정보 전송의 다중화와 오류 제어

다중화란 전송로 하나에 데이터 신호 여러 개를 중복시켜 고속 신호 하나를 만들어 전송하는 방식으로, 전송로의 이용 효율이 매우 높다. 이때, 사용하는 장비를 다중화기 또는 다중화 장치라고 한다. 다중화 장치는 여러 개의 신호를 동시에 하나의 채널(하나의 물리적 회선)을 통해 직렬로 전송하는 장치(또는 시스템)이며, 정적인(단순히 여러 개의 신호를 묶는다는 의미) 공동 이용 장치이다.

다중화 방식에는 주파수 분할 다중화, 시분할 다중화, 코드 분할 다중화가 있다. 그리고 시분할 다중화 방식에는 동기식 시분할 다중화와 비동기식 시분할 다중화가 있다.

 

1. 주파수 분할 다중화

 

주파수 분할 다중화는 하나의 전송로 대역폭을 작은 대역폭(채널) 여러 개로 분할하여 여러 단말기가 동시에 이용할 수 있게 하는 방식이다. 즉, 정보를 똑같은 시간에 전송하려고 별도로 주파수 채널을 설정해 이용한다. 채널 간의 상호 간섭을 막으려면 보호 대역이 필요하고, 이 보호 대역은 채널의 이용률을 낮춰준다. 그러나 이렇게 보호 대역을 만들어 두어도 상호 변조 잡음은 여전히 극복할 문제이다.

 

2. 시분할 다중화

 

시분할 다중화는 전송로 대역폭 하나를 시간 슬롯으로 나눈 채널에 할당하여 채널 몇 개가 한 전송로의 시간을 분할해서 사용한다.

동기식 시분할 다중화는 흔히 사용하는 시분할 다중화 방식을 말한다. 전송로 대역폭 하나를 시간 슬롯으로 나는 채널에 할당함으로써 채널 몇 개가 전송로 1개의 시간을 분할하여 사용한다. 특히, 비트 단위의 다중화에 사용된다. 이 방식은 시간 슬롯의 낭비가 심한데, 그 이유는 실제로 전송할 데이터가 없을 때도 시간 슬롯으로 나누어 채널에 할당 시간 폭을 배정하기 때문이다.

비동기식 시분할 다중화를 다른 말로 통계적 시분할 다중화 방식 또는 지능형 다중화 방식이라고도 한다. 동기식처럼 의미 없이 시간 슬롯을 할당하지 않고, 실제로 전송 요구가 있는 채널에만 시간 슬롯을 동적으로 할당하여 전송 효율을 높이는 방법이다. 따라서 똑같은 시간에 많은 양의 데이터를 전송할 수 있으며, 전송 과정에서 통계적 추측과 오류의 분호 등을 미리 추측할 수 있어 적절하게 방지책을 세울 수 있다. 하지만 동기식 시분할 다중화 방식보다 접속에 필요한 시간이 길고, 버퍼 기억 장치와 주소 제어 장치 등 다양한 기능이 필요하여 가격이 비싸다.

 

3. 오류 제어

 

오류는 통신회선의 순간적인 절단 현상, 통신회선의 잡음과 감쇄, 혼선, 군 지연, 찌그러짐, 펄스 성 잡음, 에코 현상, 장치의 기계적/구조적 원인, 전원 중단 등 전기적 원인 때문에 발생한다.

물리 계층에서는 데이터를 주고받기만 할 뿐 오류 여부는 검사하지 못한다. 오류를 검출하여 수정, 처리하는 기능은 데이터 링크 계층에서 담당한다.

오류 무시는 영문 텍스트나 숫자가 포함되지 않은 간단한 문자 전송 등 중요하지 않은 데이터를 취급하는 데이터 통신에서 사용한다.

반향 검사는 루프 방식이라고도 하며, 전송한 데이터와 수신한 데이터를 서로 비교하여 판단하는 방식이다. 컴퓨터와 단말기 사이에 주로 이용한다. 수신 측이 수신한 데이터를 송신 측에서 다시 전송받아 원래 데이터와 비교하는 궤환 전송 방식과 송신 측에서 두 번 이상 연속해서 전송하여 수신 측에서 이 데이터를 상호 비교해 보는 연속 전송 방식이 있다.

오류가 발생하며 수신 측은 송신 측에 오류가 발생한 사실을 알리고 오류가 발생한 프레임을 재전송할 것을 요구한다. 송신 측은 전송 중인 프레임을 기억해야 하므로 버퍼가 필요하고, 버퍼의 크기는 프레임의 크기와 개수로 결정한다. 후진 오류 수정 방식 또는 자동 반복 요청 방식이라고도 한다. 수신 측에서 오류를 검출하는 방식으로는 패리티 검사, 블록 합 검사, 순환 중복 검사 등이 있다.