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전기 통신

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목차

1. 개요

전기 통신은 부호, 문언, 음향 또는 영상을 유무선, 광선 등의 전자적 방식으로 송수신하는 것을 의미하며, 1932년 국제전기통신연합(ITU) 설립으로 그 개념이 정립되었다. 고대에는 봉화, 비둘기 우편, 파발마 등을 이용한 통신이 이루어졌으며, 19세기 전신과 전화의 발명으로 획기적인 발전을 이루었다. 20세기 초 무선 통신과 텔레비전의 개발, 20세기 후반 컴퓨터 네트워크와 인터넷의 등장으로 정보 통신 기술이 혁신적으로 발전했다. 현대 통신은 송신기, 전달 매개체, 수신기의 세 가지 기본 요소로 구성되며, 아날로그와 디지털 방식을 사용하여 정보를 전송한다. 전기 통신은 유선, 무선 통신을 포함하며 채널, 변조 등의 기술적 요소를 활용한다. 전기 통신은 사회적 관계, 문화, 경제에 큰 영향을 미치며, 관련 법규와 기관에 의해 관리된다.

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전기 통신
전기 통신 개요
독일 포츠담에 있는 역사적인 Telegrafenberg의 건축 앙상블.
독일 포츠담에 있는 역사적인 텔레그라펜베르크의 건축 앙상블.
정의먼 거리에서 기호, 신호, 메시지, 단어, 글, 이미지 및 소리를 유선, 라디오, 광학 또는 기타 전자기 시스템을 통해 전송하는 것
분야컴퓨터 과학
전기 공학
정보 이론
관련 용어통신망
정보통신기술
통신 형태
유형전신
전화
라디오
텔레비전
데이터 통신
컴퓨터 네트워크
인터넷
핵심 기술
전송 매체전선
광섬유
전파
통신 방식아날로그 통신
디지털 통신
표준 및 규제
관련 기관국제전기통신연합(ITU)
규제전파 규칙
역사
초기 형태연기 신호
드럼
주요 발전전신: 19세기
전화: 19세기 후반
라디오: 20세기 초
텔레비전: 20세기 중반
인터넷: 20세기 후반
추가 정보
관련 개념변조
부호화
다중화
프로토콜

2. 역사

전기 통신의 역사는 고대 봉수, 전서구 등을 이용한 초기 통신 방식에서부터 시작되었다. 1932년 마드리드에서 열린 전권 전신 회의와 국제 무선 전신 회의에서 두 기관이 합병하여 국제전기통신연합(ITU)이 설립되었다.[11]

이후 전기 통신은 전신, 전화, 라디오, 텔레비전을 거쳐 컴퓨터 네트워크와 인터넷, 그리고 이동 통신까지 발전하게 되었다.

2. 1. 초기 통신

고대에는 봉수, 전서구, 파발마 등을 이용하여 정보를 전달했다. 이러한 방식은 간단한 신호를 전달하는 데는 효과적이었지만, 전달 속도가 느리고 많은 양의 정보를 전달하기 어려웠다.[12][15]

비둘기 우편은 페르시아에서 시작되었고, 나중에는 로마인들이 군사 작전에 이용했다. 율리우스 카이사르가 갈리아 정복 시 비둘기를 전령으로 사용했다는 기록이 있다.[12] 그리스인들 또한 고대 올림픽 경기에서 승자의 이름을 비둘기를 이용해 여러 도시에 전달했다.[13] 19세기 초, 네덜란드 정부는 자바 섬과 수마트라 섬에서 이 시스템을 사용했다. 1849년, 파울 율리우스 로이터는 아헨과 브뤼셀 사이에 주가를 전달하기 위한 비둘기 서비스를 시작했는데, 이 서비스는 전신 연결이 완료될 때까지 1년 동안 운영되었다.[14]

중세에는 산꼭대기에 봉수를 연결하여 신호를 전달하는 방법이 흔히 사용되었다. 봉수는 한 번에 한 가지 정보만 전달할 수 있다는 단점이 있었으므로, "적이 발견되었다"와 같은 메시지의 의미는 미리 합의되어야 했다. 스페인 무적함대 당시 플리머스에서 런던까지 봉수를 이용해 신호가 전달된 것이 대표적인 예이다.[15]

1792년, 프랑스 기술자인 클로드 샤프는 릴과 파리 사이에 최초의 고정식 시각 전신 시스템(또는 세마포르 통신선)을 건설했다.[16] 하지만 세마포르는 숙련된 운영자와 10km~30km 간격으로 설치된 비싼 탑이 필요하다는 단점이 있었다. 전기 전신과의 경쟁으로 인해 마지막 상업용 통신선은 1880년에 폐기되었다.[17]

2. 2. 전신과 전화

1837년 7월 25일, 영국의 윌리엄 포서길 쿡 경과 찰스 휘트스톤 경은 최초의 상업용 전기 전신을 시연했다.[18][19] 이들은 자신들의 장치를 새로운 것이 아닌, 기존의 전자기 전신을 개선한 것으로 여겼다.[20] 새뮤얼 모스는 독자적으로 전기 전신을 개발하여 1837년 9월 2일에 시연했지만, 성공하지 못했다. 그러나 모스 부호는 휘트스톤의 신호 방식보다 발전된 것이었다. 1866년 7월 27일, 최초의 대서양 횡단 전신 케이블이 완성되어 대서양 횡단 통신이 가능해졌다.[21]



일반적인 전화는 1876년 알렉산더 그레이엄 벨이 특허를 받았다. 엘라이샤 그레이도 같은 해 특허를 출원했지만, 벨의 우선권을 인정하고 출원을 포기했다. 1849년 안토니오 메우치는 전선을 통해 음성을 전기적으로 전송하는 장치를 발명했지만, 수신기를 입에 대고 들어야 하는 전기 음향 효과에 의존했기 때문에 실용적이지 않았다.[24] 최초의 상업용 전화 서비스는 1878년과 1879년에 벨 전화 회사에 의해 대서양 양쪽의 뉴헤이븐과 런던에서 설치되었다.[25][26]

2. 3. 라디오와 텔레비전

1894년, 이탈리아 발명가 구글리엘모 마르코니는 전파를 이용한 무선 통신 개발을 시작하여 1901년 대서양 횡단 전송에 성공했다.[27] 1902년 12월 17일, 캐나다 노바스코샤 주 글레이스 베이에 있는 마르코니 방송국에서 보낸 전송은 북미에서 대서양을 건넌 세계 최초의 무선 메시지가 되었다. 1904년에는 구독하는 선박에 야간 뉴스 요약을 전송하는 상업 서비스가 설립되어 선박 내 신문에 이를 포함시켰다.[28]

제1차 세계 대전은 군사 통신을 위한 무선 통신의 발전을 가속화했다. 전쟁 후 1920년대에 상업용 라디오 AM 방송이 시작되어 오락과 뉴스를 위한 중요한 대중 매체가 되었다. 제2차 세계 대전은 다시 한번 항공기 및 지상 통신, 무선 항법 및 레이더라는 전시 목적을 위해 무선 통신의 발전을 가속화했다.[29] 라디오의 스테레오 FM 방송 개발은 미국에서는 1930년대, 영국에서는 1940년대에 시작되었고,[30] 1970년대에는 AM을 주요 상업 표준으로 대체했다.[31]

1925년 3월 25일, 존 로지 베어드는 런던 백화점 셀프리지에서 움직이는 영상의 전송을 시연했다. 베어드의 장치는 파울 닙코의 닙코 원판에 의존했으며 따라서 기계식 텔레비전으로 알려지게 되었다. 이는 1929년 9월 30일부터 시작된 영국방송협회의 실험 방송의 기초가 되었다.[32] 그러나 20세기 대부분 동안 텔레비전은 카를 페르디난트 브라운이 발명한 브라운관에 의존했다. 이러한 텔레비전 중 유망한 최초의 버전은 필로 파인스워스가 제작하여 1927년 9월 7일 그의 가족에게 시연했다.[33] 제2차 세계 대전 후 중단되었던 실험이 재개되었고 텔레비전은 중요한 가정용 오락 방송 매체가 되었다.

방송 시스템에서는 중앙의 고출력 방송탑이 고주파 전자기파를 발신하고, 그것을 다수의 저출력 수신기가 수신한다. 수신기를 튜닝하여 그 주파수에 맞추면, 복조를 하여 원래의 영상 신호와 음성 신호를 추출한다. 방송 신호는 아날로그 또는 디지털이다.[121]

방송 업계는 세계적으로 아날로그에서 디지털로의 중대한 전환점에 있다. 디지털 방송은 아날로그 방송의 문제점 (눈보라 노이즈, 고스트 현상 등)을 해결할 수 있다는 장점이 있다. 디지털 텔레비전 방송에는 ATSC, DVB, ISDB라는 3가지 규격이 있으며, 각각을 세계 각국이 채택하고 있다. 모두 동영상 압축에는 MPEG-2를 사용하고 있다.

2. 4. 컴퓨터 네트워크와 인터넷

20세기 후반, 컴퓨터 네트워크와 인터넷의 등장은 정보 통신 기술의 혁명을 가져왔다. 1969년, 미국 국방성 고등연구계획국(ARPA)은 세계 최초의 패킷 교환 네트워크인 아르파넷(ARPANET)을 구축했다.[37] 아르파넷은 1981년까지 213개의 노드로 성장했다.[37]

아르파넷(ARPANET)은 다른 네트워크와 합쳐져 인터넷(Internet)이 되었다. 1981년 9월, 791에서 인터넷 프로토콜 버전 4(IPv4), 793에서 전송 제어 프로토콜(TCP)이 정의되어 오늘날 인터넷의 기반이 되는 TCP/IP 프로토콜이 탄생했다.

인터넷은 전 세계적으로 연결된 컴퓨터 네트워크이며, 인터넷 프로토콜을 사용하여 서로 통신한다.[156] 인터넷 상의 컴퓨터에는 고유한 IP 주소가 할당되어 다른 컴퓨터가 정보를 보낼 때 목적지로 사용된다.[157]

2008년 현재, 전 세계 인구의 21.9%가 인터넷에 자주 접속하고 있다. 광대역 인터넷 접속 보급률 측면에서는 아이슬란드(26.7%), 한국(25.4%), 네덜란드(25.3%) 등이 세계를 선도하고 있다.[159]

인터넷에서는 통신 프로토콜에 따라 컴퓨터와 라우터의 상호 통신 절차가 결정된다. 컴퓨터 네트워크 통신은 계층형 접근 방식을 채택하고 있으며, 프로토콜 스택 내의 각 프로토콜은 다른 프로토콜과 거의 독립적으로 작동한다.

네트워크 계층에서는 인터넷 프로토콜(IP)을 기본으로 표준화되어 있으며, 논리 주소가 설정되어 있다. 월드 와이드 웹에서는 도메인 네임 시스템을 사용하여 사람이 읽을 수 있는 형식의 이름에서 "IP 주소"를 도출한다. 현재 가장 많이 사용되는 인터넷 프로토콜은 버전 4이지만, 버전 6(IPv6)으로의 전환이 임박해 있다.

전송 계층에서는 대부분 전송 제어 프로토콜(TCP) 또는 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)을 사용한다. TCP는 전송한 모든 메시지가 확실하게 수신되어야 할 때 사용되고, UDP는 그것이 필수적이지 않을 때 사용된다.

2. 5. 이동 통신

이동 통신 섹션에 추가할 내용이 없으므로, 이전 결과와 동일하게 출력합니다.

요약에서 주어진 내용과 참조할 원본 소스에 이동 통신 또는 휴대전화에 대한 내용이 없으므로, 해당 섹션에는 내용을 추가할 수 없습니다.

3. 주 개념

현대 통신은 100년이 넘는 기간 동안 점진적인 발전과 개선을 거듭해 온 일련의 핵심 개념을 기반으로 한다.

3. 1. 기본 요소

전기 통신 시스템은 다음 세 가지 기본 요소로 구성된다.[168][42][121]

  • 송신기: 정보를 받아 신호로 변환한다.
  • 전송 매체: 신호를 전달한다.
  • 수신기: 신호를 받아 사용할 수 있는 정보로 변환한다.


예를 들어, 라디오 방송의 경우 방송탑이 송신기이고, 자유 공간은 전송 매체이며, 라디오는 수신기이다. 하나의 장치가 송신기와 수신기 역할을 모두 수행하는 경우도 있는데, 이를 트랜시버(송수신기)라고 부른다. 휴대 전화가 대표적인 예이다.[168][42]

전화선 위를 거치는 전자 통신은 송신기와 수신기 사이에 위치해 있기 때문에 점대점(point-to-point) 통신이라고 불린다. 반면 라디오 방송과 같이 강력한 송신기와 수많은 수신자 사이에 이루어지는 통신은 방송 통신이라고 불린다.[168][42]

3. 2. 아날로그와 디지털

신호는 아날로그 방식이나 디지털 방식을 사용하여 전달할 수 있다. 아날로그 신호는 정보에 따라 연속적으로 변화하며, 디지털 신호는 정보를 불연속적인 값(예: 0과 1)의 집합으로 표현한다.[169] 정보 전송 과정에서 아날로그 신호는 잡음의 영향을 쉽게 받는다. 반면 디지털 신호는 잡음이 특정 임계값을 넘지 않으면 정보가 손상되지 않아, 아날로그 신호보다 잡음에 강하다는 장점이 있다.[122]

3. 3. 네트워크

전기 통신 네트워크는 서로 통신할 수 있는 송신기, 수신기, 트랜시버의 집합이다. 트랜시버는 송신기와 수신기 역할을 모두 수행하는 장치를 말한다.[42] 디지털 네트워크는 라우터를 포함하여 정보를 올바른 사용자에게 전달한다. 아날로그 네트워크는 교환기를 포함하여 두 명 이상의 사용자들 사이의 연결을 제공한다. 두 종류의 네트워크에서, 중계기는 먼 거리에서 전송을 시도할 때 신호의 약화를 막고, 잡음에 의해 신호가 분명해지지 않게 하기 위해 신호를 증폭하거나 다시 만들어 내는 데에 필수적이다.[170],[48]

3. 4. 채널

채널은 전송 매개체를 여러 개의 독립적인 통신 경로로 나누어 사용하는 방식이다. Channel영어은 전송 매개체가 나뉜 것으로, 여러 개의 정보 스트림을 보내는 데 사용된다. 예를 들어, 라디오 기지국은 96.1 MHz(메가헤르츠)로 방송할 수 있는 반면, 다른 라디오 기지국은 94.5 MHz로 방송할 수 있다. 이 경우, 매개체는 주파수로 나뉘게 되고, 각 채널은 각 주파수를 수신하여 방송하게 된다. 각 채널을 할당하여 방송되는 세그먼트(segment)를 반환할 수 있는데 이를 시분할 다중 송신이라고 하며, 디지털 통신에 사용되기도 한다.[170]

매체를 통신 채널로 나누는 방법은 다음과 같다:

  • 주파수 분할 다중화(FDM): 매체를 주파수에 따라 여러 채널로 나눈다. 각 채널에는 전파를 방송할 별도의 주파수 대역폭이 할당된다. 위의 라디오 방송 예시에서 "자유 공간 채널"은 주파수에 따라 통신 채널로 나뉘었다.
  • 파장 분할 다중화(WDM): 주파수 분할 다중화(FDM)와 동일한 개념이지만, 광통신에서 더 일반적으로 사용된다. 여러 송신기가 동일한 물리적 매체를 공유한다.
  • 시분할 다중화(TDM): 각 송신자에게 반복되는 시간 구간("시간 슬롯")을 할당하고, 각 송신자가 자체 시간 슬롯 내에서만 메시지를 보낼 수 있도록 한다. 광섬유 통신에 사용된다.


일부 무선 통신 시스템은 할당된 FDM 채널 내에서 TDM을 사용하기도 한다. 즉, 이러한 시스템은 TDM과 FDM의 하이브리드 방식을 사용한다. 전송 매체를 구분한 것이 전송로이며, 이를 통해 정보의 흐름을 여러 개 전송할 수 있다. 예를 들어, 라디오 방송국은 각각 다른 주파수의 전파를 송신한다. 이 경우, 전송 매체를 주파수로 구분한 것이 전송로이다. 또한 시간을 세분하여 각각을 다른 전송로에 할당하는 방식을 시분할 다중화라고 하며, 광섬유 통신 등에서 채택하고 있다.[123][124]

3. 5. 변조

정보를 전달하는 신호의 형태를 바꾸는 것을 '''변조'''라고 한다. 변조는 디지털 메시지를 아날로그 형태로 나타내는 데 사용될 수 있다. 이는 키잉이라고도 불리며, 위상 편이 변조(PSK), 주파수 편이 변조(FSK), 진폭 편이 변조(ASK) 등 여러 가지 방식이 있다. 예를 들어, 블루투스는 위상 편이 변조를 사용하여 장치 간 정보를 교환한다.[45][46]

변조는 저주파 아날로그 신호의 정보를 고주파로 전송하는 데에도 사용된다. 저주파 아날로그 신호는 자유 공간을 통해 효과적으로 전송될 수 없기 때문에, 전송 전에 고주파 신호(반송파)에 정보를 실어야 한다. 이를 위해 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM) 등 다양한 변조 방식이 사용된다.[47] 예를 들어, 디스크 자키의 목소리는 주파수 변조를 사용하여 96 MHz 반송파에 실려 라디오에서 "96 FM" 채널로 수신된다.

4. 현대 통신 기술

현대 통신 기술은 크게 유선 통신과 무선 통신으로 나눌 수 있으며, 인터넷의 발달로 통신 기술은 더욱 발전하였다.

4. 1. 유선 통신

유선 통신은 전선, 광섬유 케이블 등을 이용하여 정보를 전달하는 방식이다.

1837년 7월 25일, 영국의 발명가 윌리엄 포서길 쿡 경과 과학자 찰스 휘트스톤 경은 최초의 상업용 전기 전신을 시연했다.[18][19] 1839년 4월 9일, 찰스 휘트스톤과 윌리엄 퍼자길 쿡이 개발한 세계 최초의 상용화된 전신이 사용되기 시작했다. 휘트스톤과 쿡 모두 자신들의 장치를 기존 전자식 전신의 개량이라고 생각했으며, 새로운 장치로는 여기지 않았다.[20][106] 새뮤얼 모스는 1837년 9월 2일에 독자적인 전기 전신 버전을 시연했지만 성공하지 못했다. 그러나 그의 모스 부호는 휘트스톤의 신호 방식에 비해 중요한 발전이었다. 1866년 7월 27일, 최초의 대서양 횡단 전신 케이블이 성공적으로 완성되어 최초로 대서양 횡단 통신이 가능해졌다.[21][107]

1849년, 안토니오 메우치는 전선을 통해 음성을 전기적으로 전송할 수 있는 장치를 발명했지만, 이 장치는 수신기를 입에 대고 "들어야" 하는 전기 음향 효과에 의존했기 때문에 실용적인 가치가 거의 없었다.[24][108] 일반적인 전화는 알렉산더 그레이엄 벨이 1876년에 특허를 받았다. 엘라이샤 그레이도 1876년에 특허 출원을 했지만, 벨의 우선권에 이의를 제기하지 않고 출원을 포기했고, 심사관은 1876년 3월 3일 벨의 특허를 승인했다.[109] 최초의 상업용 전화 서비스는 1878년과 1879년에 벨 전화 회사에 의해 대서양 양쪽 뉴헤이븐과 런던에서 설치되었다.[25][26][110][111]

upright


전화 네트워크에서 발신자는 다양한 전화 교환국의 교환기를 통해 통화하려는 상대방과 연결된다. 교환기는 두 사용자 간에 전기적 연결을 형성하며, 이러한 교환기의 설정은 발신자가 번호를 다이얼할 때 전자적으로 결정된다. 연결이 설정되면 발신자의 음성은 발신자의 수화기에 있는 작은 마이크로폰을 사용하여 전기 신호로 변환된다. 그런 다음 이 전기 신호는 네트워크를 통해 다른 쪽 끝의 사용자에게 전송되며, 그곳에서 해당 사용자의 수화기에 있는 작은 스피커에 의해 다시 소리로 변환된다.[143][144]

대부분의 주택에 있는 유선 전화는 아날로그 방식이다. 즉, 발화자의 음성이 신호의 전압을 직접 결정한다.[73] 단거리 통화는 아날로그 신호로 종단 간 처리될 수 있지만, 전화 서비스 제공업체는 점점 더 투명하게 신호를 디지털 신호로 변환하여 전송하고 있다.

1988년 TAT-8의 운영을 시작으로 1990년대에는 광섬유 기반 시스템이 널리 채택되었다. 광섬유로 통신하는 이점은 데이터 용량이 획기적으로 증가한다는 것이다. TAT-8 자체는 당시에 설치된 마지막 구리 케이블보다 10배 많은 전화 통화를 처리할 수 있었으며, 오늘날의 광섬유 케이블은 TAT-8보다 25배 많은 전화 통화를 처리할 수 있다.[77][148] 이러한 데이터 용량의 증가는 여러 요인 때문인데, 광섬유는 크로스토크가 발생하지 않으므로 수백 개의 광섬유를 단일 케이블에 쉽게 묶을 수 있다.[78][149]

많은 현대 광섬유 네트워크에서 통신을 지원하는 프로토콜은 비동기 전송 모드(ATM)이다. ATM 프로토콜은 네트워크를 통한 데이터 경로를 설정하고 해당 경로에 트래픽 계약을 연결하기 때문에 공중 전화 네트워크에 적합하다. 트래픽 계약은 본질적으로 네트워크가 데이터를 처리하는 방법에 대한 클라이언트와 네트워크 간의 합의이다. 네트워크가 트래픽 계약의 조건을 충족할 수 없는 경우 연결을 수락하지 않는다.[81][151] 다중 프로토콜 라벨 스위칭(MPLS)과 같이 ATM과 유사한 작업을 수행하고 향후 ATM을 대체할 것으로 예상되는 경쟁 기술도 있다.[82][83][152]

4. 2. 무선 통신

무선 통신은 전파, 적외선 등을 이용하여 정보를 전달하는 방식이다.

1832년, 제임스 보우만 린제이는 학생들에게 무선전신 시연을 선보였다. 1854년에는 스코틀랜드의 테이 강 하구를 사이에 두고 던디와 우드헤이븐 사이(약 3km)에서 통신에 성공했는데,[112] 이 경우에는 전선 없이 물을 전송 매체로 사용했다.

1901년 12월, 굴리엘모 마르코니는 세인트존스(캐나다)와 콘월 폴드후(영국) 사이에서 무선 통신에 성공하여 1909년 노벨 물리학상을 카를 페르디난트 브라운과 공동 수상했다.[113] 하지만 더 소규모의 무선 통신은 1893년에 니콜라 테슬라가 시연하여 성공시켰다.[114]

1925년 3월 25일, 존 로지 베어드는 런던의 백화점 셀프리지에서 동영상 전송 실험을 선보였다. 베어드의 장치는 니프코 원판을 사용한 기계식 텔레비전이었다. 이를 바탕으로 영국방송협회는 1929년 9월 30일 텔레비전의 실험 방송을 시작했다.[115] 하지만 20세기 텔레비전의 대부분은 카를 페르디난트 브라운이 발명한 브라운관을 사용했다. 그러한 텔레비전을 처음 만든 사람은 필로 파인즈워스이며, 1927년 9월 7일에 가족에게 시연을 선보였다.[116]

방송 시스템에서는 중앙의 고출력 방송탑이 고주파 전자기파를 발신하고, 그것을 다수의 저출력 수신기가 수신한다. 탑에서 발사되는 고주파는 영상 정보와 음성 정보를 포함하는 신호를 변조 방식으로 변조한 것이다. 수신기를 튜닝하여 그 주파수에 맞추면, 복조를 하여 원래의 영상 신호와 음성 신호를 추출한다. 방송 신호는 아날로그(정보에 따라 연속적으로 변환하는 신호) 또는 디지털(정보를 이산값으로 부호화한 것)이다.[121][153]

방송 업계는 세계적으로 아날로그에서 디지털로의 중대한 전환점에 있다. 이 변화는 집적 회로가 더 저렴하고 더 빠르고 대용량이 된 덕분에 가능해졌다. 디지털 방송은 아날로그 방송의 문제점을 해결할 수 있다는 장점이 있다. 텔레비전의 경우, 눈보라 노이즈나 고스트 현상과 같은 왜곡 등의 문제가 해결된다. 이러한 장애는 아날로그 전송의 특성에 기인하는 것으로, 잡음의 영향이 최종적인 화질에 나타난 것이라고 할 수 있다. 디지털 신호는 이산값만 취급하므로 이러한 문제가 없고, 약간의 잡음은 최종적인 화질에 영향을 미치지 않는다. 잡음이 너무 강하면 복호한 메시지는 크게 변화할 가능성이 있으며, 그것이 디지털 전송의 약점이다. 오류 정정 부호를 수신기에서 사용하면 여러 비트의 오류를 수정할 수 있지만, 잡음이 너무 강하면 수정으로는 따라가지 못하고 전송이 불가능해진다.[154]

디지털 텔레비전 방송에는 ATSC, DVB, ISDB라는 3가지 규격이 있으며, 각각을 세계 각국이 채택하고 있다(위의 그림 지도 참조). 모두 동영상 압축에는 MPEG-2를 사용하고 있다. 음성 압축에 대해서는, ATSC는 Dolby Digital AC-3, ISDB는 Advanced Audio Coding (MPEG-2 Part 7)을 채택하고, DVB는 하나로 정하지 않았지만 일반적으로 MPEG-1 Part 3 Layer 2를 사용하고 있다. 변조 방식도 각각 다르다. 디지털 음성 방송에서는 거의 전 세계가 Digital Audio Broadcasting이라는 규격을 채택하고 있다. 예외적으로 미국은 HD Radio라는 규격을 채택하고 있다. HD Radio에서는 기존의 AM과 FM 아날로그 방송과 디지털 방송을 공존시키는 IBOC (In-Band On-Channel) 방식을 채택하고 있다.

디지털로의 전환이 진행되고 있지만, 많은 나라에서는 아날로그 텔레비전 방송도 계속되고 있다. 그러나 미국에서는 2차례 연기 끝에 2009년 7월 12일에 아날로그 텔레비전 방송이 종료되었다.[155] 아날로그 텔레비전에는 3가지 규격 PAL, NTSC, SECAM이 있다(분포는 --를 참조). 라디오 방송의 디지털화는 수신기의 가격에 큰 차이가 있기 때문에, 텔레비전보다 더 어렵다고 말해지고 있다. 아날로그 라디오 방송은 일반적으로 진폭 변조(AM)와 주파수 변조(FM)로 나뉜다. FM에서의 스테레오 방식으로는, 차이합 방식이나 AM-FM 방식 등이 있다.

4. 3. 인터넷

인터넷은 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하여 서로 통신하는 전 세계 컴퓨터 및 컴퓨터 네트워크의 세계적인 네트워크이다.[92] 인터넷상의 모든 컴퓨터는 고유한 IP 주소를 가지고 있으며, 다른 컴퓨터가 이 주소를 사용하여 정보를 전달할 수 있다. 따라서 인터넷에 연결된 어떤 컴퓨터도 IP 주소를 사용하여 다른 어떤 컴퓨터에도 메시지를 보낼 수 있다. 이러한 메시지는 발신 컴퓨터의 IP 주소를 포함하고 있어 양방향 통신이 가능하다. 따라서 인터넷은 컴퓨터 간 메시지 교환이다.[93]

2000년 양방향 통신 네트워크를 통해 흐르는 정보의 51%가 인터넷을 통해 흐르는 것으로 추산되었으며(나머지 대부분(42%)은 유선 전화를 통해), 2007년에는 인터넷이 통신 네트워크 정보의 97%를 차지하며 명확하게 주도적인 위치를 차지했다(나머지 대부분(2%)은 휴대 전화를 통해).[38] 2008년 기준, 세계 인구의 약 21.9%가 인터넷에 접속할 수 있으며, 북미(73.6%), 오세아니아/오스트레일리아(59.5%), 유럽(48.1%)이 가장 높은 접속률(인구 비율로 측정)을 보였다.[94] 광대역 접속 측면에서는 아이슬란드(26.7%), 대한민국(25.4%), 네덜란드(25.3%)가 세계를 선도했다.[95]

인터넷은 컴퓨터와 라우터가 서로 통신하는 방식을 규정하는 프로토콜 덕분에 작동한다. 컴퓨터 네트워크 통신의 특성상 프로토콜 스택의 개별 프로토콜이 다른 프로토콜과 거의 독립적으로 실행되는 계층적 접근 방식이 적합하다. 이를 통해 하위 계층 프로토콜을 네트워크 상황에 맞게 사용자 지정할 수 있으면서도 상위 계층 프로토콜의 작동 방식은 변경하지 않을 수 있다. 이것이 중요한 실용적인 예로는, 사용 중인 컴퓨터가 이더넷 또는 Wi-Fi 연결을 통해 인터넷에 연결되어 있든 상관없이 인터넷 브라우저가 동일한 코드를 실행할 수 있다는 점을 들 수 있다. 프로토콜은 종종 1983년에 보편적으로 채택된 네트워킹 프로토콜 스위트를 구축하려는 시도에서 첫 번째 단계로 등장한 OSI 참조 모델(오른쪽 그림)에서의 위치라는 측면에서 논의된다.[96]

인터넷의 경우, 패킷이 전 세계를 이동할 때 물리적 매체와 데이터 링크 프로토콜이 여러 번 변경될 수 있다. 인터넷은 물리적 매체 또는 데이터 링크 프로토콜에 대한 제약을 두지 않기 때문이다. 이로 인해 지역 네트워크 상황에 가장 적합한 매체와 프로토콜이 채택된다. 실제로 대부분의 대륙 간 통신은 광섬유 위에 비동기 전송 모드(ATM) 프로토콜(또는 최신 등가물)을 사용한다. 대부분의 대륙 간 통신에서 인터넷은 공중 전화망과 동일한 인프라를 공유하기 때문이다.

네트워크 계층에서는 논리적 주소 지정을 위해 인터넷 프로토콜(IP)이 채택되어 표준화된다. 월드 와이드 웹의 경우 이러한 "IP 주소"는 도메인 이름 시스템을 사용하여 사람이 읽을 수 있는 형태에서 파생된다(예: 72.14.207.99는 구글(Google.com)에서 파생됨). 현재 가장 널리 사용되는 인터넷 프로토콜 버전은 버전 4이지만 버전 6(IPv6)으로의 전환이 임박했다.[97]

전송 계층에서는 대부분의 통신이 전송 제어 프로토콜(TCP) 또는 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)을 채택한다. TCP는 보낸 메시지가 다른 컴퓨터에 도달하는 것이 필수적인 경우에 사용되며, UDP는 단순히 바람직한 경우에 사용된다. TCP를 사용하면 패킷이 손실되면 재전송되고 상위 계층에 제시되기 전에 순서대로 배치된다. UDP를 사용하면 패킷이 순서대로 배치되지 않으며 손실될 경우 재전송되지 않는다. TCP와 UDP 패킷 모두 패킷을 처리해야 하는 애플리케이션이나 프로세스를 지정하는 포트 번호를 포함한다.[98] 특정 애플리케이션 수준 프로토콜이 특정 포트를 사용하기 때문에 네트워크 관리자는 특정 요구 사항에 맞게 트래픽을 조작할 수 있다. 예를 들어 특정 포트로 향하는 트래픽을 차단하여 인터넷 접속을 제한하거나 우선 순위를 할당하여 특정 애플리케이션의 성능에 영향을 줄 수 있다.

전송 계층 위에는 세션 계층과 표현 계층에 느슨하게 맞는 일부 프로토콜이 있으며, 특히 보안 소켓 계층(SSL) 및 전송 계층 보안(TLS) 프로토콜이 가장 중요하다. 이러한 프로토콜은 두 당사자 간에 전송되는 데이터가 완전히 기밀로 유지되도록 한다.[99] 마지막으로, 애플리케이션 계층에는 인터넷 사용자가 익숙한 많은 프로토콜이 있으며, 예를 들어 HTTP(웹 브라우징), POP3(이메일), FTP(파일 전송), IRC(인터넷 채팅), 비트토렌트(파일 공유), XMPP(인스턴트 메시징) 등이 있다.

인터넷 프로토콜 음성 통화(VoIP)를 사용하면 데이터 패킷을 동기식 음성 통신에 사용할 수 있다. 데이터 패킷은 음성 유형 패킷으로 표시되며 네트워크 관리자가 우선 순위를 지정할 수 있으므로 실시간 동기식 대화가 지연될 수 있는 다른 유형의 데이터 트래픽(즉, 파일 전송 또는 이메일)이나 손상 없이 미리 버퍼링될 수 있는(즉, 오디오 및 비디오) 데이터 트래픽과의 경합에 덜 영향을 받는다. 네트워크에 동시에 발생하는 모든 VoIP 통화에 대해 충분한 용량이 있고 네트워크가 우선 순위 지정을 지원하는 경우, 즉 사설 기업용 네트워크의 경우에는 우선 순위 지정이 적합하지만, 인터넷은 일반적으로 이러한 방식으로 관리되지 않으므로 사설 네트워크와 공용 인터넷에서 VoIP 통화의 품질에 큰 차이가 있을 수 있다.[100]

5. 사회적 영향

통신은 현대 사회에 사회적, 문화적, 경제적으로 큰 영향을 미치고 있다.[40] 2008년 추산에 따르면 통신 산업의 수익은 4.7조달러로, 세계 총생산의 3% 미만이었다.[40]

전기 통신은 사회적 관계에서 중요한 역할을 해왔다. 초기에는 사업 수행이나 가정 서비스 주문과 같은 실용적인 측면이 강조되었지만, 1920년대 후반과 1930년대에 이르러 전화기 광고에서 사회적 대화와 가족 및 친구와의 연락 유지의 중요성을 강조하며 소비자의 감정에 호소하기 시작했다.[56] 최근에는 소셜 네트워킹 서비스의 인기가 급증하여 사회적 약속 조정부터 구애에 이르기까지 다양한 역할을 수행하고 있다.[57] 단문 메시지 서비스(SMS)와 전화와 같은 기술 또한 사회적 상호 작용에 큰 영향을 미쳤다.[58]

문화적으로는, 통신 기술 덕분에 대중은 음악과 영화에 더 쉽게 접근할 수 있게 되었다. 텔레비전을 통해 집에서 영화를 볼 수 있고, 라디오와 인터넷을 통해 음반 가게에 가지 않고도 음악을 들을 수 있게 되었다. 또한, 사람들은 텔레비전이나 라디오를 통해 뉴스를 더 많이 접하게 되었다.[59] 2006년 퓨 리서치 센터의 설문 조사 결과는 다음과 같다.

지역 TV전국 TV라디오지역 신문인터넷전국 신문
59%47%44%38%23%12%



통신 기술은 광고에도 큰 영향을 미쳤다. TNS 미디어 인텔리전스의 보고서에 따르면, 2007년 미국 광고 지출의 58%가 통신 기술에 의존하는 매체에 사용되었다.[60] 2007년 미국 광고 지출 현황은 다음과 같다.

매체지출액
인터넷113.1억달러
라디오106.9억달러
케이블 TV180.2억달러
신디케이션 TV41.7억달러
현지 TV168.2억달러
네트워크 TV254.2억달러
신문282.2억달러
잡지303.3억달러
옥외 광고40.2억달러
합계1490억달러


5. 1. 경제적 영향

전기 통신은 세계 경제에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있으며, 2012년 글로벌 통신 산업은 약 4조달러 규모였다.[40][41] 2010년 글로벌 통신 산업의 서비스 수익은 1.5조달러로 추산되었으며, 이는 세계 국내총생산(GDP)의 2.4%에 해당한다.[40] 2008년 추산에 따르면 통신 산업의 수익은 4.7조달러로, 세계 총생산의 3% 미만이었다.[40]

미시경제학적 관점에서, 기업들은 전기 통신을 활용하여 글로벌 비즈니스 제국을 구축해왔다. 온라인 소매업체인 아마존(Amazon.com)뿐만 아니라, 전통적인 소매업체인 월마트(Walmart)도 경쟁업체에 비해 더 나은 전기 통신 인프라를 통해 이익을 얻었다.[49] 전 세계 도시의 가정에서는 전화를 이용하여 피자 배달부터 전기 기사까지 다양한 가정 서비스를 주문한다. 비교적 빈곤한 지역 사회에서도 전기 통신을 활용하는데, 방글라데시 나르싱디 지구(Narsingdi District)의 고립된 마을 주민들은 휴대전화를 사용하여 도매상과 직접 통화하고 상품에 대한 더 나은 가격을 협상한다. Côte d'Ivoire)의 커피 재배 농가들은 휴대전화를 공유하여 커피 가격 변동을 추적하고 최고 가격에 판매한다.[50]

거시경제적 관점에서, 라르스-헨드릭 뢰러(Lars-Hendrik Röller)와 레오나르드 웨이버먼(Leonard Waverman)은 양호한 통신 인프라와 경제 성장 간의 인과 관계를 제시했다.[51][52] 이러한 상관관계에 대해서는 이견이 거의 없지만, 인과 관계로 보는 것은 잘못이라고 주장하는 사람들도 있다.[53]

양호한 통신 인프라의 경제적 이점으로 인해, 디지털 격차로 알려진 통신 서비스 접근 불평등에 대한 우려가 커지고 있다. 2003년 국제전기통신연합(ITU)의 조사에 따르면, 조사 대상 국가의 약 3분의 1에서 20명당 이동통신 가입자가 1명 미만이며, 유선전화 가입자도 20명당 1명 미만인 것으로 나타났다. 인터넷 접속의 경우, 약 절반의 국가에서 20명 중 인터넷 접속자가 1명 미만이었다. ITU는 이 정보와 교육 데이터를 바탕으로 시민들의 정보통신기술 접근 및 사용 능력을 측정하는 지수를 작성했다.[54] 이 지수를 기준으로 스웨덴, 덴마크, 아이슬란드가 가장 높은 순위를 차지한 반면, 아프리카 국가인 니제르, 부르키나파소, 말리가 가장 낮은 순위를 차지했다.[55]

5. 2. 사회문화적 영향

전기 통신은 현대 사회에 사회적, 문화적, 경제적으로 큰 영향을 미치고 있다.

전기 통신은 사회적 관계에서 중요한 역할을 해왔다. 전화 시스템과 같은 기기는 처음에는 사업 수행이나 가정 서비스 주문과 같은 실용적인 측면을 강조하여 광고되었다. 전화기 광고에서 사회적 대화와 가족 및 친구와의 연락 유지의 중요성을 강조하며 소비자의 감정에 호소하기 시작한 것은 1920년대 후반과 1930년대에 이르러서였다.[56]

그 이후로 전기 통신이 사회적 관계에서 수행하는 역할은 점점 더 중요해졌다. 최근 몇 년 동안, 소셜 네트워킹 서비스의 인기가 급격히 증가했다. 이러한 사이트를 통해 사용자는 서로 소통할 수 있을 뿐만 아니라 사진, 이벤트 및 프로필을 게시하여 다른 사람들이 볼 수 있도록 할 수 있다. 프로필에는 사람의 나이, 관심사, 성적 취향 및 관계 상태가 나열될 수 있다. 이러한 방식으로 이러한 사이트는 사회적 약속 조정부터 구애에 이르기까지 모든 것에서 중요한 역할을 할 수 있다.[57]

소셜 네트워킹 서비스 이전에는 단문 메시지 서비스(SMS)와 전화와 같은 기술도 사회적 상호 작용에 상당한 영향을 미쳤다. 2000년, 시장 조사 기관인 입소스 모리(Ipsos MORI)는 영국 15~24세 SMS 사용자의 81%가 이 서비스를 사용하여 사회적 약속을 조정했고 42%가 데이트를 위해 사용했다고 보고했다.[58]

문화적 관점에서 볼 때, 통신 기술은 대중이 음악과 영화에 접근할 수 있는 능력을 향상시켰다. 텔레비전을 통해 사람들은 비디오 가게나 영화관에 갈 필요 없이 집에서 본 적 없는 영화를 시청할 수 있다. 라디오와 인터넷을 통해 사람들은 음반 가게에 갈 필요 없이 들어본 적 없는 음악을 들을 수 있다.

통신 기술은 사람들이 뉴스를 받는 방식 또한 변화시켰다. 미국 비영리단체인 퓨 리서치 센터(Pew Research Center)가 2006년 3,000명이 넘는 미국인을 대상으로 실시한 설문 조사에 따르면, 대다수가 신문보다 텔레비전이나 라디오를 더 선호했다.[59]

지역 TV전국 TV라디오지역 신문인터넷전국 신문
59%47%44%38%23%12%



통신 기술은 광고에도 똑같이 중요한 영향을 미쳤다. TNS 미디어 인텔리전스(TNS Media Intelligence)의 보고서에 따르면, 2007년 미국 광고 지출의 58%가 통신 기술에 의존하는 매체에 사용되었다.[60]

매체지출액
인터넷113.1억달러
라디오106.9억달러
케이블 TV180.2억달러
신디케이션 TV41.7억달러
현지 TV168.2억달러
네트워크 TV254.2억달러
신문282.2억달러
잡지303.3억달러
옥외 광고40.2억달러
합계1490억달러


6. 관련 법규 및 기관

많은 국가가 국제전기통신연합(ITU)이 제정한 국제 전기통신 규칙을 준수하는 법률을 제정했다. ITU는 정보통신기술 문제에 대한 주요 UN 기관이다.[61] 1947년 애틀랜틱시티 회의에서 ITU는 "새로운 국제 주파수 목록에 등록되고 무선 규정에 따라 사용되는 모든 주파수에 대한 국제적 보호를 제공하기로" 결정했다. 애틀랜틱시티에서 채택된 ITU의 ''무선 규정''에 따르면, ''국제 주파수 등록 위원회''에서 참조되고 위원회에서 검토되어 ''국제 주파수 목록''에 등록된 모든 주파수는 "유해한 간섭으로부터 국제적 보호를 받을 권리가 있다".[62]

전 세계적으로 전기통신과 방송의 관리에 관한 정치적 논쟁과 법률이 있었다. 방송의 역사는 인쇄와 같은 기존 통신과 라디오 방송과 같은 전기통신의 균형과 관련된 일부 논쟁을 논의한다.[63] 제2차 세계 대전의 시작은 국제 방송 선전의 첫 번째 폭발을 가져왔다.[63] 국가, 정부, 반군, 테러리스트, 민병대는 모두 전기통신과 방송 기술을 사용하여 선전을 했다.[63][64] 정치 운동과 식민화를 위한 애국적인 선전은 1930년대 중반에 시작되었다. 1936년 BBC는 이탈리아의 유사한 방송을 상쇄하기 위해 아랍 세계에 선전 방송을 했다. 이탈리아는 북아프리카에 식민지 이익도 있었다.[63]

전기통신에 대한 현대 정치적 논쟁에는 광대역 인터넷 서비스를 전기통신 서비스로 재분류하는 것(또한 순망 중립성이라고 함),[65][66] 휴대전화 스팸 규제,[67][68] 그리고 저렴한 광대역 접속 확대가 포함된다.[69]

국제적인 관점에서, 전기통신과 방송의 관리에 대한 정치적 논의와 입법이 이루어져 왔다. 예를 들어, 기존의 통신 수단인 출판 등과 라디오 방송 등의 전기통신 간의 균형에 대한 논의이다.[141] 제2차 세계대전이 발발하면서 세계 최초의 국제 방송을 통한 선전이 폭발적으로 확산되었다.[141] 국가, 정부, 반군, 테러리스트, 민병대 등이 각각 전기통신 및 방송 기술을 이용하여 선전을 펼쳐왔다.[141][142] 정치 운동이나 식민지화를 위한 애국적인 선전은 1930년대 중반경에 시작되었다. 1936년 BBC는 아랍 세계에 선전 방송을 실시했는데, 이는 당시 아랍 지역 식민지화에 관심을 가졌던 이탈리아의 유사한 방송을 상쇄하기 위한 목적이었다.[141]

최근 이라크 전쟁 등에서는 협박 전화, 협박 SMS, 몇 시간 이내에 실행된 상대방에 대한 공격 영상 배포 등의 수법이 선전으로 사용되고 있다. 이라크에서는 수니파 반군이 방송국을 소유하고 있으며, 신정부군이 이를 장악해도 다른 거점에서 방송을 계속하고 있다.[142]

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