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第 2 章

第 2 章. 資料通訊. 傳輸媒介與訊號. 傳輸媒介與訊號. 資料的數位與類比. 數位與類比的差異. 數位與類比. 資料的數位化 訊號的數位與類比 數位化時代的來臨. 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： 『 直接控制訊號狀態 』 的傳輸技術。 寬頻 (Broadband) 傳輸： 『 控制載波 (Carrier) 訊號狀態 』 的傳輸技術。. 基頻訊號的發送與接收. 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) 』 。

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Presentation Transcript

  1. 第 2 章 資料通訊

  2. 傳輸媒介與訊號

  3. 傳輸媒介與訊號

  4. 資料的數位與類比

  5. 數位與類比的差異

  6. 數位與類比 • 資料的數位化 • 訊號的數位與類比 • 數位化時代的來臨

  7. 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：『直接控制訊號狀態』的傳輸技術。 • 寬頻 (Broadband) 傳輸：『控制載波 (Carrier) 訊號狀態』的傳輸技術。

  8. 基頻訊號的發送與接收

  9. 載波訊號的調變與解調

  10. 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) 』。 • 而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) 』。

  11. Nonreturn-To-Zero (NRZ, 不回歸零) • 1 = 高電位 • 0 = 低電位 • 這是最原始的基頻傳輸方式, 100VG-AnyLAN 網路便採用這種傳輸方式。

  12. Return-To-Zero (RZ, 回歸零) • 1 = 在位元的前半段保持高電位, 後半段則恢復到低電位狀態 • 0 = 低電位 • 10Mbps ARCNET 網路採用這種傳輸方式。

  13. Nonreturn-To-Zero-Inverted (NRZI,不回歸零反轉) • 1 = 變換電位狀態 • 0 = 不變換電位狀態

  14. Nonreturn-To-Zero-Inverted (NRZI,不回歸零反轉) • 10BASE-F 網路採用這種傳輸方式。

  15. Manchester (曼徹斯特) • 『曼徹斯特』會固定在每個位元中變換電位狀態： 1 = 由低電位轉變到高電位 0 = 由高電位轉變到低電位

  16. Manchester (曼徹斯特) • 10BASE-T 網路採用這種傳輸方式。

  17. Differential Manchester (差動式曼徹斯特) • 『差動式曼徹斯特』電位狀態的變化方式： 1 = 顛倒上一個位元的電位狀態變化方式 0 = 沿用上一個位元的電位狀態變化方式

  18. Differential Manchester (差動式曼徹斯特) • Token Ring 網路採用這種傳輸方式。

  19. 三階基頻訊號的編碼方式 • 就三階的電流脈衝而言, 訊號通常區分成三種電位狀態，分別為：『正電位』、『零電位』、『負電位』。三階的基頻傳輸方式有： • Bipolar Alternate Mark Inversion (Bipolar-AMI, 雙極交替記號反轉)：早期 T-Carrier 網路採用這種傳輸方式。 • Bipolar-8-Zero Substitution (B8ZS, 雙極訊號八零替換)：新式 T-Carrier 網路採用這種傳輸方式。 • High density bipolar 3 (HDB3, 高密度雙極訊號 3)：E-Carrier 網路採用這種傳輸方式。 • Multilevel Transmission 3 (MLT-3, 多階傳輸 3)：100BASE-TX 網路採用這種傳輸方式。

  20. 多階基頻訊號的編碼方式 • 後來可以區分出五種邏輯狀態的『脈衝振幅調變 5』 (PAM5) 基頻傳輸也問世了, 100BASE-T2 與 1000BASE-T 皆採用這種五階基頻傳輸方式。

  21. MLT-3 編碼方式 • MLT-3 的運作方式很簡單： 0 = 不變化電位狀態 1 = 依照正弦波電位順序 (0、+、0、-) 變換電位狀態, 如圖 2-18 所示。

  22. MLT-3 示意圖 • 所以資料串列『111000000001』將轉變成下列四種訊號狀態變化方式：

  23. MLT-3 示意圖

  24. MLT-3 示意圖

  25. MLT-3 示意圖

  26. 寬頻調變技術 • 『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。

  27. 振幅調變技術

  28. 頻率調變技術

  29. 相位調變技術

  30. 正交振幅調變技術 • QAM 是一種結合 ASK 與 PSK 的綜合型調變技術, 同時控制載波的『振幅強度』與『相位偏移量』, 讓同一個載波訊號得以呈現出更多的邏輯狀態。

  31. 單工 (Simplex) • 發送端與接收端角色分得很清楚。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。

  32. 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。

  33. 全雙工 (Full Duplex) • 通訊端可以同時執行資料的接收與發送動作。

  34. 頻寬的由來 • 頻寬 (Bandwidth) 一詞問世的年代, 可追溯到類比通訊時代。當時指的是以類比訊號傳遞類比資料時訊號波段的頻帶寬度 (Signal Bandwidth), 也就是訊號頻寬。

  35. 訊號頻寬──訊號頻率的變動範圍 • 訊號頻寬指的是訊號頻率的變動範圍, 通常由最高頻率減去最低頻率而得, 單位為『赫茲』 (Hertz, Hz)。

  36. 訊號頻寬──訊號頻率的變動範圍

  37. 線路頻寬──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。

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