌 가능성이 높음).
수신 스테이션은 FCS를 조사하여 응답(ACK)하고 충돌 발생시 FCS에서 에러를 감지하면 버림. ACK를 받지 못한 송신 스테이션은 재전송함.

6) Slotted ALOHA
ALOHA을 개선시킨 방식으로 일정한 주기의 시간에만 전송 가능.
동기화된 시간에 의존하므로 충돌을 줄일 수 있으나 시간 지연 발생(일단 점유하면 특정 시간 단위 동안 충돌을 회피함)

4. Ethernet의 표준 절차
1) Ethernet의 표준
패킷 스위칭(Packet Switched) 기반으로 가장 널리 사용.
랜카드가 판단하여 해당 목적지가 자신일 경우에만 패킷을 수신하고, 그렇지 않을 경우에는 패킷을 버린다.

2) Ethernet의 표준 토폴로지
NIC(Network Interface Card)는 MAC 주소를 가지며, 충돌 감지 동작과 회선 상태 파악을 담당.

01) 노드(Node) A에서 노드(Node) C로 자료를 전송하는 절차
: 잘게 쪼개 패킷 생성 → 사용 중인지 확인 → 미사용중이면 패킷 보냄.

02) 노드(Node) A에서 노드(Node) B가 동시에 노드(Node) C로 자료를 전송하는 절차.
: 잘게 쪼개 패킷 생성 → 사용 중인지 확인 → 미사용중이면 패킷 보냄 → 동시에 보내어 충돌 → 랜덤하게 대기시간 선택 → 대기시간 후 재전송