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?yōu)橄鄳姎庑盘柕霓D換設備。在電話或音頻系統(tǒng)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(shù)(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
的范圍在20Hz到20,000Hz之間,并且這也是高保真音響設備的工作范圍。
數(shù)字傳輸
音頻、視頻、數(shù)據(jù)和其它“信息”,可以被編碼成二進制數(shù)值,就可以被有效地傳輸,并且這些數(shù)值是以電脈沖的形式進行傳輸?shù)摹>€纜中
的電壓是在高低狀態(tài)之間進行變化的。因而,二進制1是通過產生一個正電壓來傳輸?shù)模M制0是通過產生一個負電壓來傳輸?shù)摹?shù)字服務可以比模擬服
務提供更高的可靠性,特別是對于長途情況更是如此。如果這個信號需要放大,數(shù)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(shù)轉換,或叫數(shù)字化,是將現(xiàn)實世界中連續(xù)變化的波形轉變成可以在計算機中存儲和處理的數(shù)字
信號的過程。這種模/數(shù)轉換過程(通常稱為脈碼調制,PCM)包括對信號以固定時間間隔進行采樣,并以二進制的形式采集它的振幅和頻率信息。這個數(shù)值的
精確性依賴于用于保存這個數(shù)值的位數(shù)。如果一個模擬波以每秒1000次的速度進行采樣,就可以獲得1,000個分離的數(shù)字數(shù)值用于存儲或傳輸。當語音為了
在數(shù)字線路上進行傳輸而進行轉換時,它每秒被采樣8,000次,并且每個采樣樣本被轉換成8位二進制數(shù)值 于是一個數(shù)字化音頻信道需要每秒64,000位的
帶寬。
數(shù)據(jù)可以按面向位或面向字符(也稱為面向字節(jié))的方式進行傳輸。在面向位的傳輸中,這些位表示數(shù)據(jù)的連續(xù)流(就象圖象數(shù)據(jù)),它們除了表示幀開始的一
個特定標志位外,對于發(fā)送方或接收方并沒有什么特殊意義。在通用面向字符協(xié)議中,8位序列表示控制代碼和字母數(shù)字字符。面向字符協(xié)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(shù)據(jù)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,并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”,于是另一個操作者才能講話。同樣,半雙工電路用一個信號發(fā)送系統(tǒng)指示何時一個設備完成了發(fā)送或接收,
于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(shù)字網(wǎng)絡,應該使
用兩對電線來完成這個電路。被調制解調器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(shù)據(jù)同時在兩個方向流動。
當以半雙工模式連接終端時,在終端上打入的字符將被顯示和傳輸。然而,在全雙工模式下的終端,在它從接收系統(tǒng)傳回“回音”后才顯示。如果通信
系統(tǒng)沒有使用同樣的模式,就會出現(xiàn)問題。例如,如果一個終端是處于半雙工模式,它立即顯示打入的字符。如果接收系統(tǒng)或主機處于全雙工模式,它還返
回一個字符到這個終端,于是導致了在終端上打入一個字符卻在屏幕上出現(xiàn)兩個顯示。如果這個終端處于全雙工模式,而主機卻處于半雙工模式,那么終端
將不顯示任何字符,這是因為它的全雙工模式需要等待來自主機的一個回音,但由于主機處于半雙工模式,它并不向終端發(fā)送回音。
Data Communication Equipment(DCE)數(shù)據(jù)通信設備(DCE) 大量的數(shù)據(jù)通信設備,都以DTE/DCE中的DCE命名(參見“數(shù)據(jù)通信設備”)。DCE處于數(shù)據(jù)終端設
備(DTE)和傳輸電路或信道之間。它為將 DTE連接到通信網(wǎng)絡或將通信網(wǎng)絡連到DTE,提供了二種連接。另外,它通常終結一個電路,并為這個電路提供時鐘
。下面討論一些類型的傳輸設備。
調制解調器調制解調器(調制器/解調器)將數(shù)字信號轉變?yōu)槟M信號,并將這個信號在音頻電話網(wǎng)絡上進行傳輸。
表示二進制0和1的數(shù)字電脈沖在傳輸?shù)囊粋€端點被轉換成模擬波形,并且在另外二個端點被另外一個調制解調器轉換回數(shù)字信號。這個調制解調器是由數(shù)據(jù)
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,傳輸率的變化范圍是300bps到9,600bps。如果使用了壓縮技術,采用最新標準
可以達到28,800bps,而且更高的速率正在開發(fā)中。
信道服務單元(CSU)這種設備用于連接數(shù)字通信線路(例如T1)。它不僅廉價,而且為數(shù)字信號提
供了一種終結。CSU 提供線路上的不同回路,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一起合并使用。
數(shù)據(jù)服務單元(DSU)上的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)服務單元是在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)時采用的硬件設備。這種設備把網(wǎng)橋、路由器和多路選擇器上的數(shù)據(jù)轉化到數(shù)字線路
上使用的雙極性數(shù)字信號。
中繼器和電路驅動器在長途線路中出現(xiàn)的信號畸變可能使得數(shù)字信號變得不可辨識。為了克服這個問題并增加傳輸距離
,可以在線路中引進中繼器來閱讀畸變的脈沖,并再生它們。在電話系統(tǒng)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行連接
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(wǎng)橋 網(wǎng)橋連接兩個相似或不相似的面向分組的
局域網(wǎng)。它在開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層進行工作。網(wǎng)橋可將分組前遞到其它局域網(wǎng)或對分組進行過濾以減少互聯(lián)網(wǎng)絡通信量。
路由器 路由器將局域網(wǎng)(LAN)和其它LAN互聯(lián)到主干電纜或到廣域網(wǎng)。路由器就象網(wǎng)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里的路由
,然后選擇最佳路由傳遞分組到目的地。