[통신설비기능장 필기] 19년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

다중화 방식은 여러 신호를 하나의 전송 매체에서 동시에 전송하기 위해 신호를 분리하는 기술이다. 공간분할 다중화(SDM)는 서로 다른 공간 영역을 할당하고, 주파수분할 다중화(FDM)는 서로 다른 주파수 대역을 할당하며, 파장분할 다중화(WDM)는 광통신에서 서로 다른 파장을 할당하는 표준적인 다중화 기법들이다. 반면 패널분할 다중화는 통신 분야에서 인정되는 다중화 방식이 아니며, 실제 다중화 기술 체계에 포함되지 않는 용어이다.

전자교환시스템(ESS)의 유지보수 프로그램은 시스템 운영 중 발생하는 장애·오류를 감지하고 해결하기 위한 도구들이다. 장애 처리 프로그램은 발생한 장애에 대응하고, 장애 진단 프로그램은 문제를 분석·진단하며, 운용 관리 프로그램은 시스템 상태를 모니터링하고 관리한다. 반면 호 처리 프로그램은 교환기의 핵심 업무 프로그램으로, 가입자 간의 전화 호를 실제로 연결·제어하는 기능을 담당하므로 유지보수가 아닌 정상적인 통신 서비스 운영 자체에 필수적인 프로그램이다.

전자교환기에서 가입자의 발신, 통화 중 필요한 중계선 확인 등의 감시 기능을 담당하는 장치는 주사 장치(Scanner)이다. 주사 장치는 모든 가입자 회선과 중계선의 상태를 순환적으로 감시하여 발신 신호, 통화 중 상태 변화, 회선 점유 여부 등을 지속적으로 모니터링한다. 통화 스위치 회로망은 실제 통화 경로 연결, 중앙 제어 장치는 교환 제어 로직 처리, 일시 기억 장치는 데이터 임시 저장을 각각 담당하므로 정답은 주사 장치이다.

동기식 전송 방식의 특성을 검토하면, 동기는 글자 단위가 아닌 블록 단위로 이루어진다는 점이 정답 근거다. 1번 동기 문자 사용, 2번 글자 간 휴지 간격 없음, 3번 고속 전송 특성은 모두 동기식의 정확한 특징이지만, 4번은 비동기식(글자 단위 동기)의 특성이다. 동기식은 여러 글자를 한 블록으로 묶어 블록 단위로 동기를 맞추므로, 글자 단위 동기는 동기식 전송의 특성이 아니다.

비동기 전송에서 수신단말기가 수신한 문자를 처리하고 다음 문자 수신을 위한 준비 시간을 확보하기 위해 사용하는 비트는 정지 비트(Stop Bit)이다. 시작 비트는 문자 수신의 시작을 알리고, 체크 비트와 패리티 비트는 오류 검출용이므로 수신단말기의 처리 시간 확보와는 무관하다. 정지 비트는 1개 이상(보통 1~2개)의 비트로 구성되어 한 문자의 전송 종료를 표시하면서 동시에 수신단말기에 문자 처리 및 다음 수신 준비 시간을 제공하는 역할을 한다.

수신기에서 수신주파수를 중간주파수(IF, Intermediate Frequency)로 변환하는 가장 큰 이유는 선택도를 향상시키기 위해이다. 중간주파수는 수신주파수보다 낮은 고정된 주파수로, 이 대역에서 협대역 필터를 설계하면 Q값이 높아져 인접 채널 신호를 효과적으로 제거할 수 있다. 원래 수신주파수 대역에서 같은 수준의 선택도를 구현하려면 필터 설계가 매우 어렵고 비경제적이므로, 중간주파수 변환은 수신기 성능 향상의 핵심 기술이다.

상관대역폭(Coherence Bandwidth)은 채널이 주파수 선택적 페이딩을 일으키지 않고 평탄한 응답을 유지하는 주파수 범위를 나타내는 개념으로, 지연확산(Delay Spread)의 역수에 비례합니다. 구체적으로 $B_c \approx \frac{1}{5\tau_d}$ (또는 $\frac{1}{5\sigma_\tau}$)의 관계식으로 표현되며, 지연확산이 클수록 상관대역폭은 작아집니다. 음영효과는 대규모 감쇠와 관련되고, 안테나 이득과 도플러 주파수는 각각 송수신 안테나의 특성과 이동에 의한 주파수 변이로 상관대역폭의 개념과는 독립적입니다. 따라서 상관대역폭은 채널의 다중경로 전파로 인한 지연확산에 가장 직접적으로 결정됩니다.

FDMA, TDMA, CDMA 방식 중 FDMA와 TDMA는 서로 다른 주파수 또는 시간슬롯을 사용하므로 기지국 간 전환 시 기존 연결을 즉시 끊고 새로운 연결을 맺어야 하며, 이를 하드 핸드 오프라 한다. 반면 CDMA는 같은 주파수를 사용하므로 여러 기지국과 동시에 연결 가능한 소프트 핸드 오프가 가능하다. 소프터 핸드 오프는 같은 교환국 내 기지국 간 핸드 오프, 소프트 핸드 오버는 존재하지 않는 용어이므로, 정답은 서로 다른 이동통신 교환국간 방식인 하드 핸드 오프이다.

야기 안테나는 복사기(투사기)를 중심으로 뒤에 반사기, 앞에 도파기를 배치한 구조다. 그래서 도파기 쪽으로만 강하게 복사하는 단방향 지향성을 갖는다. 8자 지향성은 반파장 다이폴이나 루프 안테나의 특성이다. 도파기 수를 늘리면 이득과 지향성이 높아져 TV 방송 수신용으로 널리 쓰인다.

Proxy 서버는 네트워크의 내부와 외부 사이의 중간 지점에서 클라이언트 요청을 대신 처리하며, 방화벽 역할로 내부 네트워크를 보호하고 네트워크 캐시 기능으로 자주 요청되는 데이터를 저장하여 대역폭을 절약한다. Web 서버는 웹 페이지 제공, DNS 서버는 도메인 이름 해석, Telnet 서버는 원격 접속을 담당하므로 문제의 조건과 맞지 않는다.

IPsec는 IP 계층에서 보안 서비스를 제공하는 프로토콜 모음으로, 암호화(기밀성), 데이터 무결성 검증, 통신 상대방 인증 등을 핵심 기능으로 제공한다. 보기 2, 3, 4는 모두 IPsec의 AH(Authentication Header)와 ESP(Encapsulating Security Payload) 프로토콜을 통해 구현되는 보안 기능이다. 반면 생산성은 IPsec이 제공하는 보안 기술과 무관한 비즈니스/조직 관리 개념으로, IPsec의 기술 범위에 포함되지 않는다.

IPv4 헤더는 Version, Header Length, Type of Service, Total Length, Identification, Flags, Fragment Offset, Time To Live, Protocol, Header Checksum 등으로 구성되며, 이 중 1, 2, 3번은 모두 IPv4 헤더의 표준 필드다. Flow Label은 IPv6 헤더에서 트래픽 흐름을 식별하기 위해 도입된 32비트 필드로, IPv4에는 존재하지 않는다.

침입탐지시스템(IDS)은 네트워크 트래픽을 모니터링하여 침입 시도를 감지하고 대응하는 보안 시스템이다. 경보 기능은 침입 시도 발생 시 관리자에게 즉시 알리는 핵심 기능이고, 셔닝 기능은 탐지된 침입에 대해 능동적으로 차단하는 기능이며, 사용자 프로그램 실행은 탐지 후 자동으로 특정 프로그램을 실행하도록 하는 대응 기능이다. 반면 주소변환 기능(NAT)은 IP 주소를 변환하는 네트워크 라우팅·방화벽 기능으로, IDS의 기본 목적인 침입 탐지 및 대응과는 무관한 기능이다.

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 BOOTP(Bootstrap Protocol)의 확장으로 개발되어 동적으로 IP 주소를 할당하는 프로토콜이다. BOOTP는 정적 IP만 할당했으나, DHCP는 IP 주소뿐 아니라 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 서버 등을 동적으로 할당할 수 있으며, 임대 기간(lease time) 개념을 통해 IP를 재사용 가능하게 한다. UDP(1번)는 전송 프로토콜일 뿐 IP 할당 기능이 없고, ICMP(3번)는 오류 보고, IGMP(4번)는 멀티캐스트 그룹 관리 프로토콜로 각각 다른 목적을 가지고 있다.

H.323은 QoS가 보장되지 않는 IP 네트워크에서 실시간 음성, 비디오, 데이터 통신을 위한 ITU-T 표준이며, 터미널(Terminal), 게이트웨이(Gateway), 게이트키퍼(Gatekeeper), MCU(Multipoint Control Unit) 등의 구성요소 간 통신을 정의한다. 2번의 '외부 콜 에이전트에 의해 게이트웨이를 제어하기 위한 표준'은 MGCP(Media Gateway Control Protocol)의 역할로, H.323이 아니라 게이트웨이 제어를 위한 별도의 프로토콜이다. H.323은 게이트웨이 제어 프로토콜이 아니라 통신 참여자들 간의 직접적인 통신 규약을 정의하는 표준이다.

동적 라우팅은 라우팅 프로토콜이 자동으로 경로를 계산하고 라우팅 테이블을 갱신하는 방식으로, 관리가 편리하고 대규모 복잡한 네트워크에 적합하다(1번, 2번, 4번 모두 정확). 반면 3번은 정적 라우팅의 특징을 설명하고 있다 — 관리자가 라우팅 테이블을 직접 작성·갱신하는 방식이며, 소규모 안정적인 네트워크에 적합하다. 따라서 3번이 동적 라우팅의 설명으로는 틀렸다.

반사현상은 전송선로의 특성임피던스 불일치로 인해 발생하는 현상이다. 1번은 정확하며, 반사계수는 입사파 진폭과 반사파 진폭의 비로 정의된다. 2번도 맞는데, 신호파의 파장이 짧을수록(주파수가 높을수록) 선로의 길이가 파장에 비해 상대적으로 길어져 반사의 영향이 더 두드러진다. 4번도 정확하며, 동일한 조건에서 특성임피던스의 불일치가 클수록 반사계수의 크기가 커져 반사가 심해진다. 3번은 틀렸는데, 반사는 임피던스가 같을 때 발생하지 않고, 오직 임피던스가 다를 때만 발생한다. 입력임피던스와 출력임피던스가 일치할 때는 임피던스 매칭 상태로서 반사파가 0이 되어 반사현상이 일어나지 않는다.

광케이블의 모드 분류는 코어의 굴절률 프로파일 형태에 따라 구분된다. 계단형(step-index)은 코어와 클래딩의 굴절률이 급격히 변하는 구조이고, 언덕형(graded-index)은 굴절률이 점진적으로 변하는 구조다. 각 프로파일에서 단일모드(single-mode)와 다중모드(multi-mode)가 모두 존재하므로 계단형 단일모드, 계단형 다중모드, 언덕형 다중모드는 모두 실제 제품으로 존재한다. 반면 언덕형 단일모드는 기술적으로 실현되지 않는 조합으로, 광통신 실무에서 사용되지 않는 개념이다.

공기 절연 동축케이블의 특성 임피던스는 $Z_0 = 138\log_{10}\frac{D}{d}$[Ω]로, D/d가 클수록 커진다. 보기별 D/d는 1번 2, 2번 4, 3번 3, 4번 약 3.33이다. 따라서 2번이 $Z_0 = 138\log_{10}4 \approx 83$[Ω]로 특성 임피던스가 가장 크다.

비원율은 (최대직경-최소직경)/표준규격직경 × 100으로 계산한다. 대입하면 $(51-49)/50 \times 100 = 4[\%]$가 되며, 코어의 허용 비원율 기준인 5[%] 이하를 만족하므로 선로 포설용으로 가능하다.

광섬유의 도파 원리는 전반사(total internal reflection)에 기반하며, 이를 설명하는 기본 법칙이 스넬 법칙이다. 광섬유의 코어(고굴절률)와 클래딩(저굴절률) 경계면에서 입사각이 임계각을 초과할 때 전반사가 발생하여 빛이 도파된다. 스넬 법칙 $n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2$는 이러한 전반사의 조건을 규정하는 핵심이다. 보기 2는 굴절로 에너지가 손실되므로 도파에 부적합하고, 3번과 4번은 광 전파와 무관한 전자기 유도 현상이다.

ITU-T G.694.1 표준에서 정의한 광통신 전송대역 중 S밴드는 1460 ~ 1530 nm 범위에 위치한다. 기존의 C밴드(1530~1565 nm)와 L밴드(1565~1625 nm)에 이어 새로운 전송대역으로 확장 사용되고 있으며, 장거리 고용량 전송 시스템에서 추가 전송용량 확보를 위해 활용되고 있다.

전송계층(TCP)의 문제 분석을 위해서는 네트워크 패킷 단위의 데이터를 캡처하고 프로토콜 상태를 검사할 수 있는 장비가 필요하다. 프로토콜 분석기는 TCP/IP 헤더, 세그먼트 시퀀스, ACK, 타임아웃 등 전송계층의 동작을 직접 모니터링할 수 있으므로 가장 적합하다. 오실로스코프는 전기 신호의 파형 측정, 벡터스코프는 신호의 위상·진폭 측정, 스펙트럼 분석기는 주파수 대역 분석에 사용되므로 모두 물리계층 또는 신호 특성 분석 장비로서 TCP 프로토콜 동작 문제 분석에는 부적합하다.

FM 변조에서 대역폭은 Carson의 공식을 적용한다: $BW = 2(\Delta f + f_m)$, 여기서 $\Delta f$는 최대 주파수 편이, $f_m$은 변조 신호의 최고 주파수이다. $\Delta f = 70\text{ kHz}$, $f_m = 5\text{ kHz}$를 대입하면 $BW = 2(70 + 5) = 2 \times 75 = 150\text{ kHz}$이다.

주기와 주파수는 역수 관계이므로 $T = \dfrac{1}{f}$이다. 주파수 $f = 100\text{MHz} = 100\times10^{6}\text{Hz}$를 대입하면 $T = \dfrac{1}{100\times10^{6}} = 10\times10^{-9}\text{s} = 10\text{ns}$가 되어 10[ns]가 정답이다.

전송선로에 부정합이 존재할 때 나타나는 현상을 검토하면, 1번 반사파는 입사파와 간섭하여 전송손실을 증가시키고, 2번 부정합으로 인한 반사는 불균등 반사손실을 발생시키며, 3번 반사파와 신호의 시간차이로 인해 간접누화의 원인이 된다. 반면 4번 2선식 음성회선에서는 부정합으로 인해 반사파가 발생하고 이것이 원신호와 간섭하게 되어 명음 안정도가 낮아지는 것이 정상이므로, "높아진다"는 표현은 틀렸다.

전압 측정 범위를 넓히기 위해 배율기(곱셈기, multiplier)를 사용한다. 배율기는 전압계의 측정 범위를 확대하기 위해 직렬로 연결하는 고저항으로, 높은 전압을 낮은 전압으로 분압하여 안전하게 측정할 수 있게 한다. 분류기와 분압기는 전류 측정 또는 저항 분류용이고, 변류기는 교류 전류 측정용 기기이므로 전압 범위 확대 용도가 아니다.

종전압은 선로와 대지(접지) 사이에 나타나는 전위차(세로 방향 전압)를 말한다. 보기 2처럼 팁과 링 단자 사이의 전위차는 선간 전압(횡전압)에 해당한다. 따라서 보기 2의 정의가 잘못되었다.

방송통신설비의 관리 규정에 포함되어야 할 사항은 설비의 안정적 운영·유지를 위한 조직·체계·대응 방안에 관한 것들이다. 1번 관리조직의 구성·직무·책임, 3번 장애 시 조치·대책, 4번 통신비밀보호대책은 모두 설비 관리 및 서비스 안정성·보안과 직접 관련된 필수 항목이다. 반면 2번 방송통신설비의 시험에 관한 사항은 설비 관리 규정이 아닌 별도의 기술기준이나 시험·검사 규정에서 다루는 영역으로, 관리 규정의 범위를 벗어난다.

방송통신설비의 안전성 및 신뢰성에 관한 일반기준은 대체접속계통 설정, 분산수용, 전송로설비 동작 감시 등 설비 자체의 이중화·감시·분산 구성을 통해 서비스 연속성을 보장하는 항목들로 구성된다. 반면 AS(After Service)센터 구성은 고장 발생 후 사후 대응을 위한 서비스 조직 관련 사항으로, 설비의 안전성과 신뢰성을 직접적으로 갖추게 하는 설비기준과는 구별되는 운영·관리 차원의 항목이다.

공정흐름도의 기본 기호는 가공·운반·검사·정체·저장이다. 휴식은 공정 기호에 포함되지 않는다.

설비의 성능 열화는 사용 과정에서 피할 수 없이 발생하는 물리적·화학적 변화를 의미한다. 1번 사용에 의한 열화는 마모·피로 등으로 인한 성능 저하, 2번 재해에 의한 열화는 외부 충격·자연재해로 인한 손상, 3번 자연 열화는 시간 경과에 따른 재료의 부식·산화 등이 모두 열화의 원인이다. 반면 4번 고장은 열화의 결과로서 설비가 기능을 상실한 상태를 의미하므로, 열화의 원인이 아닌 결과이다.

직접 샘플링은 모집단 전체를 조사 대상으로 삼는 전수조사 방식으로, 샘플링 방법이 아니라 조사 방법이다. 랜덤 샘플링은 모든 대상이 선택될 확률이 동일한 확률 샘플링, 층별 샘플링은 모집단을 계층으로 나누어 각 층에서 표본을 추출하는 체계적 확률 샘플링, 2단계 샘플링은 1차 단위를 추출한 후 2차 단위를 추출하는 다단계 확률 샘플링으로 모두 표본 추출 기법이다. 따라서 직접 샘플링만 샘플링 방법이 아니다.