안녕하세요 빛향기고운데입니다.
아날로그 음성신호를 디지털 신호로 어떻게 변경 할까요?
IPT를 하는데에 있어서 이론을 알고 넘아가면 좋겠죠? PBX의 역할중에 신호를 변조하는 과정에 대하여
설명하겠습니다.
* PCM(Pulse Coded Modulation)
-> 아날로그 음성신호를 디지털 신호로 변경(변조)하는데 가장 많이 사용하는 방식입니다.
지금까지 레이더와 함께 가장 발전된 형태의 다중 통신수단의 하나이며 이것을 방송이나 녹음에 응용하면
잡음에 강한 고품질의 정보전송이 가능하다. 음성신호나 영상신호 등 전기 신호로서의 정보는 일반적으로
시간에 대해서 전압이나 전류가 변화하는 아날로그 신호로서 전송이나 처리를 하고 있다.
* PCM의 장단점
1.장점
-잡음에 강하다.
디지털 신호는 신호의 유무를 가지고 정보를 전달하기 때문에 외부잡음이 섞이더라도 신호의 유무를 판정함에
영향을 주지 않는 범위 내에서는 신호를 다시 재생하는 것이 가능하고 유무신호가 약해지면 재생중계기에서
유무신호를 보상하기 때문에 각종 잡음 및 누화에 강하다.
-LSI화에 적합하다.
시분할 디지털 신호를 사용하는 다중화 장치(multiplexer)나 스위치 소자는 디지털 컴퓨터의 논리회로와 메모리에 사용된 기본회로와 같이 구현될 수 있다. 예를 들면 디지털 스위치의 교차점(srosspoint)은 논리회로의 AND
게이트에 지나지 않는다.
따라서 디지털 신호를 취급하는 회로는 게이트와 메모리 등을 중심으로 하는 논리회로의 구성이 가능하며, 아날로그 회로와 같은 고도의 정밀을 필요로 하지 않는다.
-분기와 삽입이 쉽다.
신호를 다중화시키거나 다중화된 신호를 분리하는 경우 디지털 신호에서는 시분할 다중화방식을 적용하므로
간단한 게이트회로를 사용해서 신호의 다중화와 분리를 쉽게 행할 수 있다.그러나 아날로그 신호인 경우에는
주파수분할 다중화를 적용하기 때문에 고정밀의 필터가 다수 필요하다. 또한 디지털 신호의 다중화시 제어신호
정보도 간단히 삽입할 수 있으나 아날로그 신호를 전송하는 시스템에서는 제어신호에 대한 특별한 주의가
요구된다.
-가공처리가 쉽다.
수치계산등의 연산과 부호변환등에 디지털 신호를 일반적으로 적용하고 있는데 원래 아날로그 신호인 음성과 화상
등의 정보를 디지털화해서 처리하는 경우, 연산시 신호의 분별, 대역의 압축 등을 쉽게 할 수 있다. 그리고 음성
신호의 디지털화를 통해 사용되는 PCM다중화장치나 스위치 메트릭스 또는 디지털 신호처리(DSP)로 설계된 LSI의 회로를 사용함으로써 가격이 경제적이 최신기술에 이용될 수 있다.
-정비주기가 길다.
PCM장치는 크기,무게,견고성면에서 FDM장치보다 우수하므로 정비주기가 길다.
-보안성을 확보할 수 있다.
디지털 스크램블링(scrambling)기술을 이용하여 쉽게 보안성을 확보할 수 있다.
2.단점
-채널당 소요되는 대역폭이 증가된다.
음성신호 전송시 체널당 64Kb/s의 대역폭이 소요된다. 이점에서 PCM은 장거리 전송구 간에서는 비효율적이나
잡음이나 기타 전송상의 장애를 극복할 수 있는 장점들이 이러한 단점을 보상하여 준다.
-PCM고유의 잡음인 양자화 잡음(quantizing noise)이 발생한다.
양자화 단계를 세분하면 양자화 잡음은 감소되나 bit rate이 높아지고 시스템의 복잡도 가 증가되므로 양자화
단계의 세분화를 일정단계에서 제한한다. 그러나 압신 (companding)방식을 사용하면 양자화 단계를 세분하지
않고도 양자화 잡음을 감소시킬 수 있다.
-동기(synchronization)가 유지되어야 한다.
디지털 전송 시스템이나 디지털 교환기가 상호 연결되면 각 시스템은 내부 동기가 유지 되어야 하며 망동기 절차가 수립되어야 한다.
-지리적으로 분산된 신호의 다중화에 어려움이 있다.
분산된 신호를 시분할 다중화하는 PCM방식에서는 각 체널(time slot)사이에 보호시간(guard time)이 할당된다. 이 보호시간은 송수신기 사이의 거리에 비례해서 증가되어야 한다. 예를 들어 TDMA모드로 운영되는 통신위성
시스템은 각 지구국에 할당된 타임슬 롯사이에 보호시간을 두어 상호 영향을 방지한다. 그리고 필퐁(PING-PONG)
모드로 운 용되는 디지털 가입자가 루프(LOOP)에서도 양방향 전송시간 사이에 보호시간이 할당되어 있다.
-A/D,D/A 변환과정이 증가된다.
아직까지는 PSTN에서 아날로그 방식이 많으므로 디지털 시스템을 설치하면 A/D,D/A 변환비용이 추가된다.
이문제는 디지털화 비율의 증가로 점차 감소되고 있다.
-기존 아날로그 네트워크와의 정합에 소요되는 비용부담이 크다.
디지털 교환기에 아날로그 전화기와 LOOP망을 정합 시킬려면 SLIC(Subscriber Line Interface Circuit)를 갖추어
야 하는데 실제로 디지털 교환기에서 하드웨어 비중 및 교환기 가격에 상당량을 차지하는 부분이 아날로그와의
정합부분이다.
Nyquist 이론
-> 모든 신호는 그 신호에 포함된 가장 높은 진동수의 2배에 해당하는 빈도로 일정 간격 Sampling을 하면 원래의 신호를 완벽하게 기록할 수 있다.
= 64Kbps(64,000 Bits) per second (DS0)
