西门子CPU412-2中央控制单元西门子代理商 西门子总代理

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什么是频带传输及调制解调器通信

基带传输是数据通信中一种重要的形式。由于电话交换网是用于传输话音信号的模拟通信信道，它是目前覆盖面Zui广的一种通信方式，利用模拟通信信道进行数据通信是Zui普遍使用的通信方式之一。我们将利用模拟通信信道传输数据信号的方法称为频带传输。

  在频带传输系统中，计算机通过调制解调器与电话线路连接。在发送端，调制解调器将计算机产生的数字信号转换成电话交换网可以传送的模拟数据信号；在接收端，调制解调器将接收到的模拟数据信号还原成数字信号传送给计算机。在全双工通信方式中，调制解调器应具有发送与接收模拟数据信号的能力。计算机通过调制解调器与电话交换网实现远程通信的结构如图6-10所示。

  根据模拟数据编码类型的不同，可以将调制解调器分成多种类型。图6-11给出了FSK方式的调制解调器工作原理示意图。发送端调制器是用输入的数字脉冲信号控制两个不同频率振荡器信号的输出来实现D/A转换。当输入的数字脉冲信号为高电平(对应于逻辑1)时，频率f=1270Hz的振荡器有信号输出，当输入的数字脉冲信号为低电平(对应于逻辑0)时，频率f2=1070Hz的振荡器有信号输出。在调制器的输出端，通过组合器将根据输入的数字脉冲信号1、0序列排列顺序控制的两种频率的正(余)弦信号组合起来，就构成了FSK信号。由于对应1、0的两种不同频率的正(余)弦信号是处于电话交换网的通频带内，模拟数据信号FSK可以顺利地通过模拟电话交换网到达接收端。在接收端通过设置对应f、f2两种频率的带通滤波器，将两种不同频率的正(余)弦信号分开，使频率为f和f左的正(余)弦信号分别通过两个检波器，再将检波器输出信号送给组合器叠加。组合器输出的解调信号对应的数字脉冲信号的高、低电平(即逻辑1与0)的变化规律与调制器输入的数字数据信号的高、低电平变化规律相同。

  在完成调制解调工作原理的初步讨论后，进而要讨论调制解调器如何实现在一对电话线上完成全双工通信的工作原理。调制解调器实现全双工通信的工作原理如图6-12所示。在实际计算机通信中，任何一台计算机都需要具备发送和接收数据的能力。为了实现在一对电话线上实现全双工通信，标准的FSK调制解调器都规定了两个频率组，即上、下频带。在一次数据通信中，主动发起通信的一端叫做呼叫端，被动参加通信的一端叫做应答端。通信的两台计算机调制解调器中谁是呼叫端与应答端,完全根据在一次通信过程中是主动发起通信，还是被动响应通信的地位来决定的。如果一个调制解调器被确定为呼叫端，则它使用下频带发送数据，使用上频带接收数据；亦然。

什么是基带传输及基带信号传输速率

在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号。人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基本频带(简称基带)。这种矩形脉冲信号就叫做基带信号。在数字通信信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输。基带传输是一种Zui基本的数据传输方式。

  1.通信信道带宽对传输的影响

  计算机中的数据是用离散的二进制数0、1表示的。在计算机通信过程中，传输的数据流是随机的二进制比特序列。设计适用于计算机通信的数据通信系统，要讨论计算机数据的特征及对系统的要求，使用的分析工具是傅里叶级数。在通信技术中，观察与分析电信号的基本方法有两种:时域方法与频域方法。时域方法是以时间t为自变量，观察电信号(电压或电流)随时间变化的情况。频域方法通过傅里叶分析，以频率f(或角频率↵)为自变量，观察电信号的频谱组成、振幅与相位，分析电信号通过某一通信信道后频谱分量的变化，Zui终给出电信号波形的变化及引起传输失真的情况。从试验技术的角度看，时域方法是用示波器去观察信号的波形，频域方法则是用频谱仪去观察信号的频谱。

  在现代网络技术中，常常使用带宽(Broad)这个术语。为了理解带宽对网络与通信的重要性，需要先了解通信信道的频率特性、带宽及通信信道带宽对基带传输的影响等问题。

  为研究通信信道带宽对数据信号传输的影响，下面以连续发送一个8bit组成的字符B为例说明，字符B的二进制ASCII码为01100010(含校验位)。如果重复发送该字符，就可以将该数据信号视为一个周期函数。图6-9(a)给出了作为发送数据B的脉冲信号波形与频谱。图6-9(b)表明:当通信信道带宽较窄，只允许发送信号的直流分量与基波分量通过时，可用傅里叶积分的方法，得到通过通信信道后，由直流分量与基波分量合成的接收信号波形；结果表明接收信号波形失真很大，接收端无法识别信号的正确编码。图6-9(c)表明:当通信信道带宽允许发送信号的直流分量、基波分量与二次谐波分量通过时，接收信号波形仍然失真很大。图6-9(d)表明:当通信信道带宽允许发送信号的直流分量、基波分量、2次与4次谐波分量通过时，接收信号波形已开始接近发送信号波形。图6-9(e)表明:当通信信道带宽较宽，允许发送信号的直流分量、基波分量、2次~8次谐波通过时，接收信号波形已比较接近发送信号波形；接收端经波形整形后，可以正确地识别8位二进制值。

  从以上分析中可以看出:通信信道带宽对数据信号传输中失真的影响很大。信道带宽越宽，信号传输的失真就越小。

  2.数据传输速率的定义

  数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为b/s。对于二进制数据，数据传输速率为

  S=1/t (6-9)

  式中，t为发送每1bit所需要的时间。

  例如，如果在通信信道上发送一比特0、1信号所需要的时间是0.104ms，那么信道的数据传输速率为9600b/s。在实际应用中，1kb/s=103b/s，1Mb/s=106b/s，1Gb/s=109b/s。通过以上内容，可以看出信道带宽对基带信号传输的影响。在现代网络技术中，常以带宽表示通信信道的数据传输速率，带宽与速率几乎成了同义词。