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음향 결합기

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목차

1. 개요

음향 결합기는 전화 수화기의 음향 신호를 전기 신호로 변환하여 데이터를 전송하는 장치이다. 1984년 벨 시스템 해체 이전까지 전화망 접속에 대한 규제로 인해 제3자 장비 사용이 제한되던 시기에 등장했다. 음향 결합기는 수화기의 마이크와 스피커에 밀착되는 컵 형태의 거치대를 사용하며, 초기에는 300bps, 이후 기술 발전을 통해 28.8Kbps까지 통신 속도가 향상되었다. 전화망에 직접 연결하는 모뎀이 보편화되면서 사용이 줄었지만, 공중 전화망이나 특수한 환경에서 사용되기도 했다.

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음향 결합기
개요
음향 결합기의 모습
1963년 음향 결합기
유형모뎀의 이전 기술
발명가M. 쿠퍼와 존 A. 스커더
발명 시기1947년
관련 발명모뎀
작동 원리
원리음향을 이용하여 전기 신호 결합
방식전화 송수화기를 통해 데이터 전송
특징모뎀과 달리 직접적인 전기 연결 불필요
역사
개발 배경전화망의 전기적 연결 규제 회피
사용 시기1960년대 후반부터 1980년대 초반
발전최초의 상용 장치는 1963년에 생산됨
1966년 존 반 뉴먼 컴퓨터 과학 컨퍼런스에서 대중에게 공개됨
대체직접 연결 모뎀의 보급으로 점차 사라짐
기술적 특징
속도일반적으로 저속 (300 보드, 1200 보드)
연결표준 전화 송수화기에 물리적으로 연결
음향 절연외부 소음 차단이 중요
용도
주요 용도초기 컴퓨터 터미널 접속
원격 데이터 전송
제한적 사용전화 접속이 어려운 환경
장단점
장점전기적 연결 없이 데이터 전송 가능
전화선 연결 규제 회피
단점낮은 데이터 전송 속도
외부 소음에 민감
직접 연결 모뎀에 비해 불안정한 연결
현재
현황기술적으로는 구식이며 거의 사용되지 않음
대체 기술모뎀, 인터넷

2. 역사 및 응용

1984년 해체 이전까지 미국의 벨 시스템은 전화 통신에 대한 법적 독점권을 가지고 있었으며, 이에 따라 고객이 네트워크에 접속하는 방식에 대해 엄격한 규칙을 적용했다.[9] 고객들은 벨이 제조하거나 판매하지 않은 장비를 네트워크에 연결하는 것이 금지되었다.[9] 이러한 상황은 전화 회사가 국영 기업이었던 거의 모든 국가에서 유사하게 나타났다.[9] 수많은 가정에서 전화는 RJ11, BS 6312와 같은 단자들이 표준화되기 전까지 벽면 단말 장치로 고정 배선화되었다. 오스트레일리아에서는 1975년까지 정부 독점기업 PMG가 이용자의 모든 전화선과 장비를 소유하였고 타사 장치들의 부착을 금지하였으나 대부분의 핸드셋들은 600 시리즈 단자로 연결되었고 이것들은 오스트레일리아에만 국한된 것이므로 수입 장비들은 일반적인 전기적 호환성에도 불구하고 어떠한 경우에도 직접 연결하지 못했다.

1956년 허시-A-폰 관련 판결을 통해 처음으로 제3자 공급업체의 전화 부착 장치 사용이 허가되었다.[1] 법원은 AT&T가 전화 시스템에 연결되는 장치를 규제할 권한을 인정하면서도, 허시-A-폰 사용자에 대한 간섭을 중단하라고 명령했다.[1] 나아가 1968년 카터폰 관련 판결에서는 시스템에 해를 끼치지 않는 어떠한 장치라도 AT&T 네트워크에 직접 연결할 수 있게 되었다.[1] 이는 응답기, 픽시밀리 기기, 모뎀 등 다양한 혁신 제품의 보급을 촉진하는 계기가 되었다.[1]

발명가들이 전화선을 경유하여 비음성 신호를 송신할 수 있는 장치들을 개발하기 시작했을 때 벨의 제한에 대한 제2의 조치가 필요하다는 점은 명백했다. 1937년 초, 신문에 사용된 팩시밀리 기기는 특정 종류의 결합기를 사용했는데, 이는 음향 방식이었을 가능성이 있지만 단방향 통신을 위한 자기 방식이었을 가능성이 더 높다.[2] 다중화 양방향 전화 결합은 초기의 이 팩스 기기들에 필요하지는 않았다.

로버트 바이트브레히트는 1963년 전화 수화기의 이어피스에서 나오는 소리를 전기 신호로, 텔레타이프에서 나오는 전기 펄스를 전화 수화기의 마우스피스로 들어가는 소리로 변환하는 바이트브레히트 모뎀을 개발했다.[3]

바이트브레히트 모뎀은 다른 엔지니어들이 더 빠른 속도로 8비트 ASCII 터미널에서 작동하는 다른 모뎀을 개발하도록 영감을 주었다. 이러한 모뎀 또는 커플러는 1966년경 존 반 진이 스탠포드 연구소(현재 SRI International)에서 개발했으며, 수화기 작동을 모방했다.[4] 초기 상업 모델은 1968년 리버모어 데이터 시스템에서 제작했다.[5] 전화로 컴퓨터 시스템(전화 회사 데이터 세트가 있음)에 전화를 걸고, 연결이 설정되면 수화기를 음향 모뎀에 넣는다.

수화기는 모두 전화 회사에서 제공했기 때문에 대부분 같은 모양을 가지고 있어 물리적 인터페이스가 단순화되었다. 모뎀 상자 내부의 마이크와 스피커는 신호 톤을 감지하고 전송하며, 회로는 오디오 주파수 편이 변조 인코딩된 바이너리 신호를 RS232 출력 소켓으로 변환한다. 운이 좋으면 300 보드(약 비트/초) 전송 속도를 얻을 수 있지만 150 보드가 더 일반적이였다.

이 속도는 134.5 보드로 작동하는 IBM 2741 또는 110 보드로 작동하는 텔레프린터와 같이 타자기 기반 터미널에 충분했다.

음향 결합 모뎀의 실제 상한선은 1200 보드였으며, 1973년 Vadic에서, 1977년 AT&T에서 처음 제공되었다. 1985년 Hayes Smartmodem 1200A가 등장하면서 1200 보드 엔드포인트가 널리 사용되었지만, RJ11 잭을 사용했으며 음향 결합기는 아니었다. 이러한 장치는 현대 인터넷 채팅방, 게시판, 이메일의 전신인 다이얼 업 게시판 시스템의 생성을 촉진했다.

2. 1. 초기 역사

1984년 해체 이전까지 미국의 벨 시스템은 전화 통신에 대한 법적 독점권을 가지고 있었으며, 이에 따라 고객이 네트워크에 접속하는 방식에 대해 엄격한 규칙을 적용했다.[9] 고객들은 벨이 제조하거나 판매하지 않은 장비를 네트워크에 연결하는 것이 금지되었다.[9] 이러한 상황은 전화 회사가 국영 기업이었던 거의 모든 국가에서 유사하게 나타났다.[9]

1956년 허시-A-폰 관련 판결을 통해 처음으로 제3자 공급업체의 전화 부착 장치 사용이 허가되었다.[1] 법원은 AT&T가 전화 시스템에 연결되는 장치를 규제할 권한을 인정하면서도, 허시-A-폰 사용자에 대한 간섭을 중단하라고 명령했다.[1] 나아가 1968년 카터폰 관련 판결에서는 시스템에 해를 끼치지 않는 어떠한 장치라도 AT&T 네트워크에 직접 연결할 수 있게 되었다.[1] 이는 응답기, 픽시밀리 기기, 모뎀 등 다양한 혁신 제품의 보급을 촉진하는 계기가 되었다.[1]

1937년 초, 신문에 사용된 팩시밀리 기기는 특정 종류의 결합기를 사용했는데, 이는 음향 방식이었을 가능성이 있지만 단방향 통신을 위한 자기 방식이었을 가능성이 더 높다.[2]

로버트 바이트브레히트는 1963년 전화 수화기의 이어피스에서 나오는 소리를 전기 신호로, 텔레타이프에서 나오는 전기 펄스를 전화 수화기의 마우스피스로 들어가는 소리로 변환하는 바이트브레히트 모뎀을 개발했다.[3]

2. 2. 발전 과정

벨 시스템의 텔레포니 독점으로 인해 고객들은 벨이 제조, 판매하지 않은 장비를 네트워크에 연결하는 것이 금지되었다.[9] 이러한 상황은 1956년 허시-A-폰 판결과 1968년 카터폰 판결을 통해 변화하여, 시스템에 해를 미치지 않는 장치는 AT&T 네트워크에 직접 연결할 수 있게 되었다.[9] 이를 통해 응답기, 픽시밀리 기기, 모뎀 등의 혁신품들이 보급될 수 있었다. 1937년 초 신문에 사용된 팩시밀리 기기는 특정한 종류의 결합기를 사용했으며, 음향일 가능성이 있지만 단일 방향 통신을 위한 자석일 가능성이 더 높았다.[10] 초기 팩스 기기에는 다중화 양방향 전화 결합이 필요하지 않았다. 초기 음향 커플러는 300bps 정도의 속도로 통신했으나, 기술 발전으로 1989년경에는 1200-2400bps, 2005년에는 28.8Kbps 속도의 제품도 등장했다.

2. 3. 한국에서의 역사

1980년대 전반까지 대한민국에서는 전화망에 모뎀을 접속하는 데 제도적인 제약이 많았다.[7] 가입자 회선을 이용한 데이터 통신에는 망 제어 장치(NCU) 또는 음향 커플러가 사용되었다.[7]

1985년 통신 자유화로 기술 인증을 받은 단말은 일반 가입자 회선에 접속할 수 있게 되었다. 모듈러 잭의 보급으로 사용자가 직접 단말을 연결하는 것이 가능해지면서 안정적인 데이터 통신이 가능한 NCU 내장 모뎀이 음향 커플러를 대체하게 되었다. 1989년경에는 음향 커플러가 거의 사용되지 않게 되었다.[8] 이후에는 핸드헬드 컴퓨터 등에서 영업 담당자가 외근 시 공중전화를 이용하여 데이터를 전송하는 용도로 사용되었다.

ISDN 대응 공중전화, PHS, 휴대 전화, 무선 액세스, 호텔 등 인터넷 환경 정비, 공중 무선 LAN 등 데이터 통신 환경이 발전하면서 음향 커플러는 그 역할을 다하게 되었다.

3. 작동 원리

음향 커플러는 전화기 수화기의 마이크와 스피커 부분에 밀착되는 컵 형태의 거치대를 통해 음향 신호를 주고받는다.[6] 모뎀에서 생성된 전기 신호는 스피커를 통해 소리로 변환되어 수화기의 마이크로 전달되고, 수화기에서 발생한 소리는 컵 안의 마이크를 통해 전기 신호로 변환되어 모뎀으로 전달된다.[6] 이러한 방식으로 양방향 통신이 이루어진다.

초기 제품은 변복조부와 통신용 인터페이스(RS-232C 등)를 갖추고 있었으나, 현재는 음향과 전기 신호 변환 기능만 제공하며 모뎀을 연결하여 사용한다.[7] 전화기 수화기를 음향 결합기 본체에 끼우고, 연결된 전화기의 다이얼을 수동으로 돌려 발신 조작을 한다. 톤(푸시) 회선에서는 모뎀에서 다이얼링할 수 있다.

이러한 구조 때문에 음향 결합기는 주변의 진동이나 소음에 취약하고 안정성이 낮다.[7] 초기 통신 속도는 300bps 정도였으며, 1989년경에는 1200bps - 2400bps[7], 2005년에는 28.8Kbps 제품이 판매되었다.

전화기는 인증받은 기존의 것을 사용하며, 공중 전화망(PSTN)과 전기적인 연결이 없어 제조 및 운용에 제한이 없었다.[6]

4. 디자인

음향 커플러는 일반적으로 전화 수화기의 마이크와 이어피스 주변에 (고무 실을 사용하여) 밀착되도록 설계된 거치대에 놓였다.[6] 모뎀은 수화기의 마이크에 부착된 컵의 스피커를 변조하고, 전화 수화기의 이어피스에 있는 스피커의 소리는 거기에 부착된 컵의 마이크에 의해 수집되었다. 이러한 방식으로 신호가 양방향으로 전달될 수 있었다. 실을 사용했음에도 불구하고 음향 결합기는 외부 소음에 민감했으며, 당시 널리 사용되던 수화기 크기와 모양의 표준화에 의존했다. 초기의 통신 속도는 300bps 정도였으며, 1989년경에는 1200bps - 2400bps[7], 2005년 시점에서는 28.8Kbps의 제품이 시판되고 있다.

전화 네트워크에 직접 전기 연결이 합법화되자마자, 모뎀을 연결하는 선호되는 방법이 되었고, 음향 결합기의 사용은 줄어들었다.[6] 음향 커플러는 최소한 1990년대 후반까지 전화 네트워크에 전기 연결이 불법이거나 비실용적인 세계 지역에서 여행하는 사람들에 의해 여전히 사용되었다.[6] 많은 모델의 청각 장애인을 위한 통신 장치(TDD)는 여전히 내장된 음향 결합기를 가지고 있으며, 이는 공중 전화와 청각 장애인의 비상 통화에 더욱 보편적인 사용을 가능하게 한다.[6]

초기의 제품은 변복조부를 내장하고, 통신용 인터페이스(RS-232C 등)를 갖추고 있다. 현재의 제품은 음향과 전기 신호의 변환 기능만을 가지며, 모뎀을 연결하여 사용한다. 모뎀과의 연결은 전용 코드를 사용하며, 전화기의 수화기를 음향 결합기 본체에 끼운다. 발신 조작은 연결된 전화기의 다이얼을 수동으로 돌리는 방식으로 사용한다. 톤(푸시) 회선의 경우에는 모뎀에서 다이얼링할 수 있다. 이러한 구조로 인해 주변의 진동이나 소음에 약하며, 안정성도 낮다.

전화기는 인증을 받은 기존의 것을 사용하며, 공중 전화망(PSTN)과 전기적인 연결이 없기 때문에 제조 및 운용에 제한이 없다.

5. 대중 문화

음향 결합기는 영화나 드라마 등 대중 매체에서 통신 기술을 상징하는 장치로 종종 등장한다. 1968년 스티브 맥퀸 주연의 영화 《블리트》는 음향 결합기를 묘사한 최초의 주요 영화로 알려져 있다. 1983년 영화 《워 게임》 초반부에는 주인공 데이비드 라이트만(배우 매튜 브로데릭 분)이 음향 모뎀 크래들에 전화 수화기를 올려놓고 군사 지휘 컴퓨터에 연결하는 장면이 나온다.

참조

[1] 뉴스 "Phone Company Upheld in Ban on Hush-A-Phone" The New York Times 1951-02-17
[2] Youtube Spot News https://archive.org/[...] Chevrolet Motors Division of the General Motors Sales Corporation 1937
[3] 서적 A Phone of Our Own: the Deaf Insurrection Against Ma Bell Gallaudet University Press 2000
[4] 웹사이트 Timeline of Computer History http://www.computerh[...] Computer History Museum 2007-02-12
[5] 웹사이트 Acoustic Modem, with text [Gio] (1968) http://infolab.stanf[...]
[6] 웹사이트 Wired 6.04 - Rj-11 http://web.media.mit[...]
[7] 문서 network control unit
[8] 간행물 音響カプラー ピクニック企画 1990-03-01
[9] 뉴스 "Phone Company Upheld in Ban on Hush-A-Phone" The New York Times 1951-02-17
[10] Youtube Spot News https://archive.org/[...] Chevrolet Motors Division of the General Motors Sales Corporation 1937


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