전화 통신이야기

사람이 들을 수 있는 가청주파수는 20Hz에서 20KHz라고 한다.

하지만 사람의 가청 주파수의 신호는 멀리 전달되기 어렵다.

그래서, 사람의 목소리를 멀리 전달하기 위해서는 캐리어라고 하는 반송파에 실어서 전송하게 된다.

 

이때 사람의 목소리를 베이스 밴드(꼭 목소리가 아니라도 전송하려는 신호)라고 하고 이 베이스 밴드 신호를 반송파에 섞어 보내는 방식에 따라 AM방식과 FM방식으로 나뉘게 된다. 

이때 AM방식은 반송파에 베이스 밴드 신호를 합쳐서 전송하는데 베이스밴드 신호의 진폭에 반송파

 

 

 

이때 캐리어의 주파수는 변하지않으면서 사람의 목소리 신호의 크기에 따라 캐리어의 신호의 크기로 변환하여 전송한다.  우리는 이것을 진폭변조(amplitude modulation)라고 말한다. 라디오의 am방송이 이 원리이다.

 

캐리어의 주파수를 베이스 밴드의 주파수와 섞어 반송파의 신호의 진폭을 변화시키지않고 주파수 변화시키는 방식을 주파수변조 (frequency modulation)이라고 한다.     라이오의 fm 방송이 이 원리이다.

전화에서는 음성을 전달하기 위해 먼저 아날로그 신호를 디지탈 신호로 바꾸기 위해 AD converter를 이용해 샘플링이라는 것을 실시합니다.

이 샘플링은 1초에 8천번을 실시하는데 8bit의 신호로 이루어져 있습니다. 8 bit x 8,000회 = 64,000 bps = 64kb 가 됩니다.  이 음성신호를 E1 회선에 32개 ( sync 및 신호 포함) 채널을 수용하는데 64k x 32 = 2,048k = 2.048Mbps가 됩니다. 

 

이때 음성신호를 샘플링을 1초에 8천번하는데 이때 음성신호를 샘플링할 수 있는 주파수 대역은 나이퀴스트-섀넌 표본화 정리(Nyquist-Shannon sampling theorem)에 의해서 4khz 신호만을 정상적으로 샘플링할 수 있기 때문에 4khz이상의 신호는 저대역 통과 필터 ( low pass filter )를 이용해 제거하고 샘플링을 하게된다.