14. 통신속도와 통신용량
가. 통신속도
정보를 어느 정도의 속도로 보내고 있는 가를 나타내는 척도로서‘단위시간(대개 1
초) 당 전송되는 정보의 양’ 으로 표현되며 변조속도, 데이터 신호속도, 데이터 전송속
도, 베어러(bearer) 속도 등이 사용된다.
(1) 변조속도
변조속도는 신호레벨이 변하는 속도로서, 초당 신호레벨이 몇 번 변조되었는가의
척도를 나타낸다. 즉, 변조속도는 매초에 전송할 수 있는 부호의 수를 의미하며, 신
호의 전송 방식과 상태 수에 따라 변화되므로 하나의 심볼(부호)을 전송할 때 필요
한 시간에 대한 심볼의 폭으로 나타낼 수 있다. 심볼의 폭을 T라고 하면 변조속도 B
는 아래의 식과 같이 나타낼 수 있으며, 이러한 전송 속도를 보오율(Baud rate)이라
고 부르고, 단위는‘심볼/초’ 로서 [Baud]가 사용된다.
예를 들어 전압 펄스가 초 당 1,200번 변할 경우 변조 속도는 1,200[Baud]가 된
다. 또한 주파수 변조에서‘1’ 과‘0’ 을 나타내는 교류신호 1비트의 해당 시간이
5[ms]이면, 변조속도는 200[Baud]가 된다.
(2) 신호속도
데이터 신호속도는 데이터를 1초 동안에 몇 비트 전송하는 가를 나타내는 전송의
순수 속도로서, 비트율(bit rate)이라고도 한다. 단위로는‘비트수/초’ 로서 [bit/s]
또는 [bps] (bit per second)가 사용된다. 직렬전송 방식에서 하나의 신호 변환점에
전달되는 비트수를 n비트, 변환점의 최단시간을 T라고 하면, 위상 변조방식을 사용
하는 경우의 데이터 신호속도 S는 아래의 식과 같다.
예를 들면 1,200[Baud]의 변조속도에 4위상 변조인 경우에는 하나의 변환점으로
2비트를 전달 할 수 있으므로 신호속도는 2,400[bps]가 된다. 전송로가 여러 개 존
재하는 병렬전송 방식이나 다치 전송에서는 변조 속도만으로 비트의 전송 속도를 정
확하게 나타낼 수 없으므로 데이터 신호 속도가 사용되며, 다음과 같이 나타낼 수
있다.
여기서, m은 병렬전송의 경우 전송로 수(단, 직렬전송일 경우에는‘1’ ), Ti는 i번
째 전송로에서 한 개 펄스의 발생시간(초), ni는 i번째 전송로에서 한 개 펄스가 나
타낼 수 있는 상태 수를 의미한다. 한편, 하나의 비트가 하나의 신호 단위로 사용하
는 경우에는 [Baud]와 [bps]가 동일하다.
(3) 전송속도와 베어러 속도
데이터 전송속도는 데이터 회선을 통해서 보내지는 문자(character) 수와 블록
(block) 수 등의 속도를 나타내며, 1분간에 전송되는 데이터량으로 표현된다. 단위
는‘문자수/초’또는‘블록수/초’ 로 나타내며 [CPM], [WPM] 등이 사용된다. 따라
서, 하나의 문자를 구성하는 펄스의 수(비트 수)가 n이라면 1분 동안에 전송되는 문
자 수 l은 아래의 식과 같이 나타낼 수 있다.
예를 들어 표준속도가 50[Baud]인 데이터 전송에서 한 문자를 8단위 펄스로 할
경우, 1분간에 전송 가능한 문자수는 375[CPM]이 된다.
한편, 기저대역 전송 방식을 사용하는 디지털 전송로에서는 데이터 비트 이외에,
동기를 취하는 프레임 비트와 통신의 상태를 알리기 위한 상태비트가 포함된 엔벨로
프(envelop)라 부르는 신호형식으로 대개 변환하여 전송한다. 이와 같이 데이터 신
호 외에 동기신호 및 상태 신호 등 오버헤드를 포함한 엔벨로프 형식으로 전송되는
전송속도를 베어러 속도라고 하며, 단위는 [bps]가 된다. 따라서 베어러 속도는 신 호속도 보다 항상 크다. 예를 들면 초 당 8비트로 전송되고 또한, 이 중에서 1비트가
동기 신호로 사용될 경우, 신호속도는 7[bps]가 되고 베어러 속도는 8[bps]가 된다.
나. 통신용량(Channel Capacity)
전송로의 전송 채널에서 1초 동안에 최대로 전송 가능한 정보 전송률을 통신로 용량
이라고 하며, 전송 대역폭 내에서 전송 가능한 속도로서 오류의 포함정도가 통신용량
에 큰 영향을 미친다. 통신용량은 대역폭과 신호 및 잡음의 강도에 의하여 결정되는
데, 대역폭이 넓을수록, 신호가 강할수록, 또는 잡음이 약할수록 통신용량이 증가한다.
전송로의 통신용량은 채널용량이라고도 하며, 샤논의 법칙(Shannon’ s law)으로
표현되는데 대역폭이 W, 신호강도를 S, 잡음의 강도를 N이라 할 경우, 전송로의 채널
용량 C는 아래의 식과 같으며 통신용량의 단위로서 [bps]를 사용한다.
여기서, S/N은 신호 대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)라 부르며, 주로 데
시벨 [dB]을 단위로 나타내는데 데시벨[dB] 값이 아니라 대수적인 값이 해당된다.
S/N비를 데시벨[dB] 단위로 표현하면 아래의 식과 같다.
예를 들면 전화용 음성채널에서 S/N 비가 30[dB]를 갖는데 전화채널의 대역폭이
4KHz이고, 이 중에서 제어 등의 목적으로 이용되는 부분을 제외한 2,600Hz를 정보
전송에 사용한다고 가정할 경우, 통신용량은 약 25,900[bps]가 된다. 따라서 그 이상
의 정보 전송률은 이 통신 채널로서 서비스가 불가능하다.
