第 2 章 基本通訊概念

本章提要 單工與雙工 數位與類比 基頻傳輸與寬頻傳輸 頻寬

單工與雙工 單工 (Simplex) 半雙工 (Half Duplex) 全雙工 (Full Duplex)

單工 (Simplex) 在此傳輸模式下, 訊息的發送端與接收端, 兩者的角色分得很清楚。發送端只能發送訊息出去, 不能接收訊息；接收端只能接收訊息, 不能發送訊息出去。

半雙工 (Half Duplex) 雖然通訊端可以接收與發送資料, 但是一次只能做一種動作, 不能同時收發。

半雙工 (Half Duplex) 舉例來說, 無線電對講機就是採用典型的半雙工傳輸：在沒按任何按鈕時處於收話模式, 可以接收訊息；一旦按下發話鈕, 便立即轉成發話模式, 此時就不能接收訊息, 只能發送訊息出去, 直到放開發話鈕才又恢復收話模式, 能繼續接收訊息。 像這種雖然具有收與發兩種功能 (可以雙工), 卻不能同時收發並行 (不能兩全) 的傳輸模式, 便稱為半雙工傳輸。

全雙工 (Full Duplex) 顧名思義, 在此傳輸模式下通訊端可以同時進行資料的接收與發送動作。

資料的數位與類比 顧名思義, 數位泛指一切可數的資訊, 類比則是那些只能透過比較技巧進行區分的不可數資訊。

資料的數位與類比 在傳統的溫度計上, 水銀的體積會隨溫度的變化而熱漲冷縮, 透過玻璃管柱旁的刻度便可讀出溫度值。水銀在管柱內升降時, 不見得就會準確地落在刻度上, 刻度與刻度之間, 有著無限多種可能的高度, 所以算是類比裝置。

資料的數位與類比 相形之下, 現代的數字溫度計上的溫度有變化時, 每個溫度值則會直接跳到下一個溫度值, 兩個溫度值之間並不存在其它的數值, 所以它是數位裝置。

資料的數位與類比 數位資訊由可數的資訊元素所組成。可數的資訊有一個最小的分階單位, 元素與元素之間不存在其它中間元素。依序將不可數元素排列起來會呈現出鋸齒狀的不連續性分布。 類比資訊由不可數的資訊元素所組成。不可數的資訊元素不分階, 元素與元素之間還存在著無數個中間元素。依序將不可數元素排列起來會呈現出較平滑的連續性分布。

資料的數位與類比

銅質纜線的資料傳輸

光纖纜線的資料傳輸

無線型態的資料傳輸

基頻傳輸與寬頻傳輸 訊號的傳輸方式分為兩大類：基頻(Baseband) 傳輸與寬頻 (Broadband) 傳輸。 其中基頻傳輸是直接控制訊號狀態的傳訊方式；寬頻傳輸則是控制載波 (Carrier) 訊號狀態的傳輸技術。

基頻訊號的發送與接收 基頻 (Baseband) 傳輸是直接控制訊號狀態的傳訊方式, 以銅質纜線上的電流訊號為例, 便是直接改變電位狀態來傳輸資料：

載波訊號的調變與解調 所謂的載波 (Carrier Wave) 是指可以用來載送資料的訊號。因為資料並不是直接轉換為訊號送出去, 而是要透過改變載波訊號的特性來承載資料, 訊號到達目的地之後, 才由接收端將資料從載波訊號上分離出來。

載波訊號的調變與解調 在實作上, 我們是以正弦波訊號作為載波, 並根據資料內容是 0 或 1 來改變載波的特性, 將它與正常的載波 (正弦波) 比較, 便可得知哪些特性有變動, 再從這些變動部份推得原本的資料, 這種傳輸方式便是寬頻傳輸的重要特性。

載波訊號的調變與解調

載波訊號的調變與解調 將資料放上載波的動作稱為調變 (Modulation) , 執行調變動作的裝置或程式稱為調變器 (Modulator) 。 將資料與載波分離的動作稱為解調 (Demodulation) , 執行解調變動作的裝置或程式稱為解調器 (Demodulator) 。

寬頻調變技術 發送端依據資料內容命令調變器(modulator) 改變載波的物理特性,接收端則透過解調器 (demodulator) 從載波上讀出這物理特性的變換, 將其還原成資料。 調變常藉由改變載波的振幅、頻率、相位三種物理特性來完成。控制載波振幅的技術稱為振幅調變技術；控制載波頻率的技術則為頻率調變技術；控制載波相位的技術便是相位調變技術。

線路傳輸速率 隨著數位傳輸技術的問世, 頻寬又指通訊媒介的線路傳輸速率 (Wire Speed), 也就是傳輸媒介 (Media) 每秒所能夠傳輸的資料量。由於資料傳輸最小單位為一個位元, 所以線路頻寬的單位為 bps (bit per second, 每秒傳輸位元數)。 舉例來說, 10Base-T 網路的線路傳輸速率為10Mbps (傳輸線路每秒可傳輸10 Mbits 的資料), 100Base-TX 網路的線路傳輸速率為100Mbps (傳輸線路每秒可傳輸100 Mbits 的資料)。

常見公制單位 109 106 103 10-3 10-6 10-9 giga G 十億 mega M 百萬 kilo K 千 milli m 毫 micro u 10-6 微 nano n 10-9 奈(毫微)

ISDN介面 BRI (Basic Rate Interface) PRI (Primary Rate Interface) 2B(64Kbps)+D0(16Kbps) B 是資料通道(Bearer Channel) D 是控制通道(Data Link Control Channel) PRI (Primary Rate Interface) 美規：23B(64Kbps)+D2(64Kbps) 歐規： 30B+D2