통신 기초

오랜만에 통신에 대해서 다시한번 이야기를 해보려고 합니다.

통신은 정보를 주고 받는 과정이나 방법을 나타내는 말입니다.

더 구체적으로 말하면, 한 사람이나 기기에서 다른 사람이나 기기로 메시지, 데이터, 또는 정보를 전송하고, 이를 수신하여 해석하는 과정을 의미합니다. 통신은 사람 간의 대화, 전화 통화, 인터넷을 통한 데이터 송수신, 무선 통신, 전자우편 등 다양한 형태로 나타날 수 있습니다.

통신은 원활하게 이루어지기 위해 규칙이나 규약이 필요하며, 이러한 규칙을 프로토콜(protocol)이라고 합니다. 프로토콜은 통신에 사용되는 규칙들의 집합으로, 어떤 종류의 데이터를 주고 받을지, 데이터를 어떻게 나타낼지, 송수신의 순서는 어떻게 될지 등을 정의합니다.

통신은 현대 사회에서 광범위하게 사용되며, 컴퓨터 네트워크, 무선 통신, 인터넷, 전화 통신 등 다양한 분야에서 발전하고 있습니다. 통신 기술은 정보의 신속하고 효율적인 교환을 가능케 하여 사회와 기술의 발전에 기여하고 있습니다.



그리고 통신을 크게 분류해 보자면 직렬통신과 병렬통신이 있습니다.

직렬통신과 병렬통신의 특성을 비교하자면 아래와 같이 나타낼 수 있습니다.

1. 통신의 종류와 특성

이렇게 표로 나타내도 잘 이해가 안되죠?

먼저 병렬통신에 대해서 이야기 해 보겠습니다.

2. 병렬통신

병렬 통신은 여러 비트를 동시에 전송하는 통신 방식입니다. 이는 데이터를 여러 병렬로 나눠 전송함으로써 전송 속도를 향상시킬 수 있는 방법입니다. 병렬 통신은 데이터를 여러 개의 병렬 통로를 통해 전송하는데, 각 통로는 하나의 비트를 전송합니다. 이것은 마치 여러 차선 도로를 통해 차량이 동시에 이동하는 것과 비슷합니다.

기본적으로 병렬 통신은 여러 선을 사용하여 데이터를 한 번에 여러 비트씩 전송합니다. 예를 들어, 8비트 데이터를 병렬로 전송하는 경우, 8개의 병렬 통로가 사용되며, 각각의 통로는 한 번에 하나의 비트를 전송합니다.

병렬 통신의 주요 특징은 다음과 같습니다.



1) 병렬통신의 특징

전송 속도: 병렬 통신은 여러 비트를 동시에 전송하기 때문에 직렬 통신에 비해 높은 전송 속도를 제공할 수 있습니다.

연결 구조: 여러 개의 병렬 통로가 필요하기 때문에 연결이 복잡할 수 있습니다. 케이블이 많아지면 연결에 대한 주의가 필요합니다.

용도: 주로 짧은 거리의 통신에 사용됩니다. 프린터와 컴퓨터, 컴퓨터 간의 데이터 전송, CPU 내부의 데이터 전송 등에 활용됩니다.

케이블의 수: 병렬 통신에서는 각 비트에 대해 별도의 선이 필요합니다. 이로 인해 전체 케이블이 두꺼워지고 복잡해질 수 있습니다.

동기화: 병렬 통신에서는 데이터를 동시에 전송하기 때문에 각 비트 간의 동기화가 중요합니다. 클럭 신호를 통해 데이터 전송을 동기화하는 방식이 많이 사용됩니다.

주의할 점은 병렬 통신이 전송 거리가 짧고 복잡성이 있으며 선의 수가 많아지는 등의 제약이 있지만, 높은 전송 속도를 제공하는 장점이 있습니다.

병렬 통신은 주로 짧은 거리에서 데이터를 전송하는 데에 사용됩니다. 다양한 기기 및 응용 분야에서 병렬 통신이 활용되고 있습니다.

몇 가지 병렬 통신의 예를 들어보겠습니다.



2) 병렬통신의 예

프린터 인터페이스 : 예전에 사용되던 프린터와 컴퓨터 간의 통신에 병렬 통신이 널리 사용되었습니다. Centronics 인터페이스는 여러 비트의 데이터를 동시에 전송하여 프린터에 이미지나 문서를 출력하는 데 활용되었습니다.



기존의 병렬 데이터 버스: 컴퓨터의 내부에서 CPU, 메모리, 그래픽 카드 등 각종 하드웨어 간의 통신은 병렬 데이터 버스를 통해 이루어지곤 했습니다. 이는 높은 속도의 데이터 전송이 필요한 경우에 적용되었습니다.



병렬 ATA (Parallel ATA): 이전의 컴퓨터에서 하드 디스크 드라이브와 광학 드라이브를 연결하는 데에 사용되는 인터페이스로, 여러 비트를 동시에 전송하여 데이터 전송 속도를 향상시킵니다. 그러나 현재는 Serial ATA (SATA)로 대체되고 있습니다.



평행 프로세서 연결: 병렬 처리를 위해 여러 프로세서 간의 통신에도 병렬 통신이 활용됩니다. 이는 대규모 데이터 처리 또는 병렬 연산이 필요한 과제에서 사용됩니다.



인쇄기 및 스캐너 연결: 일부 인쇄기 및 스캐너는 여전히 병렬 통신을 사용하여 컴퓨터와 연결됩니다. 그러나 최신 기술에서는 USB와 같은 직렬 통신이 더 흔하게 사용됩니다.



위와 같이 병렬 통신은 주로 데이터를 빠르게 전송해야 하는 컴퓨터내부 혹은 컴퓨터와 주변기기간의 단거리 응용 분야에서 대부분 활용됩니다.

3. 직렬통신

이번에는 직렬통신에 대해서 알아보겠습니다.

직렬 통신은 데이터를 한 비트씩 순차적으로 전송하는 통신 방식입니다. 이는 마치 한 줄의 도로를 통해 차량이 한 대씩 이동하는 것과 비슷합니다. 데이터를 직렬로 전송하는 방식은 비교적 간단하며, 긴 거리에서도 안정적으로 동작할 수 있습니다.

그럼 이제 직렬 통신의 주요 특징과 동작 방식에 대해 알아보도록 하겠습니다.



1) 직렬통신의 특징

전송 방식: 데이터 비트들은 하나의 선을 통해 하나씩 연속적으로 전송됩니다. 각 비트는 일정한 간격으로 순차적으로 전송되어, 데이터가 전체적으로 하나의 연속된 스트림으로 이동합니다.



전송 속도: 직렬 통신은 주로 높은 전송 속도를 제공합니다. 각 비트가 순차적으로 전송되므로 전체 데이터의 전송이 빠릅니다.



케이블 수 및 구조: 데이터는 하나의 선을 통해 전송되므로 적은 수의 케이블만 필요합니다. 이는 병렬 통신에 비해 케이블 구조가 단순하고 비용이 저렴하다는 장점을 가지고 있습니다.



연결 구조: 직렬 통신은 간단한 연결 구조를 가지고 있습니다. 하나의 선을 사용하므로 연결이 간단하며, 케이블 길이에 대한 제약이 비교적 적습니다.



용도: 주로 장거리 통신에 많이 사용됩니다. 인터넷 연결, 전화 통화, 시리얼 통신 (RS-232) 등이 직렬 통신의 대표적인 예시입니다.



동기화: 직렬 통신에서는 데이터를 전송하는 동안 각 비트 간의 동기화가 중요합니다. 이를 위해 시작 비트와 정해진 속도의 클럭 신호를 사용하여 데이터를 동기화합니다.



주의할 점은 직렬 통신은 병렬 통신에 비해 각 비트가 하나의 선을 통해 전송되기 때문에 병렬 통신보다는 상대적으로 속도가 낮을 수 있습니다. 그러나 최신의 직렬 통신 기술은 높은 전송 속도와 안정성을 제공하며, 많은 응용 분야에서 사용되고 있습니다.

그래서 산업현장에서는 거의 대부분 직렬통신을 사용하죠. 이제 다음시간부터 산업현장에서 제일 많이 사용되는 직렬통신인 시리얼통신(RS-232C, RS485)과 Ethernet통신에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

혹시 좀 더 간결하고 간단한 설명이 필요하신 분은 제가 예전에 작성한 아래 포스팅을 참조 해 주세요.
https://mech19.tistory.com/m/29

통신이란?

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