디지털 데이터 전송 방식 - 병렬, 직렬, 비동기 직렬, 동기 직렬

0. 디지털 데이터 전송방식

[그림] 데이터 전송 방식

• 한 장치에서 다른 장치로의 데이터 전송을 고민할 때 주요 관심사는 선로를 어떻게 연결하는지이다.
• 데이터의 도착지가 가까운 경우는 전송을 빠르게 하기 위해 병렬로 비트를 보내도 무방하지만,
• 만약 데이터의 도착지가 멀면 병렬로 선로를 깔기에는 선로가 너무 비싸서 무조건 직렬로 보내야한다.
• 병렬로 비트를 전송하는 시스템은 PC나 임베디드시스템 안에 있는 버스정도의 거리가 적당하다.
• 프린터 케이블이나 모니터 케이블들도 여러 줄을 쓰긴 하는데 가격이 비싸다. (케이블만 수만원 이상)

 

1. 병렬 전송방식 (Parallel Transmission)

[그림] 병렬 전송방식

• 만약 10110100을 전송한다고 하면 8비트씩 끊어서 동시에 전송해서 Receiver에서 조합해서 사용한다.
• 컴퓨터 안에 있는 버스가 이런식으로 통신한다. 그러나 장거리 통신은 선로가 너무 비싸서 이렇게 못만든다.

 

2. 직렬 전송방식 (Serial Transmission)

[그림] 직렬 전송방식

• 만약 10110100을 전송한다고 하면 1비트씩 시간을 달리해서 전송하게 된다.
• 장거리 통신의 경우 대부분 이런식으로 통신한다. 선로하나면 충분하다
• 그래서 라인코딩 공부할때 2B1Q, 8B6T, 4D-PAM5같은 코딩방식은 단거리에서만 쓴다고 배운다.
• 때문에 장거리 라인코딩에서는 단일레벨 중 가장 효율적인 BiPolar 코딩들을 스크램블링해서 쓴다.
• 멀티레벨로 보내면 속도 빠르게 하려고 보통 병렬적으로 보내기 때문에 선로 값이 비싸서 그렇다.

 

3. 비동기 직렬 전송방식 (Asynchronous Serial Transmission : RS232)

[그림] RS232 포트

[그림] RS232 비트 패턴

• 보통 마이크로프로세서를 사용할 때는 마이크로프로세서의 오실레이터와 PC의 클록이 다르다.
• 비동기 통신이라는 것은 이렇게 보내는쪽과 받는쪽의 클록이 다른 것을 의미한다.
• 이럴땐 데이터 워드를 보내기 전에 Start Bit를 1비트 보내고, 그리고 데이터 워드 8비트를 전송한다.
• 데이터 워드 8비트를 모두 보내고나서는 오류검출용 패리티비트(선택사항)을 보낸다.
• 그리고 모든 데이터 워드들을 다 전송하고 나서는 전송 종료를 알리기 위해 Stop Bit 2비트를 전송한다.
• 비트레이트(bps)는 높은쪽이 낮은쪽에게 맞추는데, 안맞으면 서로 2배 내리고 다시 맞추고를 반복한다.

 

4. 동기 직렬 통신 (Synchronous Serial Transmission)

• 동기 직렬 통신은 두 통신매체가 같은 클록으로 맞춰서 통신하는 것인데, 보통 클록을 함께 전송한다
• 그러나 맨체스터 코딩, 스크램블링 바이폴라 등으로 라인코딩하여 데이터에 클록을 삽입해서 전송할 수 있다.
• 이렇게 데이터 내에 클록을 알아차릴 수 있는 근거를 함께 보내는 기법을 PLL(Phase Lock Loop)이라고 한다.

 

5. Reference

데이타통신