베이스밴드, 브로드밴드
베이스밴드(Baseband)와 브로드밴드(Broadband) 방식 상세 설명
네트워크에서 **베이스밴드(Baseband)**와 **브로드밴드(Broadband)**는 데이터를 물리적인 전송 매체(케이블, 공중 등)를 통해 신호로 전송할 때, 해당 매체의 주파수 대역폭을 어떻게 사용하는지에 대한 두 가지 기본적인 방식입니다. 이는 신호 변환 방식과도 밀접하게 관련되어 있습니다.
1. 베이스밴드 (Baseband) 방식
베이스밴드 방식은 데이터를 신호로 변환하여 **원래의 주파수 대역(기저 대역, 보통 0 Hz 근처의 저주파 대역)**을 그대로 사용하여 전송하는 방식입니다. 별도의 변조 과정 없이 디지털 신호(선 부호화된 신호)를 직접 전송 매체에 실어 보냅니다.
주요 특징
- 디지털 신호 사용: 데이터를 디지털 신호(예: 맨체스터 부호화된 신호) 형태로 변환하여 전송합니다.
- 매체 대역폭 독점: 한 번에 하나의 신호만이 전송 매체의 전체 주파수 대역폭을 사용합니다. 즉, 동일한 매체에서 동시에 여러 개의 신호를 전송할 수 없습니다.
- 다중화 방식 (시간 분할): 만약 여러 장치가 하나의 베이스밴드 매체를 공유한다면, **시분할 다중화(TDM - Time Division Multiplexing)**와 유사하게 시간 슬롯을 나누어 번갈아 가며 전송합니다. (예: 이더넷의 CSMA/CD 방식은 충돌 관리와 함께 시간 분할적으로 매체를 사용합니다.)
- 직류(DC) 성분 처리: 베이스밴드 신호는 직류 성분을 포함할 수 있으므로, 전송 매체나 연결 장치가 이를 지원해야 합니다.
- 감쇠: 거리가 멀어질수록 신호의 강도가 약해집니다.
활용 예시
- 초창기 이더넷 (10BASE-T, 100BASE-TX 등 유선 LAN의 대부분)
- 디지털 전화 회선 (ISDN 등)
- 대부분의 디지털 데이터 전용 통신
2. 브로드밴드 (Broadband) 방식
브로드밴드 방식은 데이터를 신호로 변환하여 **다양한 주파수 대역(반송파 주파수)**에 실어 전송하는 방식입니다. 이는 데이터를 아날로그 신호 형태로 변조하여(디지털 데이터의 경우 디지털 변조 사용) 각각 다른 주파수 대역에 할당된 여러 개의 채널을 통해 동시에 전송하는 것을 가능하게 합니다.
일상생활에서 '브로드밴드'는 고속 인터넷 연결을 의미하는 용어로 더 많이 사용되지만, 네트워크 기술적인 의미에서는 **주파수 대역을 여러 채널로 나누어 사용하는 방식**을 지칭합니다.
주요 특징
- 변조 필수: 데이터를 반송파에 실어 주파수 대역을 이동시키기 위해 변조(Modulation) 과정이 필수적입니다. 디지털 데이터는 디지털 변조를 거쳐 아날로그 신호 형태로 전송됩니다.
- 매체 대역폭 분할: 전송 매체의 전체 주파수 대역폭을 여러 개의 독립적인 **주파수 채널**로 분할합니다.
- 다중화 방식 (주파수 분할): **주파수 분할 다중화(FDM - Frequency Division Multiplexing)**를 사용하여 여러 개의 신호가 각기 다른 주파수 채널을 통해 동시에 전송될 수 있습니다.
- 양방향 통신 용이: 서로 다른 주파수 채널을 사용하여 동시에 송신과 수신을 할 수 있으므로 전이중(Full-Duplex) 통신 구현이 용이합니다 (예: 업스트림/다운스트림 채널 분리).
- 증폭기 필요: 장거리를 전송할 때 신호의 감쇠를 보상하기 위해 증폭기가 필요하며, 증폭기는 신호뿐만 아니라 잡음도 함께 증폭시킬 수 있습니다.
활용 예시
- 케이블 텔레비전 (CATV) 네트워크
- DSL (Digital Subscriber Line) 인터넷 서비스 (기존 전화선을 여러 주파수 채널로 나누어 사용)
- 전통적인 아날로그 전화 회선
- 무선 통신 (셀룰러, 라디오 등도 넓은 의미에서는 주파수 대역을 나누어 사용)
베이스밴드와 브로드밴드 방식 비교
| 구분 | 베이스밴드 (Baseband) | 브로드밴드 (Broadband) |
|---|---|---|
| 신호 유형 (전송 시) | 주로 디지털 신호 | 주로 아날로그 신호 (변조된 형태) |
| 매체 대역폭 사용 | 전체 대역폭을 하나의 신호가 독점 | 전체 대역폭을 여러 주파수 채널로 분할 |
| 다중화 방식 | 시분할 다중화(TDM)와 유사 (시간 공유) | 주파수 분할 다중화(FDM) (주파수 공유) |
| 동시 전송 채널 | 한 번에 1개 채널 | 여러 개 채널 동시 전송 가능 |
| 변조 필요성 | 별도의 변조 불필요 (선 부호화 사용) | 변조 필수 |
| 양방향 통신 | 별도의 채널/케이블 필요 (기본 Half-Duplex) | 주파수 채널 분리로 구현 용이 (Full-Duplex) |
| 주로 사용되는 곳 | 유선 LAN (Ethernet), 디지털 전용선 | 케이블 TV, DSL, 아날로그 전화, 무선 통신 |
요약하면, 베이스밴드는 매체 대역폭 전체를 사용하여 디지털 신호를 직접 보내는 방식으로 유선 LAN에 적합하며, 브로드밴드는 매체 대역폭을 여러 주파수 채널로 나누어 변조된 신호를 보내는 방식으로 여러 통신을 동시에 하거나 장거리 전송에 유리합니다. 우리가 일상에서 접하는 '고속 인터넷(광대역 통신)'은 기술적인 브로드밴드 전송 방식이 가능하게 만든 결과입니다.