데이터 프레임 발생 오류와 해결하기 위한 방안

목차

Ⅰ. 데이터 프레임 전송 시 오류를 범하는 요인들
⒈ 감쇠왜곡
⑴ 발생원인
⑵ 대책

⒉ 지연왜곡
⑴ 특징
⑵ 대책

⒊ 잡음
⑴ 백색잡음
⑵ 누화잡음
⑶ 상호변조잡음
⑷ 충격잡음

⒋ 지터, 히트현상

⒌ EMI

Ⅱ. 전송 오류들을 해결하기 위한 방안
⒈ 오류검출방식
⑴ 패리티 검사방식
⑵ 블록 합 검사방식
⑶ 군계수 검사방식
⑷ 순환중복검사 방식
⑸ 검사 합 방식
⑹ 정마크/스페이스방식

⒉ 자동반복요청
⑴ 정지 대기 ARQ 방식
⑵ 블록전송 ARQ 방식
⑶ 선택적 재전송 ARQ 방식
⑷ 자동반복요청 ARQ의 특징

⒊ 전진오류정정 방식
⑴ 해밍코드
⑵ 상승코드
⑶ 전진오류정정 방식의 특징

⒋ 흐름제어방식
⑴ 정지 대기 흐름제어방식 ⑵ 슬라이딩 윈도우 흐름제어방식

본문내용

할 때까지 다음 프레임을 전송할 수 없고 해당프레임을 버퍼에 보관하고 있어야 하기 때문에 전송효율이 저하된다.
⑵ 블록전송 ARQ 방식
블록전송 ARQ 방식은 송신측에서 데이터 프레임을 연속적으로 보내면 수신측에서는 들어오는 프레임의 순서에 따라 오류 여부를 검사한다. 이를 위해 송신측은 송신 또는 수신 가능한 프레임의 개수인 윈도우 크기 만큼의 프레임들에 순서번호를 부여하고 전송하고 수신측에서는 수신된 프레임의 오류검출 후 NAK 오류프레임 순서번호를 송신측에 전송한다.
송신측에서 NAK를 수신하면 해당 순서번호의 프레임부터 그 이후에 보낸 프레임들을 다시 전송한다.
NAK에 해당되는 프레임을 포함하여 이후에 정상적으로 전송된 모든 프레임에 대해 재전송이 이루어짐으로 불필요한 재전송 프레임들이 많아서 효율성이 떨어진다.
특징 : 프레임의 수신은 순차적이어야 하며 순서번호가 삽입되어야 한다. 여러개의 프레임에 대한 수신확인을 하나로 수행 가능하다. 송신측 버퍼의 용량이 크다.
⑶ 선택적 재전송 ARQ 방식
선택적 재전송 ARQ 방식은 오류검출 이후의 프레임들을 모두 전송하는 블록전송 ARQ 방식과는 달리 NAK에 해당하는 프레임만을 재전송하는 방식이다. 이때 수신측에서는 송신측에서 앞서 보낸 오류 없는 데이터 프레임들을 버퍼에 기억하고 있다가 재전송되는 프레임을 수신한 후 재배열 하여 처리한다. 블록전송 ARQ 방식의 단점인 재전송시의 불필요한 대역폭 낭비를 줄여 전송효율은 우수하지만, 이로 인하여 버퍼의 관리가 복잡한 단점이 있다.
특징: 송신 및 수신측 모두 동일한 크기의 슬라이딩 윈도우가 필요하고 송신순서를 배열하는 구현방법이 복잡하다. 수신측은 순서에 관계없이 프레임을 수신하고, 각 프레임에 대한 수신확인을 수행함.
⑷ 자동반복요청ARQ의 특징
*프레임에 오류정정비트가 없기에 구현이 간단하고 원래 프레임의 크기에 CRC만 필요하다.
*수신측에서 자체 오류정정이 불가하고 재전송에 따른 대역폭 손실이 발생 한다.
*송신 및 수신측에 버퍼가 필요하고 전송효율이 매우 낮다.
전진오류정정(FEC) 방식
⑴ 해밍코드
패리티 비트가 단지 오류검출만 가능하고 정정은 할 수 없는 것에 반해서 해밍코드는 오류검출뿐만 아니라 오류정정까지 가능하다. 이를 위해서 많은 잉여 비트인 패리티 비트가 필요하게 된다.
오류 발생 비트
검사 비트의 유형
b4(P3)
b2(P2)
b1(P1)
없음
0
0
0
b1
0
0
1
b2
0
1
0
b3
0
1
1
b4
1
0
0
b5
1
0
1
b6
1
1
0
b7
1
1
1
<해밍코드의 검사비트 유형>
해밍코드에서의 검사유형은 n비트 블록에서 단일 오류나 이중오류를 검출할 수가 있다.
표에서 b1은 b3,5,6 b2는 b3,6,7 b4는 b5,6,7을 검사한다. 하나의 코드는 다음의 식에 의해 패리티 비트가 구해진다.
⑵ 상승코드(Convolution)
상승코드는 대게 컨벌루션 코드라고 불리는 비블록 부호로서, 블록부호보다 복호화가 용이하여 자기정정오류 제어방식인 FEC 방식에 많이 사용되고 있다. 상승코드의 부호화는 출력 열이 현재의 입력뿐만 아니라 과거의 입력 열에 의해서 결정된다. 이 방식은 랜덤오류 및 연집오류 모두에 대해 검출과 정정이 가능하므로 자기 정정 오류 효울이 매우 높은 특징이 있으나, 부호화 및 복호화를 위한 하드웨어 구성이 복잡하므로 단가가 높은 단점이 있다. 최근 이동통신시스템에서 많이 사용하고 있다.
⑶ 전진오류정정 방식의 특징
* 수신측에서 오류정정이 가능하고 재전송이 없어 대역폭이 효율적이다.
* 오류율이 낮은 경우에 매우 효과적이다.
* 오류정정비트의 삽입으로 프레임 크기가 증가하고 구현이 복잡하다.
흐름제어방식
⑴ 정지 대기 흐름제어방식(Stop and Wait)
수신측 단말이 데이터를 처리할 수 있는 속도를 초과하지 않도록 전송되는 데이터량을 제어할 필요가 있는데 이와 같이 단말 간에 데이터의 흐름을 원활하게 조율하는 것을 흐름제어 하고 한다. 이 흐름제어 방식에는 정지대기 흐름제어방식이 있는데 이 방식은 송신측이 하나의 프레임을 전송하고 다음 프레임을 전달하기 전에 확인응답을 기다린다. 즉 송신측이 한 프레임을 전송하고 수신측의 ACK가 올 때까지 다음 프레임 전송을 대기하는 방식으로 온.오프 신호를 이용하여 수신측 버퍼가 넘치는 것을 방지 하기 위해 사용되는 흐름제어방식이다. 정기 대기 ARQ방식과 동작과정이 유사하다.
특징: *수신측에서 송신측의 데이터송신을 제어하고 단순하며 수신측 버퍼가 작아도 된다.
*컴퓨터와 주변기기간의 상이한 전송속도로 인해 발생되는 통신상의 문제를 해결 한다.
*부호화된 문자는 비트통신에서 인식되지 않을 가능성이 있다.
*프레임 전송시간이 전파시간보다 큰 LAN에서는 회선효율이 좋으나 전파시간이 매우 긴 위성통 신과 같은 장거리 통신에서는 회선효율이 저하된다.
⑵ 슬라이딩 윈도우 흐름제어방식(Sliding Window)
하나의 프레임 단위로 전송되는 정지-대기 흐름제어방식의 단점을 보완하여 한 번에 여러 프레임을 전송하는 방식이다. 즉 송신 및 수신측에 버퍼를 구비하고 연속적 ARQ 방식과 마찬가지로 송신측은 수신측으로부터 응답 메시지가 없더라도 미리 규정한 윈도우 크기만큼의 데이터 프레임을 전송하고, 또한 수신측은 다수의 프레임에 대하여 하나의 응답으로 수신을 확인 함으로써 효율을 개선한 방식이다.
슬라이딩 윈도우 흐름제어방식은 송신 및 수신측에 각각 동일한 윈도우를 가지고 있어서 송신측에서는 프레임이 전송될 때 윈도우를 줄이고, 수신측으로부터 ACK를 수신할 때 윈도우를 늘인다. 반면에 수신측에서는 프레임을 수신하면 윈도우를 줄이고, 프레임을 처리하고 확인응답을 보낼 때 윈도우를 늘이며 윈도우가 과도하게 작아지면 송신을 제한한다.
특징: * 송신측은 한 번에 윈도우 크기만큼의 프레임을 전송한다.
* 여러 개의 프레임이 동시에 전송되므로 전송효율이 우수하다.
* 수신측은 ACK를 이용하여 송신측 윈도우 크기를 조절하여 전송속도를 제한 한다.
* 프레임 순서번호 또는 프레임 식별자가 필요하다.
* 수신측으로부터 확인응답이 없더라도 약속된 윈도우 크기만큼의 프레임을 전송한다.

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