模擬傳輸

模擬傳輸

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傳輸介質可以支持聲波、電磁波和光波信號的傳播。這些介質通常能夠將這些信號限制在它們內部的金屬電線或光纖線纜內。無線電傳輸是通過直線型的微波和衛星通信提供的。介質的類型、它的屏蔽情況，甚至在銅質電線對中絞線的數目，決定了這個電纜上可能的數據傳輸率。

傳輸線路可以是“平衡的”或“不平衡的”。平衡的線纜通常是包含兩個導體的雙絞線或雙股電纜。非平衡線纜通常是一個同軸電纜。在平衡線路中，兩根電線都連接到發生器(發送方)和接收方，並且它們都有相同的電流，但是電流是反方向的。在非平衡線纜中，電流通過導體流過去，並通過大地返回。

Cable Types電纜類型

下面介紹網路通信系統中通用的電纜類型。

直線電纜直線電纜包括用絕緣體包裹的銅質電線。這些電線可以是一束的，或象扁平電纜那樣的，用於連接短距離或低比特率的外圍設備。用於連接數據機或串列印表機的串列電纜使用這種類型的電線。在相臨的電線間會出現串音現象，但是紐絞這些電線可以減小串音，如下所述。

雙絞線電纜用絕緣體包裹的一對銅芯電線，兩根電線絞繞在一起，形成了一個平衡電路。這種紐絞避免了干擾問題。雙絞線通常用於音頻電話系統和計算機網路。通過使用高級電纜(類別5)，並確保到連接點的所有雙絞線的連通性可以獲得高數據傳輸率(100Mbps)。如果需要，可以使用多股雙絞線帶屏蔽的電纜。

同軸電纜同軸電纜是被絕緣體、接地組合屏蔽網包裹的固體銅芯線，帶有外部護套。使用同軸電纜可以獲得高數據傳輸率，但是新近的一些用於雙絞線電纜的額定傳輸技術可以提供相同或接近於同軸電纜的數據傳輸率。然而，同軸電纜的額定傳輸距離仍然高於雙絞線電纜。

光纖線纜光纖線纜包括一個用於進行光波傳播的中央玻璃芯。這個芯有一層反射內部玻璃芯光線回這個芯的玻璃外衣。一層厚塑料外套和用於增加強度的特殊纖維包圍了它們。如果需要跨越很大的距離，可以使用增大強度的具有金屬芯的光導電纜。光纖線纜通過乾淨的玻璃傳輸光子。其中，沒有信號干擾，也沒有任何信號輻射。光纖線纜還可以跨越比銅質電纜更長的距離。參見“光纖線纜”。

開闊空間傳輸 這種類型的傳輸採用紅外線和無線電波來實現。

參見 Microware Communication 微波通信，Satallite Telecommunication 衛星遠程通信，Wireless LAN Communication無線LAN通信，Wireless Mobile Communication無線移動通信。

用電子、無線電波，或光產生信號，是為了傳輸編碼的信息。在介質上可以採用兩種方式來傳輸信號，即模擬信號傳輸和數字信號傳輸。

模擬信號表示設備內無限連續變化的電壓或波，這個設備產生、測量、記錄或傳輸這個信號。例如，電話廳中的電話產生的一段波形是模擬信號。

數字信號是通過通道中的電平在高低狀態之間進行變化來傳輸的。其基本任務是將信息編碼表示為二進位數1和0的傳輸信號。

模擬傳輸

模擬信號是傳導能量的一種方式，例如聲波通過振動空氣來傳播。一個音調和音量變化的聲波，可以在紙張上被映射出來。

電話機是一個將模擬聲波轉變為相應電氣信號的轉換設備。在電話或音頻系統的接收端，接收到說話人振動信號的振幅(音量)和音調。音調反映扭波的振動頻率。頻率通常用每秒的周期數(cps)或赫茲(Hz)來測量。一赫茲是一個cps。1kHz(千赫)是1，000Hz，1MHz(兆赫)是1， 000kHz，1GHz是1，000MHz。人類可以聽到的範圍在20Hz到20，000Hz之間，並且這也是高保真音響設備的工作範圍。

模擬波形可以是非常簡單的，也可以是非常複雜的。由單一鋼琴定音器產生的一個聲波僅僅包括一個單一頻率。一個複雜波形——例如人類的聲音或管風琴的聲音——包含了許多不同頻率的組合，如圖T-16所示。

電話系統使用模擬交換線路來進行音頻通信。總的來說，在模擬線路上進行數據通信存在一些限制其有用性的問題。需要進行調製來將數字信號轉變為模擬信號，並且由於音頻線路的頻帶較窄，於是傳輸率就受到了限制。而且，模擬信號在長途中必須一級級放大，因而這些信號中的畸變也將放大。為一些需求傳輸大量信息的應用(例如圖形處理和語音處理)需要超過模擬服務能力的更大帶寬。

數字傳輸

音頻、視頻、數據和其它“信息”，可以被編碼成二進位數值，就可以被有效地傳輸，並且這些數值是以電脈衝的形式進行傳輸的。線纜中的電壓是在高低狀態之間進行變化的。因而，二進位1是通過產生一個正電壓來傳輸的，而二進位0是通過產生一個負電壓來傳輸的。數字服務可以比模擬服務提供更高的可靠性，特別是對於長途情況更是如此。如果這個信號需要放大，數字信號只需要簡單地再生就行了。與此相反，模擬信號在長途情況下需要一級級放大，而且還會放大電纜中的各種噪音。

模/數轉換，或叫數字化，是將現實世界中連續變化的波形轉變成可以在計算機中存儲和處理的數字信號的過程。這種模/數轉換過程(通常稱為脈碼調製，PCM)包括對信號以固定時間間隔進行採樣，並以二進位的形式採集它的振幅和頻率信息。這個數值的精確性依賴於用於保存這個數值的位數。如果一個模擬波以每秒1000次的速度進行採樣，就可以獲得1，000個分離的數字數值用於存儲或傳輸。當語音為了在數字線路上進行傳輸而進行轉換時，它每秒被採樣8，000次，並且每個採樣樣本被轉換成8位二進位數值 於是一個數字化音頻通道需要每秒64，000位的帶寬。

數據可以按面向位或面向字元(也稱為面向位元組)的方式進行傳輸。在面向位的傳輸中，這些位表示數據的連續流(就象圖象數據)，它們除了表示幀開始的一個特定標誌位外，對於發送方或接收方並沒有什麼特殊意義。在通用面向字元協議中，8位序列表示控制代碼和字母數字字元。面向字元協議包含許多傳輸模式，它們將在下面討論。

單工電路 一種單向連接，就象無線電廣播一樣，其中，接收方不能應答。在數據通信中，在主從配置中使用單工電路，其中，一個設備控制其它設備，並且不需要被控制設備進行應答。當在被控制站點需要人們的交互工作時，通常不使用單工電路。

半雙工電路 一種雙工傳輸，但是在一個時間僅僅能進行一個方向的通信。最好的例子是公民波段(CB：CITIZEN BAND)無線電通信，其中在一個時間只能有一個操作者講話。當一個操作者講話完畢時，他或她說“結束”，於是另一個操作者才能講話。同樣，半雙工電路用一個信號發送系統指示何時一個設備完成了發送或接收，於是其它的設備就可以訪問這條線路了。半雙工通信可以使用單線、雙線電纜和雙絞線。

全雙工電路 是一種雙向同時的通信。在數字網路，應該使用兩對電線來完成這個電路。被數據機連接的模擬電路僅僅需要一個電線對。這個電路的帶寬被分成兩個頻率，它允許數據同時在兩個方向流動。

當以半雙工模式連接終端時，在終端上打入的字元將被顯示和傳輸。然而，在全雙工模式下的終端，在它從接收系統傳回“迴音”后才顯示。如果通信系統沒有使用同樣的模式，就會出現問題。例如，如果一個終端是處於半雙工模式，它立即顯示打入的字元。如果接收系統或主機處於全雙工模式，它還返回一個字元到這個終端，於是導致了在終端上打入一個字元卻在屏幕上出現兩個顯示。如果這個終端處於全雙工模式，而主機卻處於半雙工模式，那麼終端將不顯示任何字元，這是因為它的全雙工模式需要等待來自主機的一個迴音，但由於主機處於半雙工模式，它並不向終端發送迴音。

Data Communication Equipment(DCE)數據通信設備(DCE)

大量的數據通信設備，都以DTE/DCE中的DCE命名(參見“數據通信設備”)。DCE處於數據終端設備(DTE)和傳輸電路或通道之間。它為將 DTE連接到通信網路或將通信網路連到DTE，提供了二種連接。另外，它通常終結一個電路，並為這個電路提供時鐘。下面討論一些類型的傳輸設備。

數據機數據機(調製器/解調器)將數字信號轉變為模擬信號，並將這個信號在音頻電話網路上進行傳輸。表示二進位0和1的數字電脈衝在傳輸的一個端點被轉換成模擬波形，並且在另外二個端點被另外一個數據機轉換回數字信號。這個數據機是由數據通信分組的命令進行控制的，它處理撥號和電話的回答，它也控制傳輸率，傳輸率的變化範圍是300bps到9，600bps。如果使用了壓縮技術，採用最新標準可以達到28，800bps，而且更高的速率正在開發中。

通道服務單元(CSU)這種設備用於連接數字通信線路(例如T1)。它不僅廉價，而且為數字信號提供了一種終結。CSU 提供線路上的不同迴路，如果連接到它的其它通信設備失效了，還可以保持這條線路的連接。CSU通常與DSU一起合併使用。

數據服務單元(DSU)上的數據數據服務單元是在數字通道上傳輸數字數據時採用的硬體設備。這種設備把網橋、路由器和多路選擇器上的數據轉化到數字線路上使用的雙極性數字信號。

中繼器和電路驅動器在長途線路中出現的信號畸變可能使得數字信號變得不可辨識。為了克服這個問題並增加傳輸距離，可以在線路中引進中繼器來閱讀畸變的脈衝，並再生它們。在電話系統中，每1，818米(6，000英尺)就需要一個中繼器。從計算機到外圍設備的串列連接大約每15米(50英尺)需要一個線路驅動器。一些線路驅動器可以將這個距離限制擴展到5，000英尺。

網橋網橋連接兩個相似或不相似的面向分組的區域網。它在開放式系統互聯(OSI)參考模型的數據鏈路層進行工作。網橋可將分組前遞到其它區域網或對分組進行過濾以減少網際網路路通信量。

路由器路由器將區域網(LAN)和其它LAN互聯到主幹電纜或到廣域網。路由器就象網橋，但是卻提供了高級功能。它可以知道結點的目的地和到達那裡的路由，然後選擇最佳路由傳遞分組到目的地。

傳輸服務是由電訊公司或其它已經建立城域網的公司提供的。這些服務在“電信服務”中詳細的介紹。

相關條目：ASynchronous Communication 非同步通信；Bandwidth帶寬；Cabling布纜；Carrier Services電信服務；Data Transfer Rates數據傳輸率；Synchronous Communication同步通信；Wide Area Networks廣域網。