변조 (2005-07-18)

 

▶변조(Modulation)란?

   전달하고자 하는 신호(정보)를 목적지까지 효율적으로 보내기 위해 신호를 전송에 적합한 형태로 
   바꾸는 조작

   o 무선통신 
       - 일반적으로 음성, 데이터, 화상 등의 신호는 주파수대역이 낮기 때문에 공간을 효율적으로
         전파되기 어려움. 따라서변조과정을 거쳐 높은 주파수대의 반송파에 실어서 안테나를 이용
         하여 전자파를 전송해야 함 (즉, 무선통신에서는 변조를 통한 전송만 가능)

   o 유선통신
      - 전송매체(케이블, 도파관, 광케이블)의 전송 특성과 허용 대역폭에 따라서 낮은 주파수 신호를
          그대로 전송하거나 , 또는 변조 과정을 거쳐 높은 주파수대의 반송파에 실어 전송

    통상적으로 보내고자 하는 신호(정보)는 저주파 신호이며, 제한된 대역폭을 갖는다. 이와 같은 
    저주파 신호를 Baseband 신호라 한다.

     (예) : 전화의 Baseband 신호(300~3400Hz)
              TV의 영상 Baseband 신호(0~4.2MHz)

    신호(정보)를 전송할 때 신호의 주파수 대역을 옮기지 않고(변조하지 않고) Baseband 신호를 
    그대로 전송하는 기저대역전송 (Baseband Transmission) 과 Baseband 신호를 전송하기
    쉬운 전파인 높은 주파수 대역으로 변조 후 전송하는 대역전송(Broadband Transmission)
    으로 나눌 수 있음

    다양한 선로 가운데 케이블, 무장하 케이블 반송 등은 Baseband Transmission과 Broadband 
    Transmission 양자 모두 적용 가능하나, 광섬유 케이블은 강도변조(IM : Intensity Modulation)
    만을 적용할 수 있다. 그러나, coherent 광통신 방식이 실용화되면 FSK, PSK등과 같은 디지털변
    조 방식에 의해 Broadband Transmission 방식으로 전환될 것이다.

                    

 

▶변조하는 이유

   1.먼 거리까지 전송하는 전송 효율 개선
      음성신호는 저주파로 주위 환경의 영향으로 먼 거리 도달 어려움. 그러나 주파수가 높아지면
      전파는 장거리 전송이 가능해짐   

   2.안테나 길이의 단축으로 안테나 실용화 가능
      주파수가 낮을수록 파장이 길어지며 통상 최대 음성주파수(3000Hz일때)를 그대로 전달하기
      위해 (3X108)/3000=100km 길이의 안테나가 필요하며 이는 불가능함 따라서 변조를 통해 주파수
      를 VHF대인 150MHz로 높인다면 (3X108)/(150X106)=2m의 안테나로 사용할 수 있기때문에 안테
      나 실용화를 위해 변조가 필요하다.

   3.한 통신로에 여러 신호를 동시에 전송하는 다중화 가능
      주파수가 높아지면 대역폭 사용효율이 높아지므로(1000KHz중 100KHz대역은 10개 나오지만 
      100MHz중에서는 1000개 가능), 채널을 주파수로 나누거나(FDM), 시간으로 나누어(TDM) 다중
      통신을 가능하게 한다.

   4. S/N비 개선
       저주파신호는 잡음의 영향이나 다른 신호들의 간섭을 많이 받지만 고주파나 디지틀 신호로 변조
       하여 이런 간섭을 최소한으로 받게할 수 있다.


▶변조의 종류

  o 아날로그변조
     -연속파변조(Continuous Wave Modulation)
       · 진폭변조(AM)-DSB, SSB, VSB
       · 각변조           -FM, PM
     -이산파변조(Discrete      Wave Modulation)
       · 연속   펄스변조-PAM, PPM, PWM
       · 불연속펄스변조-PNM, PCM, Delta Mod

  o 디지탈변조  
     -ASK(Amplitude Shift Keying)
     -FSK(Frequency Shift Keying)
     -PSK(Phase Shift Keying)


     아날로그변조 : 아날로그신호(신호) → 아날로그변조 → 아날로그신호(전송매체)

     디지틀변조     : 디지털신호(신호) → 디지털변조 → 아날로그신호(전송매체)