신호 주파수를 합치시키는 동기와 비동기

1. 동기와 비동기

 

데이터 전송 및 디지털 네트워크 등에서 동기, 비동기란 말이 자주 사용됩니다. 송신측이 어떤 주파수로 신호를 전송할 때 수신측이 송신측과 같은 주파수가 아니면 송신측이 보내는 신호를 정확히 받을 수 없습니다. 특히 데이터와 같은 디지털 신호의 경우 1비트씩 [1]과 [0]을 판정할 때의 시간 간격을 송신측과 수신측에서 정확히 합치하도록 하지 않으면 시간이 어긋나 오류가 발생합니다. 이 시간 간격은 비트 데이터에 상당하는 주파수로 결정하기 때문에 이 경우도 주파수를 맞출 필요가 있습니다. 이와 같이 송신측과 수신측에서 주파수를 맞추는 것을 동기라 하고, 주파수를 맞추지 못하는 것을 비동기라고 합니다.

2. 데이터 전송에 있어서 동기와 비동기

단말로부터 데이터 신호와 디지털 전송로의 비트레이트를 맞추는 것이 동기 데이터인데, 데이터 1비트는 전송로 1비트와 대응합니다.

비동기 데이터란 양자간에 동기를 취할 수 없어 전송로의 비트레이트를 데이터 비트레이트보다 높여 조절합니다. 따라서 전송 효율이 나빠 주로 1,200비트/sec 이하의 저속 데이터 전송에 사용됩니다. 2,400비트/sec 이상의 고속 데이터 전송에는 거의 동기 데이터를 사용합니다.

 

                                                      <그림 1> 동기 데이터 전송

 

비동기 전송이란 동기식 전송이 데이터를 블록 단위로 전송하는데 비하여 하나의 문자 단위로 전송하는 방법을 의미하는데, 한 번에 한 글자씩 전송되며, 글자의 앞쪽에 1개의 스타트비트(start bit)를, 뒤쪽에 1~2개의 스톱비트(stop bit)를 가집니다.

 

                                                     <그림 2> 비동기 데이터 전송

 

동기식 전송이란 글자 하나의 단위가 아니라 송수신 양쪽에 설치된 변, 복조기가 타이밍 신호를 보내 정확한 전송이 되도록 하는데, 타이밍 신호는 터미널 자체 혹은 모뎀, 가중화 등이 공급합니다.

3. 비동기 다중과 동기 다중의 차이

디지털 네트워크는 몇 개 채널의 디지털 신호를 시분할 다중화해서 전송 교환합니다. 이 때 다중화 전의 각 채널의 디지털 신호가 동기 관계에 있는가, 비동기인가에 따라 다중화 방법에 큰 차이가 있습니다.

동기 관계에 있으면 각 채널의 비트수는 정확히 일치하기 때문에 비트의 위치를 조금씩 비키더라도 그대로 거듭하면 간단히 다중화할 수 있는데 이것이 동기 다중입니다. 다중화 후의 비트레이트는 각 채널의 비트레이트에 다중도를 곱한 수치와 같습니다. 단, 다중화 후에 각 채널의 위치가 알 수 없게 되면 곤란하기 때문에 앞에 프레임 신호를 놓습니다. 이 경우 프레임 신호분 만큼 비트레이트가 증가합니다. 만약 다중화 전 각 채널의 신호에 프레임 동기 신호가 있으면 그대로 이용할 수 있어서 비트레이트 증가는 일어나지 않습니다.

 

                                                 <그림 3> 다중화에 있어서 동기와 비동기