[L1] 모뎀 (Modem)

모뎀은 OSI 1계층의 장비이지만, 실제로 보면 인터넷 사업자 (KT, LG, SK)에서 구축해주는 모뎀은 OSI 2계층의 스위치 허브 기능도 포함 되어있다.

KT 광케이블 모뎀

가장 핵심적인 역할은 PCM 변조

모뎀의 종류는 많지만, 가장 큰 역할은 외부에서 들어오는 광 또는 동축케이블의 전기적인 신호 (아날로그 신호)를
디지털 신호로 변환 (Digital Analog Converter: DAC) 하고 반대로 디지털신호를 아날로그 신호(Analog Digital Converte: ADC) 로 변환하는 것이다.
이 역할을 PCM(Pulse Code Modulation) 변조 라고 하는 것이다.

정리하자면, 모뎀은 외부 네트워크 케이블(광,동축)의 전기적인 신호를 PCM변조 과정을 통해 외부 인터넷과 통신하기 위한 장비이다. (그래서 인터넷 모뎀이라고도 불림)

PCM 변조 과정 : 표본화 -> 양자화 -> 부호화 -> 복호화 -> 여과

PCM 변조	설명
표본화(Sampling)	아날로그(전기적) 파형을 연속적인 시간 폭으로 나누어 작은 간격의 직사각형으로 시분할하여 신호를 만듬
양자화(Quantization)	표본화된 신호의 진폭은 일정한 값이 아니기 때문에 수량화하여 이산적인 신호로 바꾸는 과정
부호화(Encoding)	양자화된 진폭 값을 2진법으로 나타낼 수 있어서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함
복호화(Decoding)	디지털 신호를 펄스 신호로 변환함
여과(Filtering)	본래의 아날로그 신호로 변환함

왜 OSI 2계층이 포함되어있느냐?

우선 역할은 위에서 이야기 하였듯, PCM 변조를 하는 역할은 동일하다. 위에 사진을 참고해보면 LAN1~LAN4 까지의 포트가 있는 것을 확인 할 수 있고, 이것의 역할이 OSI 2계층에서 동작하는 스위치 허브 기능이라는 것이다.
OSI의 2계층의 스위치 허브기능을 통해 확장시켜, 여러 기기(IPTV 라든지 별도의 공유기 라든지...)
를 사용할 수 있도록 모뎀을 만들었다.

중요한 것은 스위치 허브 장비는 네트워크에서 노드를 확장하는 장비이며, 이것을 토폴로지로 설명하자면 스타형이다.

공유기와는 다른 개념이다. 공유기는 NAT(네트워크 주소 변환)을 통해 하나의 공인IP를 여러개의 사설 IP로 변환 시키는 개념이고 이때 공유기를 통한 토폴로지는 버스형이다. (그러나 공유기에도 스위치 허브 모드가 있다. 이 모드로 동작할 때에는 위에서 언급한 스타형 토폴로지로써 확장하여 동작한다)

출처 : https://m.blog.naver.com/justbecg/221561925374

물론 모든 모뎀이 OSI 2계층을 포함하고 있는 것은 아니다.

모뎀은 엄연히 OSI 1계층을 위한 장비이며, 과거 전화선(VDSL) 모뎀의 경우를 보면 스위치허브가 포함되어 있지 않은 장비도 상당히 많은 편이다. 하지만 과거 장비일 뿐.... 요즘 인터넷 모뎀은 스위치허브 기능이 포함되어서 나온다.