동기화 및 오류제어

 

1. 데이터 전송 과정

1. 인코딩: 데이터를 이진수로 변환 후 압축·오류검출코드 추가.
2. 변조: 전송 채널을 통해 보낼 수 있도록 신호 변환.
3. 전송: 케이블·광섬유·무선 등을 통한 전달 (잡음·간섭 가능).
4. 복조: 수신 측에서 원래의 디지털 데이터로 복원.
5. 디코딩: 오류검출·수정, 압축 해제.
6. 출력: 사용자에게 데이터 제공.

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2. 전송 신호의 동기화

• 비동기 전송: 각 문자 단위(8~12비트)로 동기화. 간단, 저속 통신에 적합 (예: UART).
• 동기 전송: 긴 블록 단위(100B~64KB), 송·수신 클럭 공유. 고속, 효율적 (예: Ethernet).

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3. 전송 방식

• 직렬 전송: 1비트씩 순차 전송, 장거리·저비용, 속도 낮음 (예: RS-232, USB).
• 병렬 전송: 여러 비트 동시 전송, 단거리·고속, 간섭 문제 있음 (예: 내부 버스, 프린터 포트).

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4. 통신 구성

• 단방향 (Simplex): 한쪽 방향만 (TV 방송).
• 반이중 (Half-Duplex): 양방향 가능, 동시에 불가 (워키토키).
• 전이중 (Full-Duplex): 양방향 동시 전송 (전화, 인터넷).

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5. 에러 검출 기법

• Parity Bit: 짝수/홀수 패리티로 오류 검출.
• Checksum: 데이터 값의 합으로 오류 확인.
• CRC (Cyclic Redundancy Check): 다항식 기반, 높은 신뢰성.
• Hamming Code: 오류 검출·교정 가능.

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6. 동기화 유지 기법

• 별도 클럭선 사용.
• 데이터 신호 내 클럭 포함(DPLL).
• 인코딩 방식: RZ, Manchester, Differential Manchester, PLL 기반.

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7. 프레임 구분

• Byte Stuffing: 문자 기반, 제어 문자 구분 위해 DLE 추가.
• Bit Stuffing: 비트 기반, 플래그 패턴 충돌 방지 위해 0 삽입.

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8. 에러 검출·정정

• Backward Error Correction: 오류 발생 시 재전송 요청.
• Forward Error Correction: 수신 측에서 정정 코드로 직접 수정 (위성·심우주 통신).
• Hamming Code (7,4): 4비트 데이터 + 3비트 패리티, 단일 비트 오류 검출·수정.

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9. 주요 검출 방식

• Parity Check: 홀수개 오류만 검출 가능.
• VRC (Vertical Redundancy Check): 각 문자마다 패리티 추가.
• LRC (Longitudinal Redundancy Check): 블록 단위 오류 검출.
• Block Sum Check: 수평·수직 패리티를 함께 사용.
• CRC: 다항식 나눗셈 기반, 가장 강력.

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📌 핵심 요약:
데이터 전송은 동기/비동기 방식, 직렬/병렬 방식, Simplex/Half/Full-Duplex로 나눌 수 있으며, 신뢰성을 위해 에러 검출·정정 기법(Parity, CRC, Hamming 등)과 동기화 기법(Byte/Bit Stuffing)을 사용합니다.