二、模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字數(shù)據(jù)通信 (Analog Data Communication & Digital Data Communication) 1.模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字數(shù)據(jù) 我們一般將數(shù)據(jù)分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)兩大類。 模擬數(shù)據(jù)(Analog Data)是由傳感器采集得到的連續(xù)變化的值,例如溫度、壓力,以及目前在電話、無線電和電視廣播中的聲音和圖像。 數(shù)字數(shù)據(jù)(Digital Data)則是模擬數(shù)據(jù)經(jīng)量化后得到的離散的值,例如在計算機中用二進制代碼表示的字符、圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)。目前,ASCII美國信息交換標準碼(American Standard Code for Information Interchange)已為ISO國際標準化組織和CCITT國際電報電話咨詢委員會所采納,成為國際通用的信息交換標準代碼,使用7位二進制數(shù)來表示一個英文字母、數(shù)字、標點或控制符號;圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)則可分別采用多種編碼格式。
3.模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字數(shù)據(jù)通信 (1)模擬數(shù)據(jù)通信 路來傳輸模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字數(shù)據(jù)對應的模擬信號。例如目前我們廣泛使用公用電話線路來傳輸語音或計算機數(shù)字數(shù)據(jù)對應的模擬信號,我們也可以使用公共有線電視網(wǎng)來傳輸視頻和計算機數(shù)字數(shù)據(jù)對應的模擬信號;而微波與衛(wèi)星通信傳輸?shù)囊部梢允悄M數(shù)據(jù)或數(shù)字數(shù)據(jù)對應的模擬信號。 為了用模擬數(shù)據(jù)通信的方法實現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)的遠距離傳輸,我們一般不直接傳輸模擬信號(包括由數(shù)字信號轉(zhuǎn)換而來的模擬信號),而是在發(fā)送方使用某一頻率的電磁波作為載波(Carrier),然后用模擬信號或數(shù)字信號對其進行調(diào)制(Modulation),調(diào)制后的載波信號(為模擬信號)占有以該載波頻率為中心的一段頻譜,并能在適于該載波頻率的介質(zhì)上傳輸;而在接收方則通過解調(diào)制(Demodulation)還原疊加于載波上的模擬信號或數(shù)字信號。我們將可同時完成調(diào)制和解調(diào)的裝置稱為調(diào)制解調(diào)器(MODEM)。 (2)數(shù)字數(shù)據(jù)通信 數(shù)字數(shù)據(jù)通信(Digital Data Communication)指直接利用數(shù)字傳輸技術在數(shù)字設備之間傳輸數(shù)字數(shù)據(jù),或模擬數(shù)據(jù)對應的數(shù)字信號。由于計算機使用二進制數(shù)字信號,因而計算機與其外部設備之間,以及計算機局域網(wǎng)、城域網(wǎng)大多直接采用數(shù)字數(shù)據(jù)通信。此外,目前北美采用的24路PCM脈碼調(diào)制(速率為1.544Mpbs),以及歐洲和我國采用的30路PCM脈碼調(diào)制(速率為2.048Mbps)電話系統(tǒng)均是數(shù)字數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 由于數(shù)字數(shù)據(jù)通信傳送的是離散的數(shù)字信號,即逐位傳送二進制數(shù)字代碼,因此要求系統(tǒng)應能確知傳輸線上正在傳送的數(shù)位是0還是1。 (3)數(shù)字數(shù)據(jù)通信的優(yōu)點 與模擬數(shù)據(jù)通信相比較,數(shù)字數(shù)據(jù)通信具有下列優(yōu)點: a. 來自聲音、視頻和其他數(shù)據(jù)源的各類數(shù)據(jù)均可統(tǒng)一為數(shù)字信號的形式,并通過數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸 b. 以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù),并通過檢錯編碼和重發(fā)數(shù)據(jù)幀來發(fā)現(xiàn)與糾正通信錯誤,從而有效保證通信的可靠性 c. 在長距離數(shù)字通信中可通過中繼器放大和整形來保證數(shù)字信號的完整及不累積噪音 d. 使用加密技術可有效增強通信的安全性 e. 數(shù)字技術比模擬技術發(fā)展更快,數(shù)字設備很容易通過集成電路來實現(xiàn),并與計算機相結合,而由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展,數(shù)字設備的體積與成本的下降速度大大超過模擬設備,性能/價格比高 f. 多路光纖技術的發(fā)展大大提高了數(shù)字通信的效率。 需要指出,鑒于傳統(tǒng)公用電話網(wǎng)已在世界范圍普及,目前家庭個人計算機用戶大都通過電話線路與計算機網(wǎng)絡相連;此外,隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展,高容量、高寬帶的多路復用傳輸也大大提高了模擬通信的傳輸效率。但是,如果在兩臺計算機的通信線路之間,只有部分電路采用數(shù)字通信,則數(shù)字通信的優(yōu)點并不能充分地得到發(fā)揮。因此,為了提高通信效率,有條件的用戶應安裝數(shù)字數(shù)據(jù)通信專線,或直接接入局域網(wǎng);此外,應大力發(fā)展陸上和海底的洲際光纜。 近20年來,數(shù)字數(shù)據(jù)通信技術已開始發(fā)展并得到廣泛應用。目前,數(shù)字通信已開始在長距離話音和數(shù)字數(shù)據(jù)領域逐漸替代傳統(tǒng)的模擬通信。計算機網(wǎng)絡技術的應用發(fā)展,則大大推動了數(shù)字通信技術的迅速發(fā)展。可以預言,數(shù)字數(shù)據(jù)通信最終將取代模擬數(shù)據(jù)通信。