펄스 코드 변조

네트워크 관리사 필기시험을 공부할 때 필기한 내용이라 알고 계시는 내용과 다를 수 있습니다.
간단하게 정리한 내용이므로 자세한 설명은 아닙니다.

 

PCM(Pulse Code Modulation)

 

아날로그 신호를 디지털로 변환하는 기본 변조 방식으로 장거리 전송을 목적으로 하기보다는 정보를 가공하는 것을 목적으로 하는 신호처리의 개념이다.

PCM 변조를 위해서는 표본화, 양자화, 부호화의 과정​을 거친다.

 

표본화(Sampling)

PAM(Pulse Amplitude Modulation)을 이용한다.

주어진 아날로그 신호를 나이퀴스트 기준에 따라 표본화한다.

아날로그 음성신호의 주파수는 300Hz~3400Hz로 표본 채집률은 8K로 초당 8000번이다.

​

양자화(Quantization)

표본화된 수치들을 반올림하여 정수로 만든다.

선형 양자화(Linear Quantization)과 비선형 양자화(Nonlinear Quantization)의 두 가지 방법이 존재한다.

선형은 신호 진폭의 각 스탭 사이즈가 균등하고, 비선형은 균등하지 않다.

버려진 소수점 값들에 의해 신호가 왜곡되게 되는데 이를 양자화 잡음(Quantization Noise)라고 한다.

이를 줄이기 위해서 양자화 표본 값의 숫자를 늘리거나, a-law 또는 mu-law를 사용한다.

​

부호화(Encoding)

정량화된 진폭의 크기를 2진수로 바꾸어 7비트(Bit)로 표현한다. 마지막 8번째 비트(Bit)는 부호를 표시한다.

 

PCM의 장점

 

잡음과 간섭에 강하며 전송 중 코딩된 신호를 효과적으로 재생한다.

SNR(신호 대 잡음비)을 개선하기 위한 채널 대역폭의 증가를 효과적으로 바꿀 수 있다.

동일한 포맷으로 공통된 네트워크에서 다른 디지털 데이터와 합칠 수 있다.

TDMA 시스템에서 신호를 빼거나 삽입하기 쉽다.

특수한 변조 법이나 암호화를 적용하기가 쉽다.

 

* a-law, mu-law : 인간 음성의 특성을 이용하여 양자화 값의 개수를 유지한 채 낮은 전압 대에서 양자화 간격을 좁히고 높은 전압 대에서는 늘리는 방식