physical layer

물리계층이라고 불린다

1:1 상황에서 집접적인 물리신호를 주고 받아서 정보를 전달하는 역할

• 1hop으로 연결된 상대방에게 직접 정보를 전달한다
• 1hop이란 한걸음 다름 노드까지가 한 홉이다 만약에 . . . 이렇게 첫번재 점에서 두번째 점까지 거리리는 두홉이된는거다
• 링크의 물리 매체에 따리 실제 동작등이 다르다
  • 와이파이 엘티이 이더넷(유선) 광섬유 등등

피지컬 레이어

입력은 SDU가 들어오고 이는 보내고자 하는 정보로 상위계층인 L2에서 내려온것이다

출력 : PDU 형태가 아니라 물리적인 아날로그 신로를 보내준다

signal processing chain 부분과 의사결정 판단을 내리는 procedure부분이 존재한다

• modulation and demodulation
  • 통신이론 기반의 신호처리 동작

    • 변조 : 송신할 정보를 carrier signal 에 담는 처리

    • 복조: 수신된 변조 신호로 부터 원래 송신 정보를 복원

    • 송신 - DAC digital to analog converter

    • 수신 - ADC analog to digital converter

      

      모듈레이션을 진행하는데 그림고 같이 케리어 시그널에 정보를 담는다 이때 저 케리어 시크널에 따라서 전자기파의 종류가 달라진다

• 모듈레이션 외이브의 스ㅌ펙트럼

• 변조신호를 츄리에 변환한것이다
• 시간축이 아닌 주파수축관점에서 변조 신호를 볼때 그 에너지 혹은 파워이다
  • 주파수 - 특정 주기의 정현파요소
  • 각주파수 요소가 얼마나 섞여있는지를 한눈에 보여준다
• center frequency + bandwidth(대역폭)로 요약될 수 있다 대략적으로는 c.fre값과 BW값으로 spectrum을 표현한다
  • endcoding/decoding
    • 보내고자 하는 원래 bit열을 보내기 쉽게 가공하거나 복원처리하는 과정이다
      • 입출력 모두 결국 bit sequenceybyb
        

피지컬 레이어는 유선에서 어떤 매질을 사용하는냐에 따라서 전송속도와 신호감쇄로 인한 전달 불능을 막기위한 신호 반복거리가 다르다 다 필요없고 광섬유가 짱이다

무선통신의 특징

• 무선으로 신호전달하는거

  • 무선은 center frequency가 높아질수록 거리 및 장애물에 의한 감쇄가 심해진다
  • 대역포 bandwidth 가 커질수록 frequency selectivity에 의한 외곡이 심해진다

• duplex 송수신 방향에 대한 환경

• simplex 단방향 통신만 가능

  • 한쪽은 송신 다른쪽은 수신만가능한 경우임
  • 방송과같은 일방적 정보 전달 시스템에서 주로 활용한다

• half duplex: 양방향 통신, 한 순간에 한방향만 이루어진다

  • 워키토기 무전기
  • time dicision duplex(TDD)

• full duplex 양방향 통신, 한순간에 동에 양방향 통신가능 모뎀 안테나가 두개 이상필요한 것임

피지컬 레이어 성능지표

• data rate: 시간당 bit 전송률(bit/s, bps)
  • 변조 방식에 따라 결정 →(symbol 당 bit)/(1 symbol의 시간길이)
  • 대역폭이 클수록 시간당 전송률이 증가하는 추세를 보인다.
• throughput - 평균적인 전송률 실제측정했을 때 측정되는 것이다
  • 비교적 긴 시간동안data를 전성햇을때 초당 전송된 bit 수의 평균
• spectrum efficiency: Hz당 전송률이다 대역폭과의 연관이 이없다
  • data rate/ throughput 에서 bandwith를 나눈 값이다(bit/s/Hz)
  • 반대로 말하면 spectrum efficiency * Hz를 하면 data rate가 나온다
• bit error rate(ber)
  • bit 오류가 발생할 확율이다
  • x축은 signal to noise ratio( 높을 수록 오류가 덜발생하는 거야 진은아)
  • channel capacity(shannon limit)
    • error 가 일정 수준이하루 유기되면서 낼 수 있는 이론상의 최대 전송률