다중화기

다중화기 (MUX, Multiplexer)

• 정의
  - 하나의 통신 회선을 여러 대의 단말기가 동시에 사용할 수 있도록 하는 장치
  - 고속 통신 회선의 주파수, 시간을 일정한 간격으로 나누어 각 단말기에 할당
  
  
• 특징
  - 통신회선을 공유하여 전송 효율을 높이고 비용 절감
  - 여러 대의 단말기의 속도 합 <= 고속통신회선 속도
  - 입력 회선의 수 = 출력 회선의 수
  
  
• 종류
  - 주파수 분할 다중화기 (FDM)
  - 시분할 다중화기 (TDM)
  
  
• 예시
  - 사무실에서 인터넷을 공유
  - 허브, 인터넷 공유기

주파수 분할 다중화기 (FDM, Frequency Division Multiplexer)

• 정의
  - 통신회선의 주파수를 여러 개로 분할
  - 전송 신호에 필요한 대역폭 < 통신 회선의 유효 대역폭 일 때 사용
  
  
• 특징
  - 다중화기에 변, 복조 기능이 내장되어 있어 모뎀 설치 X
  - 각 채널들 간의 상호 간섭을 방지하기 위해 보호대역(Guard Band)이 필요해 대역폭의 낭비.
  - 구조 간단, 가격 저렴
  - 아날로그 신호 전송에 적합
  
  
• 예시
  - 라디오를 이용해서 원하는 프로그램 채널을 선택
  - 라디오, TV(실시간, 유선 방송)

시분할 다중화기 (TDM, Time Division Multiplexer)

• 정의
  - 하나의 채널을 타임 슬롯으로 나누어 여러 대의 단말장치가 동시에 사용할 수 있도록 한 것
  
  
• 특징
  - 디지털 회선에서 주로 이용
  - 고속전송
  - 다중화기의 내부 속도와 단말 장치의 속도 차이를 보완해주는 버퍼가 필요함
  
  
• 시분할 교환 기술
  1. TDM 버스 교환 방식
  2. 타임슬롯 교환 방식
  3. 시간 다중화 교환 방식
  
  
• 종류
  1. STDM (Synchronous TDM, 동기식 시분할 다중화기)
  2. ATDM (Asynchronous TDM, 비동기식 시분할 다중화기)
  
  
• 예시
  - 사무실에서 인터넷을 공유하여 사용
  - 허브, 인터넷공유기

동기식 시분할 다중화기 (Synchronous TDM)

• 정의
  - 모든 단말장치에 균등한 타임 슬롯을 제공
  - 통신 회선의 데이터 전송률 > 전송 디지털 신호의 전송률
  
  
• 특징
  - 모든 단말장치에 타임 슬롯을 고정적으로 할당하여 비효율적
  - 전송되는 데이터의 시간 폭을 정확히 맞추기 위한 동기 비트가 필요
  - 다중화된 회선의 데이터 전송률 = 접속장치들의 데이터 전송률의 합
  
  
• 예시
  - 사무실의 10대 컴퓨터들 중 1대만 인터넷을 사용하는 경우에도 나머지 컴퓨터에 대해 시간이 할당된다.

비동기식 시분할 다중화기 (Asynchronous TDM)

• 정의
  - 전송할 데이터가 있는 단말장치에만 타임 슬롯을 동적으로 할당
  
  
• 특징
  - STDM에 비해 효율적
  - STDM에 비해 접속에 소요되는 시간이 길다
  - 지능 다중화기, 통계적 시분할 다중화기, 확률적 시분할 다중화기 라고도 함
  - 주소, 흐름, 오류 제어 등의 기능을 하므로 복잡하고 비쌈
  - 다중화된 회선의 데이터 전송률 < 접속장치들의 데이터 전송률의 합
  
  
• 예시
  - 사무실의 10대 컴퓨터들 중 1대만 인터넷을 사용하는 경우에 나머지 컴퓨터에 대해 시간이 할당되지 않는다.

직교 주파수 분할 다중화기 (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexer)

• 정의
  - 하나의 정보를 여러 개의 반송파로 분할하고 분할된 반송파 사이의 주파수 간격을 최소화하기 위해 직교 다중화해서 전송
  
  
• 와이브로, 디지털 멀티미디어 방송

역다중화기 (Inverse Multiplexer)

• 정의
  - 광대역 회선 대신에 두 개의 음성 대역 회선을 이용하여 데이터를 전송할 수 있도록 하는 장치
  
  
• 특징
  - 광대역 회선 없이 광대역 속도를 얻을 수 있어 비용이 절감된다.
  - 하나의 통신회선이 고장나더라도 회선 경로를 변경해서 계속 전송할 수 있다.

집중화기 (Concentrator)

• 정의
  - 여러개의 채널을 몇 개의 소수 회선으로 공유화 시키는 장치
  
  
• 특징
  - 실제 전송할 데이터가 있는 단말기에만 통신 회선을 할당하여 동적으로 통신 회선을 이용
  - 한 개의 단말장치가 통신회선을 점유하게 되면 다른 단말장치는 사용할 수 없음
  - 회선의 이용률이 낮고, 불규칙적인 전송에 적합
  
  
• 10명의 사원이 동시에 프린트하는 경우 하나만 선택되어 수행

코드 분할 다중화 (Code Division Multiplexer, CDM)

• 정의
  - 제한된 주파수 자원을 다중 사용자에게 분할하는 방식
  
  
• 특징
  - 필요한 대역폭보다 훨씬 넓은 주파수 대역폭을 사용하는 기술(스펙트럼)로 전송
  - 위성 DMB, 이동전화시스템

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ex) 송수신 각 2개의 터미널에 다중화기와 공동 통신채널을 통해 정보를 전송하려고 한다. 첫 째 터미널은 1200bps, 두 번째 터미널은 2400bps로 동작할 때, 데이터가 공동 통신 채널을 통해 전송될 수 있는 최소 속도는?

- 1200 + 2400 <= 3600bps