정보통신공학 Chap 6 : Error Detection and Correction : 1. Timing

ℹ️ 교재정리

뿌듯

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ℹ️ 굣님요약 정리!

 

✅ Serial Communication 개요

 

• Serial Communication: → 핵심 이슈: 송신기(TX)와 수신기(RX) 간의 클럭 동기화(clock synchronization)
• 데이터를 한 비트씩 순차적으로 단일 채널을 통해 전송하는 방식

 

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✅ Asynchronous Serial Transmission

 

• L1에서 클럭 동기화 없음
• 대신 L2에서 타이밍 정보를 frame에 포함해 보냄

 

 

⏱ 타이밍 정보 구성

 

• 1 start-bit
• 1~2 stop bits
• → 이 비트들은 클럭 싱크를 위한 오버헤드

 

 

⚙️ 선택적 오류 검출 기능

 

• 1-bit Even/Odd parity (Optional) → 에러 검출용 오버헤드

 

 

🧪 적용 사례

 

• 느리고 짧은 길이의 데이터 전송에 적합 (예: 키보드, 텔레타이프)
• 전송 단위: 5~8비트의 character
• 오버헤드가 크고, 효율이 낮아 고속 통신에 부적합

 

 

⚠️ 트레이드오프

 

• 데이터 비트 수가 많아질수록 → 효율은 증가
• 그러나 동시에 타이밍 오류의 가능성도 증가

 

 

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✅ Synchronous Serial Transmission

 

• L1에서 지속적으로 클럭 동기화 유지
• 수신 측은 L1에서 비트 동기를 확보하고,
• L2는 프레임 경계 인식(framing)에 집중할 수 있음

 

 

🕹 클럭 동기화 방식

 

1. (Way 1) 별도의 클럭 신호 전송 (추가 채널 필요)
2. (Way 2) 클럭 정보를 데이터에 포함하여 인코딩함 (encoding)

 

 

🔁 Manchester Encoding (디지털 신호 인코딩)

 

• 비트 중간에 전압 변이(edge)를 삽입하여
• 수신자가 그 변화를 기준으로 비트 타이밍을 추정할 수 있도록 설계
• 전송 속도는 동일하지만, 실제 필요한 대역폭은 2배가 될 수 있음

 

 

1.  G.E. Thomas Convention

 

• 1: High → Low (하강 에지) → "10"
• 0: Low → High (상승 에지) → "01"

 

 

2.  IEEE 802.3 Convention

 

• 1: Low → High (상승 에지) → "01"
• 0: High → Low (하강 에지) → "10"
• XOR 연산으로 클럭과 데이터를 결합하여 인코딩 수행

 

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📘 용어 정리: Encoding vs Framing

용어	설명	예시
Encoding	송신기의 비트 스트림을 수신기가 정확히 해석하도록 인코딩하는 방식	Manchester Encoding
Framing	수신기가 연속된 비트 스트림에서 프레임의 시작/끝을 구분하는 방식	HDLC의 FLAG, Ethernet의 length field 등

 

 

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✅ Async vs Sync Serial 전송 비교

항목	Asynchronous	Synchronous
클럭 동기화	없음 (L2에서 start/stop으로)	지속적 (L1에서 유지)
framing 방식	문자 단위 (1 char = 1 frame)	블록 단위 (다수 문자 포함)
오버헤드	문자당 2~3비트 (start/stop/parity)	프레임당 고정 (preamble/postamble)
효율성	낮음 (오버헤드 누적)	높음 (프레임 길이 증가 시 희석)
사용 예시	키보드, 텔레타이프, RS-232	이더넷, HDLC, ATM