전기통신 - 전화망, 스마트폰, 인공위성 이야기

전기통신

 

전기통신

전기통신은 직접 멀리 떨어져 있는 곳과의 원거리 통신 방식이다. 모든 정보를 전기 또는 전자기적 방식으로 주고받는다. 먼 곳에 빠르게 정보를 전달하기 위해서는 그것을 전달하는 전달 매체가 빨리 움직여야 한다. 전기와 빛을 이용해 소식을 전달하는 방법 중 가장 간단한 것은 신호를 켰다 껐다 하는 것이다. 모스부호가 이런 방법을 가장 잘 이용한 것인데 길고 짧은 신호의 조합으로 문자와 숫자를 부호화하여 보낸다. 이후 좀 더 발전된 전기 통신은 음성과 영상 신호가 반송파라는 신호 전달 전파와 결합, 변조된다. 수신기가 변조된 신호를 받고 검파기가 반송파에서 신호를 끌어낸 다음 음성과 영상을 재생한다. 

 

전화망

이제, 전 세계 사람들과의 의사소통을 가능하게 하는 국제 전화 네트워크가 구축되었다. 전화를 걸면 금속 케이블, 무선 연결망, 광섬유 케이블로 연결된 유선 전화 네트워크를 통해 지역 교환국이나 메인 교환국을 거쳐 통화가 연결된다. 한편 이동 전화는 셀이라고 하는 육각형 영역을 담당하는 근처의 기지국에 무선으로 연결된다. 각 셀에는 기지국이 설치되어 있으며, 셀의 크기는 전화 사용자 수에 따라 달라진다. 통화 중에 셀을 떠나 다른 셀로 이동하더라도 자동으로 다음 셀의 기지국에 연결되어 통화를 계속할 수 있다. 그런 다음 각 기지국은 통화를 이동 교환 센터로 전송하고, 이동교환센터는 전화네트워크의 주 교환 센터로 연결한다. 전화기의 송화기와 수화기는 마이크로폰이나 이어폰과 같다. 모바일 네트워크 또한 문자와 영상 메시지를 지원하며 사용자가 인터넷에 연결할 수 있도록 해준다.

 

스마트폰

 

스마트폰은 웹 브라우저를 포함하여 전화를 걸고 다양한 애플리케이션을 사용할 수 있는 진정한 손바닥 크기의 컴퓨터이다. 안테나는 디지털 라디오 방송고 동일한 기술을 사용하여 인코딩된 디지털 사운드를 무선으로 전송할 수 있다. 내장된 마이크는 발신자의 말을 수신할 뿐만 아니라 소리를 녹음할 수 있고, 작은 스피커는 다른 사람이 들을 수 있게 하면서 음악을 재생할 수 있다. 스피커는 또한 사용자에게 전화나 메시지가 온 것을 알려주고, 진동모터로 진동해서 '윙윙' 울리게 알려줄 수도 있다. 주요 입력 방식은 손가락으로 터치스크린을 조작하는 방식이지만 대부분의 스마트폰은 음성인식 기능도 있어 음성 명령을 처리할 수 있다. 작은 가속도계 덕분에, 그 전화기는 방향 변화를 포함한 움직임도 감지한다.

 

인공위성

인공위성은 지구 주위를 대기권보다 높은 곳에서 궤도를 돌며 지상과 통신한다. 기상위성과 정찰위성은 지구를 내려다보고, 천문위성은 우주를 관측하며, 통신위성은 지구상의 먼 곳을 연결하고 먼 나라의 텔레비전 전파를 각 가정에 전송한다. 궤도에 따라서는 어떤 위성은 빠른 속도로 하늘을 가로지르는 것처럼 보이고, 어떤 위성은 적도 바로 위에 있어 한지 점에 머물러 있는 것처럼 보인다. 위성으로부터의 통신은 음성, 비디오 또는 정보에 관계없이 무선으로 우리에게 보내진다. 모든 위성은 지상과 무선으로 통신하고, 영상 자료들과 데이터를 전송하며, 지상으로부터 명령과 정보를 수신한다. 각각의 위성과 지상국에는 곡면으로 된 통신용 접시를 설치했다. 이 접시는 중앙 혼에서 발생시키는 신호를 반사하여 좁은 광선을 생성하고, 그 광선은 신호를 반사하여 중앙 혼에서 만나게 한다. 다양한 위성들을 살펴보자 우선 통신위성은 매우 높은 고도의 정지 궤도에서 전화를 걸고, 데이터를 통신하고, 영상을 시청할 수 있게 해준다. 기상위성은 저궤도에서 극도의 정밀온도를 측정해 대기 중 수증기의 양을 감지한다. 정지궤도에 있는 기상위성은 자이로스코프처럼 회전해 안정적인 위치를 유지하며, 정확한 지점에서 장시간 정지 상태를 유지할 수 있다. 지구 관측 위성은 우주에서 지구를 내려다볼 수 있는 완벽한 위치에 있으며, 지구에 대한 엄청난 양의 정보를 수집한다. 가시광선과 적외선에 민감한 표면 분광 방사계는 육지와 바다의 고해상도 이미지를 포착하고, 열적외선 센서는 육지와 바다, 대기 온도를 측정해 과학자들이 토지이용과 기후변화를 연구하는데 많은 자료를 제공해 도움을 준다.