✅ [개념 ch2-08] 데이터의 길과 한계 | 전송 매체·전송 손실·채널 용량

 

 

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1. 전송 매체(Transmission Media)

1.1 정의

전송 매체 = 데이터를 신호 형태로 실어 나르는 물리적인 통로

비유하자면 데이터가 여행하는 '길' 입니다. 길에는 다양한 종류가 있고, 각각 다른 특성을 가져요.

분류	특징
유선(Guided/Wired)	신호가 물리적 경로(케이블)를 따라 이동
무선(Unguided/Wireless)	신호가 공중으로 확산

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2. 유선(Guided) 전송 매체 3종

2.1 꼬임쌍선(Twisted Pair Copper Wire)

특징: 두 개의 구리선이 서로 꼬여 있어 전기적 간섭을 감소시킴

분류	차폐 여부	사용처
UTP (Unshielded TP)	차폐 없음	일반 LAN 케이블 (UTP-3: 전화선, UTP-5/6: 100Mbps~1Gbps LAN)
STP (Shielded TP)	차폐 있음	전자기 간섭 환경 (UTP-7)

비유: 골목길 — 느리고 짧지만 저렴하고 깔기 쉬움.

2.2 동축 케이블(Coaxial Cable)

구조: 내부 도체 + 절연체 + 외부 도체(쉴드) + 플라스틱 재킷

특징: 내부 도체가 외부 실드에 둘러싸여 간섭에 강함

사용처: 초기 장거리 전화선, 케이블 TV, 초기 인터넷 접속

2.3 광섬유 케이블(Fiber Optic Cable)

구조: 코어(빛 전송) + 클래딩(빛 반사) + 재킷(보호)

특징

• 초고속, 저감쇠, 보안 우수
• 빛 신호로 전송 → 전기적 간섭 영향 X
• 매우 긴 거리 전송 가능

사용처: 백본 링크, 해저 케이블, FTTH(Fiber-To-The-Home)

종류	특징
멀티모드(Multimode)	여러 빛 경로, 단거리
싱글모드(Singlemode)	단일 빛 경로, 장거리

비유: 고속도로 — 빠르고 멀리 갈 수 있지만 비싸고 건설하기 어려움.

2.4 유선 매체 비교

매체	속도	거리	비용	간섭 저항
꼬임쌍선	느림	짧음	저렴	약함
동축 케이블	중간	중간	중간	강함
광섬유	매우 빠름	매우 긺	비쌈	매우 강함

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3. 무선(Unguided) 전송 매체

3.1 주파수 대역별 분류

무선 매체는 주파수 대역에 따라 특성이 크게 달라집니다.

매체	주파수 대역	특징	사용처
전파(Radio Waves)	10 KHz ~ 100 MHz	장애물 통과 우수, 전방향 전송	AM/FM 라디오
마이크로파(Microwaves)	100 MHz ~ 65 GHz	거의 가시선(Line-of-Sight), 지향성 안테나	장거리 전화, 이동통신, TV 중계, 위성
적외선(Infrared)	65 GHz ~ 1 THz	높은 지향성, 장애물 통과 불가	리모컨, 근거리 실내 통신
가시광선(Lightwaves)	1 THz ~ 10 THz	매우 높은 지향성, 높은 대역폭	건물 간 LAN, VLC

⭐ 공통 원칙: 거리가 멀수록 대역폭 감소 → 증폭기·중계기 필요

3.2 지향성 vs 전방향성

특성	의미
전방향(Omnidirectional)	사방으로 신호 확산 (전파, 라디오)
지향성(Directional)	특정 방향으로 집중 (마이크로파, 적외선, 가시광선)

주파수가 높아질수록 지향성이 강해지는 경향이 있어요.

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4. 전송 손실(Transmission Impairments) — 3대 적

신호가 매체를 통과하면서 발생하는 품질 저하 현상들입니다. 데이터가 긴 여행을 하는 여행자처럼 에너지를 잃거나 변형돼요.

4.1 감쇠(Attenuation) — 신호가 약해짐

현상: 신호 에너지가 거리에 비례하여 약해짐

특성

• 주파수에 따라 다르게 발생 (높은 주파수일수록 감쇠 심함)
• 거리가 길어지면 수신 불가능

해결책

• 증폭기(Amplifier): 아날로그 신호 강화
• 중계기(Repeater): 디지털 신호 재생

4.2 지연(Delay) 및 왜곡(Distortion) — 신호가 비뚤어짐

지연(Delay): 신호가 매체를 통과하는 데 걸리는 시간

지연 왜곡(Delay Distortion): 각 주파수 성분이 다른 속도로 이동해 수신 시 파형이 변형되는 현상

다중경로 페이딩(Multipath Fading): 무선 통신에서 동일 신호가 여러 경로로 지연 도착 → 상쇄 또는 강화

해결책: 이퀄라이저(Equalizer)로 주파수별 지연 보상

4.3 잡음(Noise) 및 간섭(Interference) — 원치 않는 신호가 섞임

종류	정의	예시
잡음(Noise)	매체 내외부의 무작위 원치 않는 신호	열 잡음, 충격 잡음
간섭(Interference)	다른 신호나 외부 전자기파의 영향	누화(Cross-talk)

해결책

• 차폐(Shielding) 케이블 사용
• 필터링
• 오류 정정 코드(Error Correction Code) 적용 — 채널 코딩의 핵심

4.4 3대 손실 한눈에 비교

손실	본질	해결책
감쇠	신호 에너지 손실	증폭기·중계기
지연 왜곡	주파수별 이동 속도 차이	이퀄라이저
잡음·간섭	외부 신호 혼입	차폐·필터·오류 정정

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5. 채널 용량(Channel Capacity) — 도로의 속도 한계 ⭐⭐⭐⭐⭐

5.1 채널 용량이란

채널 용량 = 주어진 통신 채널에서 오류 없이 전송할 수 있는 최대 데이터 전송률

비유: 도로의 최대 속도 제한. 아무리 좋은 스포츠카(강력한 송신기)가 있어도, 도로 상태(잡음)나 도로 폭(대역폭)이 한계예요.

두 가지 공식이 있습니다.

공식	발표	가정 환경
Nyquist	1924	잡음 없는 이상적 채널
Shannon	1948	열 잡음 있는 현실적 채널

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5.2 Nyquist 공식 (1924) — 이상적 한계

 

핵심 통찰

• 대역폭이 넓을수록 용량 ↑
• 신호 레벨 수가 많을수록 용량 ↑

신호 레벨이란?

한 번의 신호 전송으로 표현 가능한 상태의 수입니다.

신호 레벨 V	상태	비트 수
V=2	0V, +5V	1비트 (0 또는 1)
V=4	0V, 2.5V, 5V, 7.5V	2비트 (00, 01, 10, 11)
V=8	8가지 전압	3비트

레벨이 많을수록 한 번에 더 많은 정보를 실을 수 있어요.

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5.3 Shannon 공식 (1948) — 현실적 한계

 

SNR(Signal-to-Noise Ratio)

신호 강도 / 잡음 강도. 보통 dB(데시벨) 로 표현해요.

 

핵심 통찰

• 대역폭이 넓을수록 용량 ↑
• SNR이 높을수록 용량 ↑
• 신호 레벨 수와 무관 — Nyquist와 결정적 차이!

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5.4 두 공식 비교

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5.5 실전 계산 예시

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6. 두 공식의 의미와 실제

6.1 왜 둘 다 필요한가

공식	의미
Nyquist	"잡음만 없다면 이론적으로 이만큼 가능"
Shannon	"현실에서 잡음이 있을 때 이게 최대"

실제 통신 시스템은 항상 Shannon 한계 ≤ 실제 전송률 ≤ Nyquist 한계 안에서 동작합니다. 모든 변조·코딩 기술은 Shannon 한계에 최대한 가까이 다가가려는 노력이에요.

6.2 채널 용량을 늘리는 방법

7. 한눈에 정리

 

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🎯 Lv.1 객관식 — 개념 및 중요 내용 확인 (10문제)

 

📝 1번 문제

다음 중 유선(Guided) 전송 매체에 해당하지 않는 것은?

① 꼬임쌍선(Twisted Pair)

② 동축 케이블(Coaxial Cable)

③ 광섬유 케이블(Fiber Optic)

④ 마이크로파(Microwave)

 

✅ 정답: ④

📖 해설

마이크로파는 무선(Unguided) 매체입니다. 신호가 공중으로 확산되는 무선 전송 방식이에요.

분류	매체
유선(Guided)	꼬임쌍선, 동축, 광섬유
무선(Unguided)	전파, 마이크로파, 적외선, 가시광선

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📝 2번 문제

다음 중 광섬유 케이블의 핵심 특징으로 옳은 것은?

① 전기 신호로 전송하며 간섭에 약하다

② 빛 신호로 전송하며 초고속·저감쇠·보안 우수

③ 짧은 거리만 전송 가능

④ 가장 저렴하고 설치가 쉽다

 

✅ 정답: ②

📖 해설 광섬유 = 빛 신호 + 초고속 + 저감쇠 + 보안 우수 + 장거리 라는 5대 강점을 가진 매체입니다.

매체	핵심
꼬임쌍선	저렴, 짧은 거리
동축 케이블	간섭 강함, 중간 거리
광섬유	빛 신호, 초고속, 장거리 ✅

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📝 3번 문제

다음 중 마이크로파의 주요 특징으로 가장 적절한 것은?

① 장애물 통과가 매우 잘 됨

② 전방향 전송이 기본

③ 거의 가시선(Line-of-Sight) 전송, 지향성 안테나 사용

④ 주파수 10 KHz 이하

 

✅ 정답: ③

📖 해설

마이크로파(100 MHz ~ 65 GHz) 는 거의 직선 경로로 전송되며 지향성 안테나를 사용합니다.

 

매체	주파수	특성
전파	10 KHz ~ 100 MHz	장애물 통과, 전방향
마이크로파	100 MHz ~ 65 GHz	가시선, 지향성 ✅
적외선	65 GHz ~ 1 THz	높은 지향성, 장애물 통과 X

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📝 4번 문제

다음 중 전송 손실(Transmission Impairments)에 해당하지 않는 것은?

① 감쇠(Attenuation)

② 지연(Delay)

③ 잡음(Noise)

④ 캡슐화(Encapsulation)

 

✅ 정답: ④

📖 해설

캡슐화는 프로토콜의 헤더 추가 과정이지 전송 손실이 아닙니다.

3대 전송 손실

감쇠(Attenuation)

지연(Delay) 및 왜곡(Distortion)

잡음(Noise) 및 간섭(Interference)

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📝 5번 문제

감쇠(Attenuation)를 해결하기 위한 일반적인 방법은?

① 이퀄라이저(Equalizer) 사용

② 증폭기(Amplifier) 또는 중계기(Repeater) 사용

③ 차폐(Shielding) 케이블 사용

④ 오류 정정 코드 적용

 

✅ 정답: ②

📖 해설

감쇠 = 신호 에너지가 약해지는 현상 → 신호를 다시 강하게 만드는 증폭기(아날로그) 또는 중계기(디지털) 가 해결책입니다.

 

손실	해결책
감쇠	증폭기·중계기 ✅
지연 왜곡	이퀄라이저
잡음·간섭	차폐·필터·오류 정정

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📝 6번 문제

채널 용량(Channel Capacity)의 정의로 가장 적절한 것은?

① 케이블의 물리적 길이

② 주어진 통신 채널에서 오류 없이 전송할 수 있는 최대 데이터 전송률

③ 신호의 최대 전압

④ 전송 매체의 가격

 

✅ 정답: ②

📖 해설

채널 용량 = 채널이 오류 없이 전송할 수 있는 최대 데이터 전송률 (bps) 입니다.

비유: 도로의 최대 속도 제한. 도로 폭(대역폭), 도로 상태(잡음)가 한계를 결정해요.

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📝 7번 문제

① 신호 대역폭

② 신호 대 잡음비

③ 신호 요소당 레벨 수

④ 채널의 길이

 

✅ 정답: ③

📖 해설

Nyquist 공식의 V = 신호 요소당 레벨 수입니다. 한 번의 신호 전송으로 표현할 수 있는 상태의 수예요.

V	의미	비트 수
2	0V, +5V	1비트
4	4가지 전압	2비트
8	8가지 전압	3비트

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📝 8번 문제

 

① 잡음이 전혀 없는 이상적인 채널

② 열 잡음이 있는 현실적인 채널

③ 무선 채널만 다룬다

④ 디지털 신호만 다룬다

 

✅ 정답: ②

📖 해설

공식	가정 환경
Nyquist	잡음 없음 (이상적)
Shannon	열 잡음 있음 ✅ (현실적)

⭐ Shannon 공식은 현실적인 한계를 제시합니다. 모든 통신 기술은 이 한계에 최대한 가까이 가려고 노력해요.

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📝 9번 문제

SNR(신호 대 잡음비)이 30 dB일 때 비율(S/N)로 변환하면?

① 30

② 100

③ 1,000

④ 30,000

 

✅ 정답: ③

 

 

 

dB	비율 (S/N)
10 dB	10
20 dB	100
30 dB	1,000 ✅
40 dB	10,000
60 dB	1,000,000

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📝 10번 문제

다음 중 Nyquist 공식과 Shannon 공식의 본질적 차이로 가장 정확한 것은?

① Nyquist는 무선만, Shannon은 유선만 다룬다

② Nyquist는 잡음이 없는 이상적 채널, Shannon은 열 잡음이 있는 현실적 채널을 가정한다

③ Nyquist는 디지털, Shannon은 아날로그 신호만 다룬다

④ 두 공식은 본질적으로 같다

 

✅ 정답: ②

📖 해설

항목	Nyquist	Shannon
채널 가정	잡음 없음	잡음 있음
핵심 변수	대역폭 + 신호 레벨(V)	대역폭 + SNR
공식	C=2Blog⁡2VC = 2B\log_2 V C=2Blog2​V	C=Blog⁡2(1+S/N)C = B\log_2(1+S/N) C=Blog2​(1+S/N)

 

 

 

 

 

 

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🎯 Lv.2 객관식 — 심화 개념 확인 (10문제)

📝 1번 문제

다음 사례에서 사용하기 가장 적합한 전송 매체는?

"한국에서 미국까지 해저를 가로지르는 인터넷 백본 망을 구축해야 한다.
거리가 매우 길고, 초고속 데이터 전송이 필요하며, 보안과 신뢰성이 중요하다."

① UTP 꼬임쌍선

② 동축 케이블

③ 광섬유 케이블

④ 적외선

 

✅ 정답: ③

📖 해설

해저 케이블·국제 백본·초고속·장거리 → 광섬유가 정답입니다.

매체	적합한 용도
꼬임쌍선	가정·사무실 LAN
동축 케이블	케이블 TV, 단거리
광섬유	백본망, 해저 케이블, 장거리 고속 ✅
적외선	근거리 실내 (리모컨)

⭐ "장거리 + 초고속 + 보안 우수" 키워드 = 광섬유.

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📝 2번 문제

다음 중 무선 매체의 주파수 대역과 사용처 매칭이 잘못된 것은?

① 전파(10 KHz ~ 100 MHz) — AM/FM 라디오

② 마이크로파(100 MHz ~ 65 GHz) — 휴대폰 통신, 위성

③ 적외선(65 GHz ~ 1 THz) — 리모컨, 근거리 실내 통신

④ 가시광선(1 THz ~ 10 THz) — 장거리 무선 통신

 

✅ 정답: ④

📖 해설

가시광선은 매우 높은 지향성 + 장애물 통과 X라 장거리 통신이 어렵습니다. 주로 건물 간 LAN 연결, VLC(Visible Light Communication) 같은 단거리·실내 통신에 사용돼요.

매체	사용처
가시광선	건물 간 LAN, VLC (단거리)

⭐ 주파수가 높을수록 지향성이 강해지고 장애물 통과가 어려워집니다.

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📝 3번 문제

다음 사례에서 발생한 전송 손실은?

"긴 LAN 케이블을 사용했더니 신호가 약해져서 인터넷 연결이 자주 끊긴다."

 

① 감쇠(Attenuation)

② 지연 왜곡(Delay Distortion)

③ 다중경로 페이딩(Multipath Fading)

④ 누화(Cross-talk)

 

✅ 정답: ①

📖 해설

거리에 비례하여 신호 에너지가 약해짐 → 감쇠(Attenuation) 의 정의입니다.

손실	키워드
감쇠	거리, 신호 약화 ✅
지연 왜곡	주파수별 도착 시간 차이
다중경로 페이딩	무선, 여러 경로
누화	다른 회선의 간섭

해결책은 증폭기 또는 중계기로 신호를 다시 강하게 만드는 거예요.

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📝 4번 문제

다음 사례에서 발생한 전송 손실로 가장 적절한 것은?

"오래된 전화선으로 고속 인터넷을 사용할 때, 특정 주파수 대역의 신호가 다른 주파수 대역보다 더 늦게 도착하여 데이터가 손상되는 현상이 발생한다."

① 감쇠

② 지연 왜곡(Delay Distortion)

③ 잡음

④ 간섭

 

✅ 정답: ②

📖 해설

"각 주파수 성분이 다른 속도로 이동하여 수신 시 파형이 변형" 은 지연 왜곡(Delay Distortion) 의 정의입니다.

해결책은 이퀄라이저(Equalizer) — 주파수별로 지연을 보상해서 원래 파형으로 복원해줘요.

키워드	손실	해결책
거리·신호 약화	감쇠	증폭기·중계기
주파수별 지연 차이	지연 왜곡 ✅	이퀄라이저
외부 신호 혼입	잡음·간섭	차폐·필터·ECC

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📝 5번 문제

① 8 Kbps

② 16 Kbps

③ 24 Kbps

④ 32 Kbps

 

✅ 정답: ③

📖 해설

 

계산 단계

 

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📝 6번 문제

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📝 7번 문제

다음 중 Nyquist 공식과 Shannon 공식 모두에서 채널 용량을 증가시킬 수 있는 공통 요소는?

① 신호 대 잡음비(SNR)

② 신호 레벨 수(V)

③ 대역폭(B)

④ 잡음의 종류

 

✅ 정답: ③

📖 해설

변수	Nyquist	Shannon
대역폭(B)	있음 ✅	있음 ✅
신호 레벨(V)	있음	없음
SNR	없음	있음

대역폭은 두 공식의 공통 변수입니다. 그래서 통신 시스템에서 대역폭 확장이 가장 직관적이고 효과적인 용량 증가 방법으로 간주돼요.

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📝 8번 문제

다음 중 광섬유 케이블의 두 가지 종류에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 멀티모드는 장거리, 싱글모드는 단거리 전송에 적합하다

② 멀티모드는 단거리, 싱글모드는 장거리 전송에 적합하다

③ 두 종류 모두 동일한 거리에 사용된다

④ 광섬유는 단일 모드만 존재한다

 

✅ 정답: ②

📖 해설

광섬유 종류	빛 경로	거리
멀티모드(Multimode)	여러 빛 경로	단거리 ✅
싱글모드(Singlemode)	단일 빛 경로	장거리 ✅

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📝 9번 문제

다음 사례에서 SNR(dB)을 비율로 변환하면?

"어떤 채널의 SNR은 40 dB로 측정되었다."

① 4

② 40

③ 1,000

④ 10,000

 

✅ 정답: ④

📖 해설

 

dB	비율
10	10
20	100
30	1,000
40	10,000 ✅
50	100,000
60	1,000,000

⭐ 외우는 팁: dB 값을 10으로 나눈 후 그 수만큼 0을 붙이면 비율이 됩니다.

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📝 10번 문제

다음 시나리오에서 발생할 가능성이 가장 높은 문제는?

"휴대폰 사용자가 도심에서 전화 통화를 할 때, 같은 신호가 빌딩에 반사되어 여러 경로로 도착한다.
그 결과 신호가 부분적으로 강화되거나 상쇄되는 현상이 발생한다."

① 감쇠(Attenuation)

② 지연 왜곡(Delay Distortion)

③ 다중경로 페이딩(Multipath Fading)

④ 누화(Cross-talk)

 

✅ 정답: ③

📖 해설

무선 통신에서 동일 신호가 여러 경로로 지연되어 도착 → 다중경로 페이딩(Multipath Fading) 의 정의입니다.

손실	핵심 키워드
감쇠	거리에 따른 약화
지연 왜곡	유선, 주파수별 도착 시간 차이
다중경로 페이딩	무선, 여러 경로 반사, 강화/상쇄 ✅
누화	인접 회선 간섭

⭐ "빌딩 반사 + 여러 경로 + 강화/상쇄" 키워드가 나오면 즉시 다중경로 페이딩.

 

 

 

 

 

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🎯 Lv.3 — 객관식 + 빈칸 채우기 혼합 (10문제)

 

📝 1번 문제 [빈칸형]

다음 유선 매체 비교 표의 빈칸을 채우시오.

매체	구조/특성	사용처
꼬임쌍선	두 개의 ( ㄱ )이(가) 꼬여 ( ㄴ )을(를) 감소시킴	전화선, LAN 케이블
동축 케이블	내부 도체가 외부 ( ㄷ )에 둘러싸여 간섭에 강함	케이블 TV
광섬유	( ㄹ ) 신호로 전송, 초고속·저감쇠	백본망, ( ㅁ )

✅ 정답

• ㄱ: 구리선
• ㄴ: 전기적 간섭
• ㄷ: 실드(Shield)
• ㄹ: 빛(광)
• ㅁ: 해저 케이블 (또는 FTTH)

📖 해설 ⭐ 유선 매체 3종 한 묶음 외우기:

꼬임쌍선 = 구리선 + 꼬임 = 간섭 감소
동축    = 도체 + 실드 = 간섭 강함
광섬유  = 빛 + 코어/클래딩 = 초고속·장거리

 

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📝 2번 문제 [빈칸형]

다음 무선 매체 주파수 대역 빈칸을 채우시오.

매체	주파수 대역	특성
전파	( ㄱ )	장애물 통과 우수, 전방향
마이크로파	( ㄴ )	거의 가시선, 지향성 안테나
적외선	( ㄷ )	높은 지향성, 장애물 통과 불가
가시광선	( ㄹ )	매우 높은 지향성, 높은 대역폭

✅ 정답

• ㄱ: 10 KHz ~ 100 MHz
• ㄴ: 100 MHz ~ 65 GHz
• ㄷ: 65 GHz ~ 1 THz
• ㄹ: 1 THz ~ 10 THz

📖 해설 ⭐ 주파수 대역은 외우는 팁:

전파       10K ~ 100M
마이크로파 100M ~ 65G
적외선     65G ~ 1T
가시광선   1T ~ 10T

 

 

각 대역의 경계를 외우면 매칭형 출제에서 즉시 대답 가능해요. 주파수가 높아질수록 지향성 ↑, 장애물 통과 ↓ 라는 흐름도 함께 기억하세요.

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📝 3번 문제 [객관식]

다음 중 3대 전송 손실과 해결책의 매칭이 잘못된 것은?

① 감쇠 — 증폭기 또는 중계기

② 지연 왜곡 — 이퀄라이저

③ 잡음·간섭 — 차폐 케이블, 필터, 오류 정정 코드

④ 다중경로 페이딩 — 도메인 변환

 

✅ 정답: ④

📖 해설

도메인 변환(DNS)은 5계층의 역할이지 전송 손실 해결책이 아닙니다.

다중경로 페이딩은 MIMO 안테나·등화기(Equalizer)·OFDM 같은 기술로 해결해요.

손실	해결책
감쇠	증폭기 / 중계기
지연 왜곡	이퀄라이저
잡음·간섭	차폐·필터·오류 정정 코드
다중경로 페이딩	MIMO·OFDM·등화기

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📝 4번 문제 [빈칸형]

다음 빈칸을 채우시오.

 

 

 

✅ 정답

• ㄱ: 2Blog2​V
• ㄴ: 신호 대역폭(Hz)
• ㄷ: 신호 요소당 레벨 수
• ㄹ: 잡음(Noise)
• ㅁ: Blog⁡2(1+S/N)B \log_2 (1 + S/N) Blog2​(1+S/N)
• ㅂ: 신호 대 잡음비(SNR)
• ㅅ: dB(데시벨)
• ㅇ: (열) 잡음

📖 해설 ⭐ 두 공식은 시험에서 100% 출제되는 핵심입니다. 한 줄로:

Nyquist  : C = 2B log₂V    (잡음 X, 레벨 수 V)
Shannon  : C = B log₂(1+S/N)  (잡음 O, SNR)

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📝 5번 문제 [객관식]

대역폭 B = 6 KHz, 신호 레벨 V = 4일 때 Nyquist 공식에 따른 채널 용량은?

① 12 Kbps

② 18 Kbps

③ 24 Kbps

④ 36 Kbps

 

✅ 정답: ③

📖 해설

계산 단계

 

⭐ Nyquist 계산 핵심: log⁡2V\log_2 V log2​V를 빠르게 계산. V=2→1, V=4→2, V=8→3, V=16→4.

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📝 6번 문제 [객관식]

다음 채널의 Shannon 채널 용량으로 가장 적절한 것은?

대역폭 B = 2 MHz, SNR = 20 dB

 

① 약 4 Mbps

② 약 10 Mbps

③ 약 14 Mbps

④ 약 20 Mbps

 

✅ 정답: ③

📖 해설

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📝 7번 문제 [빈칸형]

다음 SNR dB 변환표의 빈칸을 채우시오.

dB	S/N (비율)
10 dB	( ㄱ )
20 dB	( ㄴ )
30 dB	( ㄷ )
40 dB	( ㄹ )
60 dB	( ㅁ )

✅ 정답

• ㄱ: 10
• ㄴ: 100
• ㄷ: 1,000
• ㄹ: 10,000
• ㅁ: 1,000,000

📖 해설⭐ 변환 공식: S/N=10dB/10S/N = 10^{dB/10} S/N=10dB/10

외우는 팁: dB 값을 10으로 나눈 수만큼 0을 붙임

10 dB → 10 (0이 1개)
20 dB → 100 (0이 2개)
30 dB → 1,000 (0이 3개)
40 dB → 10,000 (0이 4개)

⭐ 시험에서 SNR이 dB로 주어지면 즉시 비율로 변환하는 게 첫 번째 단계입니다.

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📝 8번 문제 [객관식]

다음 시나리오에서 가장 적절한 분석은?

"기존 채널에서 SNR을 30 dB에서 60 dB로 향상시켰다.
대역폭은 그대로다. Shannon 공식 기준으로 채널 용량은 어떻게 변하는가?"

① 약 1.5배 증가

② 약 2배 증가

③ 약 6배 증가

④ 약 1,000배 증가

 

✅ 정답: ②

📖 해설

→ 채널 용량 비: 20 / 10 = 2배 증가

⭐ 핵심 통찰: SNR이 1,000배(30 dB) 늘어도 채널 용량은 2배만 증가합니다. 그 이유는 Shannon 공식의 log⁡2\log_2 log2​ 때문이에요. 그래서 통신 엔지니어들은 SNR 증가보다 대역폭 확장을 더 선호하는 경향이 있어요.

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📝 9번 문제 [빈칸형]

다음 전송 손실 종합 표의 빈칸을 채우시오.

손실 종류	본질	해결책
( ㄱ )	거리에 따른 신호 에너지 약화	증폭기 또는 ( ㄴ )
( ㄷ )	주파수 성분별 다른 이동 속도 → 파형 변형	( ㄹ ) 사용
( ㅁ )	매체 내외부의 무작위 신호 혼입	차폐, 필터, ( ㅂ )
다중경로 페이딩	( ㅅ ) 통신에서 동일 신호가 여러 경로로 도착	MIMO·OFDM

✅ 정답

• ㄱ: 감쇠(Attenuation)
• ㄴ: 중계기(Repeater)
• ㄷ: 지연 왜곡(Delay Distortion)
• ㄹ: 이퀄라이저(Equalizer)
• ㅁ: 잡음(Noise) 및 간섭(Interference)
• ㅂ: 오류 정정 코드(Error Correction Code, ECC)
• ㅅ: 무선(Wireless)

📖 해설 ⭐ 4종 전송 손실 + 해결책은 한 묶음으로 외우세요:

감쇠         → 증폭기·중계기
지연 왜곡    → 이퀄라이저
잡음·간섭    → 차폐·필터·ECC
다중경로 페이딩 → MIMO·OFDM (무선 특화)

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📝 10번 문제 [빈칸형]

다음 종합 표의 빈칸을 채우시오.

항목	핵심
유선 매체 3종	꼬임쌍선, ( ㄱ ), ( ㄴ )
무선 매체 4종	전파, ( ㄷ ), 적외선, 가시광선
3대 전송 손실	( ㄹ ), 지연·왜곡, ( ㅁ )
Nyquist 공식	$C = $ ( ㅂ ) — 잡음 없음 가정
Shannon 공식	$C = $ ( ㅅ ) — 잡음 있음 가정
두 공식의 공통 변수	( ㅇ )

✅ 정답

• ㄱ: 동축 케이블
• ㄴ: 광섬유
• ㄷ: 마이크로파
• ㄹ: 감쇠
• ㅁ: 잡음·간섭
• ㅂ: 2Blog⁡2V2B \log_2 V 2Blog2​V
• ㅅ: Blog⁡2(1+S/N)B \log_2(1 + S/N) Blog2​(1+S/N)
• ㅇ: 대역폭(B)