정보통신기사, 정보통신학과, 통신직 등 정보통신일반 요점 정리 12. 전송 손실

12. 전송 손실

 

실제 신호의 전송에 있어 매체의 특성이나 거리 등의 요소들에 따라 많은 전송손실
이 발생한다. 신호를 전송할 때 발생할 수 있는 전송손실에는 감쇠(Attenuation), 지
연 왜곡(Delay Distortion), 잡음(Noise) 등이 있다.
1. 감쇠
전송매체를 통해 신호가 전달될 때, 신호는 거리에 따라 로그함수의 비율로 세기
가 약해지게 되는데, 이렇게 신호가 전파될 때 발생하는 손실을 감쇠라고 한다. 이
러한 감쇠를 피하기 위해서는 [그림 2-8]과 같이 수신측에서 충분히 수신이 가능하
도록 송신측에서 신호를 전송해야 하고, 전송거리가 멀다면 일정한 거리마다 증폭기
(아날로그 신호에 사용)나 리피터(디지털 신호에 사용)를 설치해서 약해진 신호를 증
폭하거나 재생하여 전송해 줄 필요가 있다. 하지만 주파수에 따라 서로 다른 감쇠 정
도를 보이기 때문에 이러한 증폭기나 리피터의 설치로 모든 감쇠문제가 해결되지는
않는다. 특히 여러 주파수 성분이 포함된 아날로그 신호의 경우 각 주파수별로 서로
다른 감쇠 특성을 보이므로 수신측에서 왜곡된 신호를 수신할 수 있는데, 이를 감쇠
왜곡(Attenuation Distortion)이라고 한다. 이러한 감쇠왜곡을 피하기 위해서는 감쇠
정도를 고려할 수 있도록 주파수에 따라 서로 다른 정도의 증폭이 이루어져야 한다.

신호의 감쇠현상과 증폭

2. 지연 왜곡
지연 왜곡(Delay Distortion)이란 [그림 2-9]와 같이 전송 신호내의 다양한 주파수
성분이 서로 다른 속도로 전송됨으로써 발생하는 전송 손실을 의미한다. 특히 유선
전송매체에서 디지털 신호를 전송할 때, 지연왜곡은 수신측에서 어떤 비트를 다른 비 트의 위치와 중첩되어 판단하게 만드는 심볼간 간섭(ISI : Inter-Symbol Interference)
현상을 일으킬 수 있다. 심볼간 간섭은 이전 심볼에 대한 신호가 다음 심볼에 영향을
주는 것이다. 원인은 신호의 경로가 달라서 수신기에 도착하는 시간이 다르기 때문
이다. 또 다른 원인은 시간적으로 채널의 특성이 변화되어 발생한다. 따라서 디지털
신호 전송에 있어 지연 왜곡은 최대 전송속도를 결정짓는 중요한 요소로 작용한다.

지연왜곡의 개념

3. 잡음
잡음은 [그림 2-10]과 같이 전송신호 자체의 특성이나 전송회선의 특정 부분에서
전송하려는 신호에 부가되어 전송되는 신호를 모호하게 하거나 식별하기 어렵게 만드
는 바람직하지 않은 전기적 신호를 말한다. 잡음은 열잡음(Thermal Noise), 변조 잡
음, 혼선, 임펄스 잡음(Impulse Noise) 등이 있다.
열잡음은 전송신호와는 무관하게 발생하며, 전송매체나 전송 장비 자체에서 열운
동을 하는 전자에 의해 발생된다. 현존하는 거의 모든 전송매체에는 열에 의한 잡음
이 발생한다고 할 수 있다. 혼선(Cross-talk)은 전자기파의 특성으로 나타나며, 전기
적인 신호가 전송매체를 통해 흐르게 될 때, 이 매체와 가까이에서 나란하게 위치한
다른 매체에 유도 결합(Conductive Coupling)이 생겨서 약한 전자기파가 유도된다.
이런 경우에 수신측에서는 송신측에서 보낸 신호와 유도된 신호를 구분할 수 없기 때
문에 혼선이 발생하게 되는 것이다. 변조 잡음은 동일 전송 매체를 공유하는 서로 다
른 주파수를 갖는 신호 사이에 발생하며, 임펄스 잡음은 짧은 시간 동안에 비교적 강
력한 전자기 에너지의 충격이 전송신호에 직접 또는 간접적으로 영향을 미치는 경우
에 발생한다. 충격 잡음의 예로는 번개의 방전이나 강력한 전자장치에 의한 순간적
인 간섭 등을 들 수 있다. 이러한 잡음은 통신 시스템의 성능을 저하시키는 중요한 요소 중의 하나이다.

 

잡음에 의한 수신 신호의 왜곡 현상