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帶寬 (Bandwidth)

不同的通訊媒體有著不一樣的傳輸頻率,頻率受通訊媒體的物理特性限制。將通訊媒體的最高頻率減去最低頻率,就可得到通訊媒體的帶寬 (Bandwidth) ,其單位是赫茲 (Hz) ,即每一秒鐘動作的次數。帶寬愈大,同一時間內能傳輸的資料量也就愈大。

 
   
數碼信號 (Digital Signal)

數碼信號 (Digital Signal) 的波形是非連續的,通常以 0 與 1 代稱。一般電腦週邊設備如滑鼠、印表機等線路,使用的就是數碼信號。傳送資料的單位為 bps (bits per second) ,即每秒鐘能傳送的位元數目。

 
   
模擬信號 (Analog Signal)

和數碼信號相反,以語音為例,語音數據資料經過整理及統計後,聲音的強弱會隨著時間改變,像一條連續的曲線。

 
   

數碼與模擬的轉換

要充分利用電話線讓電腦與電腦之間可以互相溝通,我們必須利用數據機 (Modulator-Demodulator, Modem) 將數碼信號轉換模擬信號。數據機的全名為調制解調器,顧名思義,數據機包含了調制器與解調器。調制是指將 數碼 資料轉換成模擬資料, 解調 則是將模擬資料轉換成 數碼 資料。

 
     
資料傳輸方式

在兩個通訊設備之間,傳輸資料的方式有單向、半雙向、及全雙 向 。

單向

通訊媒體在傳遞資料時,只能往一個事先設定好的方向傳送資料,無法從另一端傳送資料回來。

半雙向

通訊媒體可以作雙向的資料傳輸,但同一時間內只能往一個方向傳送資料。

全雙向

通訊媒體可以作雙向的資料傳輸,可同時接收和發放訊號。

 
 

遠端電腦連結模式

撥號網絡 (Dial-up Access)

剛才提及數據機可以利用電話線將電腦連結起來,早期的「上網」技術就是 透過數據機撥號,經電話線連接到網絡供應商的主電腦,再接上 互聯網 。 撥號網絡泛指由一台電腦的 數據機撥號,經電話線連接到另一台電腦。 撥號網絡的最高傳送速度為 56 Kbps 。

專線 (Leased Line)

撥號網絡一般利用共用電話線,要提升傳輸素質,可向電訊公司租用的專線。專線有固定的傳輸速率及提供持續性連線。 計費方式通常與傳輸速率及專線的距離有關, 現時常見的專線有以下幾種:

T1 ---- 傳輸速率為 1.544Mbps
E1 ---- 傳輸速率為 2.048Mbps
T3 ---- 傳輸速率為 43Mbps

ISDN

ISDN 的功能與傳統的電話類似,每個使用者均擁有自己的 ISDN 號碼,使用前先撥號,使用後再掛斷。 ISDN 提供 數碼 化、較高品質及較快的傳輸速率,使用者經由 ISDN 線路與終端設備連接,即可以 數碼信號 方式,同時傳送語音、數據、文字、影像及多媒體等資料。

每條 ISDN 線路包括兩條 64Kbps 資料通道 ( ISDN 線路內之兩條資料通道,可於同一時間內個別對外傳送語音、數據、文字、影像或多媒體資訊 , 而兩條資料通道亦可整合為一條 128Kbps 通道使用 ) 。

 

 
   
通訊媒體

通訊媒體可以分為五大類:

•  同軸電纜

•  電話線 – 多屬雙扭線

•  光導纖維

•  衛星 微波

•  無線網絡

 

 

   

同軸電纜 (Coaxial Cable)

同軸電纜是因纜線內兩種導體共用一個中心軸而命名。中心內導體為單線或絞線,外導體採用編織遮蔽方式,有效隔離外部訊號干擾,適用於高頻或視訊之信號傳輸,特別是膝上電腦用極細同軸線,此種細同軸電纜不但需要具有穩定的傳輸特性,而且需要細徑柔軟。

同軸電纜的連接頭稱為 BNC 接頭 (Bayonet-Naur Connector) :

 
     
雙扭線 (Twisted Pair )

一般由兩對或四對相互纏繞的銅線組成。為什麼把線相互纏繞﹖原因是當電流流經導體時都會產生電波干擾 (Radio Frequency Interference) ,這類干擾被稱為 Cross Talk 。若是相鄰的導體的電流是流向同一方向的,那彼此的干擾就會重疊。但若是電流是流向相反方向的,則可以互相抵消。將兩條線相互的旋轉纏繞著可確保電流方向是相反的,同時彼此產生的干擾也會因其相互纏擾而抵消。

雙扭線可分為兩:

  • 屏蔽雙扭線 (Shielded Twisted Pair , STP )
  • 無屏蔽雙扭線 (Unshielded Twisted Pair, UTP)

屏蔽雙扭線有一層導電金屬膜將每對雙絞線包裹起來,提供更強的抗干擾能力。而無屏蔽雙扭線則沒有這層額外的保護,所以 屏蔽雙扭線 會較 無屏蔽雙扭線 昂貴。

雙扭線共有 5 個標準,是由 Elecrtonics Industry Association (EIA) , Telecommunications Industry Association (TIA) 和 National Electrical Manufacturers Association (NEMA) 等機構建立的。級數越高,其每英尺的絞接數目也越多,抗干擾能力也越強。這 5 個種類 分別為:

Category-1 從 1983 年就被廣泛使用的老式電話線,不適合於任何高速數據傳輸
Category -2 可以傳輸達 4M bps 的數據
Category-3 最低等級的區域網絡接線,可最高傳輸 10M bps 的數據
Category -4 速度是 16Mbps ,一般用在 權標環 ( Token Ring ) 網絡
Category -5 速度是可達 100M bps ,是目前最普遍使用的區域網絡接線
Category -5e 及 Category -6 傳輸速度可超過 1000M bps

UTP 的樣子如下 :

雙扭線使用的連接頭稱為 RJ-45 ,其形狀很似我們日常使用的電話接頭,不過體積比較大,上面有 8 根銅腳。

 

製作 UTP 纜 線

測試網絡線

 

 

 

   

光導纖維 (Fiber-Optic )

光導纖維網線是以光為傳遞方式,完全不受電波干擾。光線於塑料或玻璃纖維裡面傳導,網線外則由一層薄薄的 電鍍層 保護著,然後一根或多根導線被包裹在一層絕緣材料裡面,跟著在外面再加上一層塑膠外套。

光纖的傳輸量非常大,可達 155M bps 或更高,信號不會因傳輸距離而大幅度衰減。所以光纖網線一般都會用來做高速網絡的主幹 (Backbone) ,也可用來做長途電話通訊及 FDDI 的導線。光纖比起 Coaxial 和 UTP 來說,是沒有 Cross Talk 的問題,因此抗干擾能力特強。

 

   

衛星微波 (Satellite Microwave)

微波是電磁波,不需要任何實體介質就能進行傳輸,從位於地面上的發射站,將信號發射至太空中的人造衛星,衛星一收到信號,就會將信號傳回給地面上的其它接收站

 

 

   

無線網絡

無線網絡使用無線電波、紅外線以及微波等無線媒體的網絡,例如衛星網絡、 GPRS 、 3G 無線網絡、 IEEE 802.11 標準網絡等。初期的無線網絡價較為昂貴,直到 2003 年,無線通訊硬體價格大幅下調,無線通訊才漸漸普及。

以下是各類通訊訊道的比較:

通信信道 雙絞線 同軸電纜 光導纖維 微波傳送
價錢 便宜 比較貴 非常貴
傳送速度
訊道容量
所受干擾 高電子干擾 低電子干擾 不會 不太會受干擾
網絡上的用途 個人電腦 區域網絡 大型公司 國際機構
需要的通信設備 調制解調器      

 
 

 

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