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광통신

왜곡(Distortion) 현상

시작이반입니다 시작이반입니다 2021. 5. 12. 06:00

왜곡(Distortion) 현상

하나의 신호는 여러 주파수 요소로 구성됩니다. 따라서 주파수에 따라 감쇠되는 정도는 동일하지 않습니다. 특히, 감쇠는 높은 주파수에 더 많은 영향을 미칩니다. '감쇠 왜곡'은 주파 수 요소에 따라 감쇠의 정도가 균일하지 못해서 발생되는 신호의 변형을 말합니다. 감쇠 왜곡은 아날로그 신호에서 더 심각합니다. 디지털 신호도 여러 주파수 요소로 구성되어 있으나, 하나의 디지털 신호에 담겨진 전력 스펙트럼(power spectrum)이 상대적으로 좁은 범위에 밀집되어 있으므로, 아날로그 신호에 비해서 감쇠 왜곡에 덜 취약 하다고 할 수 있습니다. 지연 왜곡(Delay Distortion)은 유전체(dielectric)를 통과하는 신호의 전파속도가 공기중에서 보다 느려질 뿐만 아니라, 주파수 요소별로 상이한 속도를 가집니다. 즉, 모든 주파수에 걸쳐 일정한 속도를 갖는 공기 중에서와는 달리 이중 나선(twisted pair)이나 동축케이블(coaxial cable), 광섬유(optical fiber) 등의 유선매체에서는 서로 다른 주파 수 요소 사이의 전파속도 차이에 의한 지연 왜곡이 존재합니다. 지연 왜곡은 디지털 전송에서 중요한 영향을 미치고 있습니다. 수신측에 들어오는 신호들이 주파수 요소에 따라 시간을 달리하여 도착한다면, 하나의 비트에 포함되는 에너지의 일정부분이 인접한 다른 비트에 겹쳐질 수 있습니다. 이에 따라 계속 이어져 들어오는 0또는 1의 비트 값을 구분하기가 어렵게 됩니다. 이를 인접한 심벌 사이의 상호간접(inter-symbol interface)이라고 하고, 바로 이것이 매체별 디지털 정보의 최대전송속도(정보 전송률,data rate)를 결정하는 주된 요인이 됩니다. 잡음이란 신호를 전송하는 과정에서 발생하는 원하지 않는 신호를 말합니다. 주로 전송 시스템 및 전송매체의 물리적인 특질로부터 유발되는 잡음과, 해와 달, 번개 등의 돌발적인 외적 요인으로부터 유발되는 잡음으로 구분됩니다. 특히, 이론적인 관점에서 전송매체의 물리적 특성에 의한 잡음은 통신시스템의 성능과 밀접한 관계가 있으며 통신 시스템의 성능을 제한하는 중요한 요인이 됩니다. 예를 들어 수신된 신호로부터 원래의 신호를 추출할 때, 원신호에 대한 잡음의 상대적인 크기가 매우 중요한 척도가 되는데, 이를 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)라 합니다.

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