여러 공통 채널 특성 및 통신 주파수 대역 구분

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내장 소코 소개 이 기사에서는 일반적으로 사용되는 몇 가지 채널 특성과 통신 주파수 대역 구분을 소개합니다

임베디드 소코의 공통 채널 특성 통신 주파수 대역 분할

일반적으로 사용되는 채널 특성은 무엇입니까? 통신 주파수 대역은 어떻게 구분되나요?

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1. 몇 가지 일반적인 채널 특성

채널은 유선 채널과 무선 채널로 나눌 수 있습니다.

유선 채널: 연선, 케이블, 광섬유, 도파관 등

무선 채널: 자유 공간에서 제공되는 다양한 주파수 대역 또는 파장의 전자파 전파 채널.

신호가 채널 내에서 전송되면 채널로부터 다양한 간섭을 받게 됩니다. 간섭은 일반적으로 4가지 범주로 나뉩니다.

1. 무선 간섭

은 다양한 무선 송신기에서 발생합니다. 사용되는 거의 모든 주파수 대역을 포괄하는 넓은 주파수 범위가 특징입니다. 그러나 특정 무선국의 주파수는 일반적으로 고정되어 있으므로 보호가 가능합니다. 또한 비교적 완벽한 무선 주파수 관리로 인해 이러한 종류의 간섭을 최소한으로 제한할 수 있습니다.

2. 산업 간섭

은 모터, 전력선, 전원 스위치, 전기 점화(예: 자동차 점화) 장치 등과 같은 다양한 전기 장비에서 발생합니다. 이러한 유형의 간섭은 일반적으로 수십 MHz 범위의 자동차 점화 간섭과 같이 낮은 주파수 범위에서 발생합니다. 차폐 및 정교한 필터링 조치를 사용하면 산업 간섭을 상당 부분 피할 수 있습니다.

3. 전기 간섭

계절 및 기후 변화와 밀접한 관련이 있는 번개, 자기 폭풍, 흑점, 우주선 등에서 발생합니다. 적도 근처와 극지방 등 심각한 지역마다 큰 차이가 있습니다. 흑점이 변하는 해(약 11년 주기)에는 채광창의 간섭이 증가하고 때로는 단파 통신이 장기간 중단되기도 합니다.

4. 내부 간섭

채널 내부의 다양한 전자 장치 저항기, 안테나 및 전송선에서 발생합니다. 이러한 전자 장치에서 분자 또는 전자의 무작위 열 이동은 소위 변동 잡음을 형성하여 통신 신호에 추가 간섭을 유발합니다. 이 책에서 다루는 다양한 통신 시스템에는 이러한 종류의 노이즈가 주로 포함되는데, 이를 열잡음이라고 합니다. 기계적으로는 가우스 통계적 특성을 가지며 통신 시스템 간섭의 중요한 요소입니다.

통신에 일반적으로 사용되는 네 가지 주요 채널 유형이 있습니다.

1. 전화 채널

전화 채널은 일반적으로 거대한 공중 교환 전화망(PSTN)을 나타냅니다. ) 전통적인 아날로그 전화통신 또는 저속 데이터 전송을 기반으로 채널을 제공합니다. 통신 채널은 대부분 사용자 단말기에서 로컬 스위치(노드)로 구성되며, 이후 다른 사용자가 설정한 통화 링크로 연결됩니다. 대화(즉, 통화)가 끝나면 링크가 끊어집니다. 전화 채널은 일반적으로 대역 제한이 300~3400Hz인 선형 시스템에 속합니다. 데이터 전송에 사용할 경우 사용자 측에 변/복조기(모뎀)를 추가해야 하며, 변조파 전송에는 600~3000Hz의 상대적으로 평탄한 주파수 응답을 갖는 주파수 대역을 사용한다. 현재는 광대역 모뎀(예: ADSL)을 사용하여 사용자에서 노드(스위치)까지의 사용자 회선을 추가할 수 있으며, 통신 대역폭을 수 킬로미터 내에서 2~6MHz까지 확장하여 광대역 인터넷 액세스 및 멀티미디어 서비스를 지원할 수 있습니다.

2. 광섬유

광섬유는 전기적 신호를 광신호로 변환(전기/광 변환)한 후 광신호를 전송하는 물리적 매체입니다. 광케이블은 광섬유 코어를 덮는 클래딩으로 구성됩니다. 광 신호는 전자기장의 형태로 광섬유 코어에서 전파됩니다. 광섬유는 1970년대에 사용되기 시작한 이후 현재 사용 가능한 기술인 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)을 통해 매우 넓은 대역폭(2×1014Hz 이상) 등 많은 뛰어난 장점을 빠르게 보여주었습니다. 1600Gb/s의 전송 속도를 지원할 수 있습니다. 실험에 따르면 단일 웨이브 160Gb/s 속도의 1024개 웨이브를 기반으로 약 160Tb/s(1Tb/s=1012b/s)의 지점 간 전송 트래픽에 도달할 수 있습니다. ), 광섬유 전송 손실이 매우 낮고 0.2dB/km 미만, 전자기 간섭이 없으며 매우 가벼운 무게(광섬유 코어 1개 27g/km), 굽힘, 습기, 열 및 부식에 강하고 쉽고 유연하게 놓을 수 있습니다. 극에 세워진 광섬유 가격은 매우 낮으며 현재 국내 생산은 공급을 초과합니다.

3. 모바일 무선 채널

모바일 무선 통신은 처음에는 통신 네트워크의 적용 범위와 통신 기능을 확장하기 위해 점차적으로 개발되었습니다. 지금까지 모바일 네트워크의 발전은 도시에서 농촌, 외딴 지역에 이르기까지 놀랍도록 발전했습니다. 2009년 5월 현재 우리나라의 모바일 사용자 수는 6억 8,700만 명에 달하며 이는 기존 유선전화(PSTN) 사용자 수의 두 배에 달합니다. 차세대 이동통신은 광대역을 통해 접속될 것이며, 현재의 GSM 시스템과 비교하면 전송 속도가 수십 배, 수백 배 증가할 것이며 멀티미디어 서비스를 지원하고 개인통신시스템(PCS)을 널리 구현할 수 있을 것이다.

모바일 통신은 셀룰러 방식으로 네트워크로 연결되어 있으며 채널에는 다중 경로 페이딩 및 시변 특성이 있습니다. 현재 GSM 모바일 통신은 2×25MHz의 양방향 스펙트럼을 갖춘 900/1800MHz 주파수 대역을 사용하며 각각 125개의 캐리어를 제공하고 각 캐리어에는 8개의 TDMA(시분할 다중 접속) 채널이 포함됩니다.

따라서 각 반송파는 8개의 25kHz 채널을 포함하여 200kHz의 대역폭을 가지며 사용자 디지털 전화 속도는 13kb/s이며 높은 오류 수정 기능을 갖춘 오류 보호 비트를 사용하면 순 속도가 9.8kb/s에 이릅니다. 모바일 네트워크에는 각 셀에 기지국이 있어 셀 내 최대 수천 명의 사용자에게 동시 통신을 전달합니다. 각 이동통신 채널의 방사 전력은 25kHz 대역폭 내에서 제어되어야 하며, 대역 외 방사 감쇠는 최소 -40dB이어야 하며, 고품질 시스템은 인접 기기에 큰 간섭을 일으키지 않도록 해야 합니다. 음성 채널. 1~2개의 셀을 분리하면 주파수 재사용이 가능해 전체 모바일 네트워크에서 매우 많은 수의 사용자가 서로 통신하는 것을 지원할 수 있습니다. 국내 및 전세계 모바일 통신은 핸드오버 및 크로스 네트워크 로밍을 통해 달성될 수 있습니다.

4. 위성 채널

위성 채널은 특수한 무선 채널입니다. 지구 적도 위 35,978km(약 36,000km)에 고르게 분포된 3개의 동기 위성이 있으며, 이들은 응답기를 통해 지구상의 두 지구국 간에 통신할 수 있습니다. 1960년대 초반(1962년) 등장 이후 업링크 6GHz와 다운링크 4GHz 주파수 포인트를 갖는 시스템이 현재까지 안정적으로 사용되고 있으며 총 대역폭은 500MHz이며 각각 36MHz 대역폭을 갖는 12개의 트랜스폰더를 제공한다. 1,200개의 디지털 전화 또는 25~150개의 협대역 화상 회의를 수용할 수 있습니다. 하나의 트랜스폰더는 5개 또는 6개의 HDTV(고화질 디지털 텔레비전)를 지원할 수 있습니다. 대양 횡단 위성 통신(예: 중국과 미국 간)은 두 위성의 중계기를 통해 양측의 지구국과 정보를 통신해야 하므로 거리는 최대 150,000km에 달하고 통신 지연도 거의 100km에 달합니다. 0.5초. 양측의 대화에는 확연한 차이가 있다. 현재 국내 위성통신은 위성TV 프로그램, 원격교육 등 다양한 서비스를 출시하고 있다.

2. 통신 주파수 대역 분할

주파수 자원을 합리적으로 사용하기 위해 다양한 지역의 다양한 통신은 서로 간섭하지 않고 주파수 대역을 최대한 절약하며, 전송의 효율성과 신뢰성에 대한 요구 사항을 충족하기 위해 ITU(국제 전기 통신 연합)는 표 1과 같이 전체 통신 주파수 대역을 과학적으로 할당했습니다.

표 1 통신 주파수 대역 분할

주파수 대역/Hz 이름 일반적인 응용 분야

3 ~ 30 극저주파(ELF) 원격 항법, 수중 통신

30 ~ 300 초저주파(SLF) 수중 통신

300~3000 초저주파(ULF) 또는 오디오(VF) 데이터 단말기, 실선 전화

3k~30k 극저주파( VLF) 원격항법, 수중통신, 소나

30k~300k 저주파(LF) 항법, 전력통신

300k~3000k 중주파(MF) 방송, 해상통신, 방향탐지 , 조난 호출, 해안 경비대

3M~30M 고주파(HF) 원격 방송, 전신, 전화, 팩스, 수색 및 구조, 항공기와 선박 간의 통신, 선박-해안 통신, 아마추어 무선

30M~300M 초고주파(VHF) TV, FM 라디오, 육상 교통, 항공 교통 관제, 택시, 경찰, 내비게이션, 항공기 통신

0.3G~3G 초고주파( UHF) TV, 셀룰러 네트워크, 마이크로파 링크, 라디오존데, 내비게이션, 위성 통신, GPS, 감시 레이더, 전파 고도계

3G~30G 초고주파(SHF) 위성 통신, 전파 고도계, 마이크로파 링크, 항공 레이더, 기상 레이더, 공공 육상 이동 통신

30G~300G 초고주파(EHF) 레이더 착륙 시스템, 위성 통신, 이동 통신, 철도 사업

300G~3T 서브밀리미터파( 0.1mm~1mm)은 구분되지 않으며 실험용입니다.

43T~430T 적외선(7μm~0.7μm) 광통신 시스템

430T~750T 가시광선(0.7μm~0.4μm) ) 광통신 시스템