模拟传输

Cable Types

下面介绍网络通信系统中通用的电缆类型。

直线电缆直线电缆包括用绝缘体包裹的铜质电线。这些电线可以是一束的，或象扁平电缆那样的，用于连接短距离或低比特率的外围设备。用于连接调制解调器或串行打印机的串行电缆使用这种类型的电线。在相临的电线间会出现串音现象，但是纽绞这些电线可以减小串音，如下所述。

双绞线电缆用绝缘体包裹的一对铜芯电线，两根电线绞绕在一起，形成了一个平衡电路。这种纽绞避免了干扰问题。双绞线通常用于音频电话系统和计算机网络。通过使用高级电缆(类别5)，并确保到连接点的所有双绞线的连通性可以获得高数据传输率(100Mbps)。如果需要，可以使用多股双绞线带屏蔽的电缆。

同轴电缆 同轴电缆是被绝缘体、接地组合屏蔽网包裹的固体铜芯线，带有外部护套。使用同轴电缆可以获得高数据传输率，但是新近的一些用于双绞线电缆的额定传输技术可以提供相同或接近于同轴电缆的数据传输率。然而，同轴电缆的额定传输距离仍然高于双绞线电缆。

光纤线缆光纤线缆包括一个用于进行光波传播的中央玻璃芯。这个芯有一层反射内部玻璃芯光线回这个芯的玻璃外衣。一层厚塑料外套和用于增加强度的特殊纤维包围了它们。如果需要跨越很大的距离，可以使用增大强度的具有金属芯的光导电缆。光纤线缆通过干净的玻璃传输光子。其中，没有信号干扰，也没有任何信号辐射。光纤线缆还可以跨越比铜质电缆更长的距离。参见"光纤线缆"。

开阔空间传输 这种类型的传输采用红外线和无线电波来实现。

参见 Microware Communication 微波通信，Satallite Telecommunication 卫星远程通信，Wireless LAN Communication无线LAN通信，Wireless Mobile Communication无线移动通信。

Transmission Modes传输模式

数据可以按面向位或面向字符(也称为面向字节)的方式进行传输。在面向位的传输中，这些位表示数据的连续流(就象图象数据)，它们除了表示帧开始的一个特定标志位外，对于发送方或接收方并没有什么特殊意义。在通用面向字符协议中，8位序列表示控制代码和字母数字字符。面向字符协议包含许多传输模式，它们将在下面讨论。

单工电路 一种单向连接，就象无线电广播一样，其中，接收方不能应答。在数据通信中，在主从配置中使用单工电路，其中，一个设备控制其它设备，并且不需要被控制设备进行应答。当在被控制站点需要人们的交互工作时，通常不使用单工电路。

半双工电路 一种双工传输，但是在一个时间仅仅能进行一个方向的通信。最好的例子是公民波段(CB:CITIZEN BAND)无线电通信，其中在一个时间只能有一个操作者讲话。当一个操作者讲话完毕时，他或她说"结束"，于是另一个操作者才能讲话。同样，半双工电路用一个信号发送系统指示何时一个设备完成了发送或接收，于是其它的设备就可以访问这条线路了。半双工通信可以使用单线、双线电缆和双绞线。

全双工电路 是一种双向同时的通信。在数字网络，应该使用两对电线来完成这个电路。被调制解调器连接的模拟电路仅仅需要一个电线对。这个电路的带宽被分成两个频率，它允许数据同时在两个方向流动。

当以半双工模式连接终端时，在终端上打入的字符将被显示和传输。然而，在全双工模式下的终端，在它从接收系统传回"回音"后才显示。如果通信系统没有使用同样的模式，就会出现问题。例如，如果一个终端是处于半双工模式，它立即显示打入的字符。如果接收系统或主机处于全双工模式，它还返回一个字符到这个终端，于是导致了在终端上打入一个字符却在屏幕上出现两个显示。如果这个终端处于全双工模式，而主机却处于半双工模式，那么终端将不显示任何字符，这是因为它的全双工模式需要等待来自主机的一个回音，但由于主机处于半双工模式，它并不向终端发送回音。

Data Communication Equipment(DCE)数据通信设备(DCE)

大量的数据通信设备，都以DTE/DCE中的DCE命名(参见"数据通信设备")。DCE处于数据终端设备(DTE)和传输电路或信道之间。它为将 DTE连接到通信网络或将通信网络连到DTE，提供了二种连接。另外，它通常终结一个电路，并为这个电路提供时钟。下面讨论一些类型的传输设备。

调制解调器调制解调器(调制器/解调器)将数字信号转变为模拟信号，并将这个信号在音频电话网络上进行传输。表示二进制0和1的数字电脉冲在传输的一个端点被转换成模拟波形，并且在另外二个端点被另外一个调制解调器转换回数字信号。这个调制解调器是由数据通信分组的命令进行控制的，它处理拨号和电话的回答，它也控制传输率，传输率的变化范围是300bps到9，600bps。如果使用了压缩技术，采用最新标准可以达到28，800bps，而且更高的速率正在开发中。

信道服务单元(CSU)这种设备用于连接数字通信线路(例如T1)。它不仅廉价，而且为数字信号提供了一种终结。CSU 提供线路上的不同回路，如果连接到它的其它通信设备失效了，还可以保持这条线路的连接。CSU通常与DSU一起合并使用。

数据服务单元(DSU)上的数据数据服务单元是在数字信道上传输数字数据时采用的硬件设备。这种设备把网桥、路由器和多路选择器上的数据转化到数字线路上使用的双极性数字信号。

中继器和电路驱动器在长途线路中出现的信号畸变可能使得数字信号变得不可辨识。为了克服这个问题并增加传输距离，可以在线路中引进中继器来阅读畸变的脉冲，并再生它们。在电话系统中，每1，818米(6，000英尺)就需要一个中继器。从计算机到外围设备的串行连接大约每15米(50英尺)需要一个线路驱动器。一些线路驱动器可以将这个距离限制扩展到5，000英尺。

网桥 网桥连接两个相似或不相似的面向分组的局域网。它在开放式系统互联(OSI)参考模型的数据链路层进行工作。网桥可将分组前递到其它局域网或对分组进行过滤以减少互联网络通信量。

路由器 路由器将局域网(LAN)和其它LAN互联到主干电缆或到广域网。路由器就象网桥，但是却提供了高级功能。它可以知道结点的目的地和到达那里的路由，然后选择最佳路由传递分组到目的地。

传输介质可以支持声波、电磁波和光波信号的传播。这些介质通常能够将这些信号限制在它们内部的金属电线或光纤线缆内。无线电传输是通过直线型的微波和卫星通信提供的。介质的类型、它的屏蔽情况，甚至在铜质电线对中绞线的数目，决定了这个电缆上可能的数据传输率。

传输线路可以是"平衡的"或"不平衡的"。平衡的线缆通常是包含两个导体的双绞线或双股电缆。非平衡线缆通常是一个同轴电缆。在平衡线路中，两根电线都连接到发生器(发送方)和接收方，并且它们都有相同的电流，但是电流是反方向的。在非平衡线缆中，电流通过导体流过去，并通过大地返回。

Transmission Methods 传输方式

用电子、无线电波，或光产生信号，是为了传输编码的信息。在介质上可以采用两种方式来传输信号，即模拟信号传输和数字信号传输。

模拟信号 表示设备内无限连续变化的电压或波，这个设备产生、测量、记录或传输这个信号。例如，电话厅中的电话产生的一段波形是模拟信号。

数字信号 是通过信道中的电平在高低状态之间进行变化来传输的。其基本任务是将信息编码表示为二进制数1和0的传输信号。

模拟传输

模拟信号是传导能量的一种方式，例如声波通过振动空气来传播。一个音调和音量变化的声波，可以在纸张上被映射出来。

电话机是一个将模拟声波转变为相应电气信号的转换设备。在电话或音频系统的接收端，接收到说话人振动信号的振幅(音量)和音调。音调反映扭波的振动频率。频率通常用每秒的周期数(cps)或赫兹(Hz)来测量。一赫兹是一个cps。1kHz(千赫)是1，000Hz，1MHz(兆赫)是1， 000kHz，1GHz是1，000MHz。人类可以听到的范围在20Hz到20，000Hz之间，并且这也是高保真音响设备的工作范围。

模拟波形可以是非常简单的，也可以是非常复杂的。由单一钢琴定音器产生的一个声波仅仅包括一个单一频率。一个复杂波形--例如人类的声音或管风琴的声音--包含了许多不同频率的组合，如图T-16所示。

电话系统使用模拟交换线路来进行音频通信。总的来说，在模拟线路上进行数据通信存在一些限制其有用性的问题。需要进行调制来将数字信号转变为模拟信号，并且由于音频线路的频带较窄，于是传输率就受到了限制。而且，模拟信号在长途中必须一级级放大，因而这些信号中的畸变也将放大。为一些需求传输大量信息的应用(例如图形处理和语音处理)需要超过模拟服务能力的更大带宽。

数字传输

音频、视频、数据和其它"信息"，可以被编码成二进制数值，就可以被有效地传输，并且这些数值是以电脉冲的形式进行传输的。线缆中的电压是在高低状态之间进行变化的。因而，二进制1是通过产生一个正电压来传输的，而二进制0是通过产生一个负电压来传输的。数字服务可以比模拟服务提供更高的可靠性，特别是对于长途情况更是如此。如果这个信号需要放大，数字信号只需要简单地再生就行了。与此相反，模拟信号在长途情况下需要一级级放大，而且还会放大电缆中的各种噪音。

模/数转换，或叫数字化，是将现实世界中连续变化的波形转变成可以在计算机中存储和处理的数字信号的过程。这种模/数转换过程(通常称为脉码调制，PCM)包括对信号以固定时间间隔进行采样，并以二进制的形式采集它的振幅和频率信息。这个数值的精确性依赖于用于保存这个数值的位数。如果一个模拟波以每秒1000次的速度进行采样，就可以获得1，000个分离的数字数值用于存储或传输。当语音为了在数字线路上进行传输而进行转换时，它每秒被采样8，000次，并且每个采样样本被转换成8位二进制数值 于是一个数字化音频信道需要每秒64，000位的带宽。