
쳅터 6. Voice Network
쳅터 목표:
1. 보이스 네트워크의 비즈니스적 목적에 대해 정의해라.
2. 기존 유선 전화 시스템(POTS)의 로컬 루프를 통해 데이터가 어떻게 전송
3. 사설 교환기(PBX)의 비즈니스 목적과 기능을 식별하시오.
4. PBX 기술을 정의하고, PBX의 스위칭 토폴로지(구조)와 설계 시 고려사항들에 대해 설명해보자.
5. VoIP를 정의하고 설명하라.
6. cellular 무선 보이스 네트워크를 설명하고 cellular 무선 연결의 구조에 대해 설명하라
7. 세 가지 셀룰러 무선 접근 방식의 목록을 정리하고 설명하라
8. 세 가지 셀룰러 무선 토폴로지 및 PSTN과의 연결 방식에 대해 설명하라
9. 셀룰러 무선 데이터 서비스 목록에 대해 알아보자
1. 보이스 네트워크의 비즈니스적 목적에 대해 알아보자
보이스 네트워크: 인간의 목소리를 먼 곳에서 먼 곳으로 이동시키는 네트워크
전기적인 전송 기술을 사용한다
보이스 네트워크는 현대의 데이터 네트워크보다 훨씬 이전부터 존재해왔으며,
주로 디지털 방식을 사용한 데이터 네트워크와 다르게 아날로그 전송 기술을 사용했으며,
데이터 네트워크와는 별도로 구축되어 유지되어 왔었다.
1870년 ~ 1950년까지는 보이스 네트워크만 존재했으며 인간 음성의 아날로그 전송에만 사용되어왔다
. 1960년대와 1970년대에는 메인 프레임 컴퓨터를 보유한 기관들이 전화 회사의 아날로그 음성 네트워크를
이용하여 컴퓨팅 자원을 공유하고 원격지 간에 디지털 데이터를 전송하기 시작했다.
현대에 이르러서 voice network는 아날로그 방식, 디지털 방식 그리고 그 둘을 조합한 방식에 기반할 수 있으며,
이를 변환해주는 기기를 modem이라고 한다.
최초의 음성 네트워크는 1870년 후반 최초의 상업용 전화기가 도입된 이후 등장했다.
초기 전화 네트워크는 가입자들 간의 집과 집을 직접 연결하는 Point-to-Point 연결을 형성했다.
이 방식은 다른 사람의 집과 추가로 연결을 하기 위해 별도의 연결을 필요로 했다.
이러한 연결은 가입자가 n명 증가할 때마다 전화선도 n개 증가하는 구조이기 때문에 설치 및 유지 보수에 비효율적이었다.
이러한 이유로 1878년 전화 중앙국 (Central Office, CO)이 개발되었다.
CO는 전화회사가 소유한 물리적 시설로 특정 지역의 모든 가입자가 연결되는 허브 역할을 한다.
이 방식을 Circuit Switched Network라고 한다.
집 혹은 사무실과 CO간의 연결을 로컬 루프(Local Loop)라고 한다.
로컬 루프는 데이터 네트워크에서 사용하는 UTP 케이블과 유사한 꼬임 동선 한 쌍으로 구성된다.
하나 이상의 co와 결합된 로컬 루프는 지역 통화를 위한 기본 음성 네트워크를 형성한다.
2. 기존 유선 전화 시스템(POTS)의 로컬 루프를 통해 데이터가 어떻게 전송되는가
로컬 루프와 CO가 장거리 기술과 결합되어 일반적으로
POTS(Plain Old Telephone System)로 불리는 음성 네트워크를 구성한다.
공식적으로 POTS를 PSTN(Public switched Telephone Network)라고 부른다.
POTS는 PSTN 중 일반 아날로그 전화를 위한 부분이며,
POTS를 통한 디지털 데이터 전송은 모뎀을 이용한다.
장거리 전화의 경우, 장거리 통신 사업자(IEC,IXC)가 보유한
POP(Point of Presence)장비가 해당 통신 경로를 따라 전화를 전송한다.
조직들은 POTS나 PSTN을 통해 단순한 아날로그 데이터를 전송하거나
ISDN(Integrated Service Digital Network)같은 디지털 서비스로 전환하여 사용한다.
셀룰러 무선 통신 역시 음성 및 데이터 전송을 위해 PSTN에 의존한다.
장거리 전화는 원격지의 POP에서 수신되어 목적지의 LEC으로 전환되고, 이후 원격 가입자에게 연결된다.

3. 사설 교환기(PBX)의 비즈니스 목적과 기능을 식별하시오.
PBX는 100년도 넘은 기술이다.
초기 PBX 시스템은 수동으로 작동했다. 전화 회사가 설치하고 소유했으며
로컬 루프 요금이 줄어들어 통신사나 사용 기업 모두 비용적인 면에서 이득이 있었다.

현대 PBX 시스템은 내부 통화 전환의 효율성과 제어 기능, 비용 절감 등 초기 PBX의 특징을 포함하며,
음성 네트워크의 성능과 통신 효율성 향상을 위한 서비스를 포함한다.
Modern PBX의 일반적인 특징들은 다음과 같다.
Automated attendant:
Voice mail:
Call coverage
Hoteling
Find-me
Interactive voice response
System administration
4. PBX 기술을 정의하고, PBX의 스위칭 토폴로지(구조)와 설계 시 고려사항들을 설명하라.
PBX(Private Branch Exchange)는 공중 전화망(PSTN)의 중앙 교환기를 조직 내부에서 사용하는 사설 버전이다.
쉽게 얘기해서 작은 교환기를 건물 내부에 배치함으로써 건물 내부 통신의 경우
통신국까지 정보를 전달할 필요 없이 스스로 제어하게끔한다.
조직의 음성 네트워크 제어,관리, 비용 부담을 조직 내부로 이전하여 기업과 통신국 모두에 이익을 준다.
5. VoIP를 정의하라.
VOIP(Voice Over IP)는 IP네트워크 상에서 음성 통신을 지원하기 위한
하드웨어, 소프트웨어, 프로토콜의 조합이다.
쉽게 말해서 "인터넷 전화"이다.
Discord나 Skype같은 걸 생각하면 된다.
클라이언트/서버 구조의 IP-PBX는 VOIP의 예시이다.
VOIP 프로토콜은 호출 시그널링과 음성 전송, 이렇게 두 가지 기능 계층으로 나뉜다.
6. Cellular 무선 보이스 네트워크를 설명하고 cellular 무선 연결의 구조에 대해 설명하라
셀룰러 무선 장치를 켜게 되면 가장 가까운 기지국으로 본인의 식별 신호를 전송한다.
이 전송은 무선 주파수를 사용하여 이루어지며, 기지국은 응답하며 셸 네트워크 정보를 제공한다.
발신자가 번호를 입력하고 발신 버튼을 누르면, 해당 번호는 제어 채널을 통해 기지국으로 전송되며,
기지국은 통화를 모바일 스위칭 센터로 전달한다.
MSC(Mobile Switching Center)는 이동 전화 관리국이다.
발신 기기에 트래픽 채널이라 불리는 특정 주파수를 사용하도록 지시하며,
기기와 기지국 간 음성/데이터 통신을 수행한다.
유선 전화나 다른 셀 네트워크로의 통화는 MSC를 거쳐 PTSN으로 라우팅되어야 한다.
무선 접속 방식은 에어 인터페이스라고도 한다.
Cellurar wireless Access Method는 데이터를 어떤 전송 매체로 보내는 지를 정의한 것이다.

7. 세 가지 셀룰러 무선 접근 방식의 목록을 정리하고 설명하라
널리 쓰이는 인터페이스는 3가지가 있다.
FDMA(Frequency-Division Multiple Access)
아날로그 셀룰러 무선 접근 방식.
아날로그 방식으로, 통화 품질이 떨어지고 배터리가 적으며,
디지털에 의한 소프트웨어 사용이 불가능하다.
이 초기 아날로그 네트워크는 amps(고급 이동전화 서비스)로 알려졌다
TDMA(Time-Division Multiple Access )
FDMA에 시분할 개념을 더해 주파수 대역폭을 더 효율적으로 사용하며,
여러 통화를 동일한 주파수 상에서 다중화한다.
셸안에서 서비스할 수 있는 디바이스가 증가하면 Multiplexing 기법(다중화기법)을 사용한다.
TDMA는 FDMA보다 전력을 덜 사용하며 배터리는 오래간다.
GSM(Global System for Mobile Communications)은 1세대 아날로그 통신을 대처하기 위해
유럽에서 개발한 2세 통신 규격인데, 이 역시TDMA 기반으로 만들어진다.
CDMA(Code-Division Multiple Access)
코드 분할 방식.
전송을 여러 주파수에 분산시키고, 암호를 섞어 대역폭의 효율성을 높이며 여럿이 동시에 통신할 수 있다.
군대에서 주로 사용되었으며 통화나 데이터를 여러 주파수에 분산시켜 FDMA나 TDMA의 비효율성을 줄인다.
전력 소모 역시 적다.
*CSMA/CD와 착각하지 말자.
WDCMA(Wide-Division Code Multiple Access)
8. 세 가지 셀룰러 무선 토폴로지 및 PSTN과의 연결 방식에 대해 설명하라
9. 셀룰러 무선 데이터 서비스 목록에 대해 알아보자
Wireless Data Services
원격 사용자와 본사 네트워크 간 연결을 무선 통신사가 제공한다.
데이터의 속도는 100kbps에서 20gbps까지 다양하며 2g,3g,4g… 등 통신 세대로 구분된다.
2G의 경우 Circuit Switch 방식을 사용하며, GSM, CDMA, iDEN 등이 여기에 속한다.
3G의 경우 Packet Switch 방식을 사용하며, WCDMA, TD-CDMA 등이 여기에 속한다.
2.5G는 두 가지를 반반씩 사용하는 방식이다. CPRS, Edge, HSCSD가 여기에 속한다.
정리
주요 용어
보이스 네트워크, CO, POTS/PSTN, POP, ISDN, VoIP, PBX교환, 모던 PBX, FDMA, TDMA, CDMA, Wireless Data Service
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