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通訊網路/本地環路

來自華夏公益教科書

本地環路

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在電話通訊中,本地環路是指從電話公司端局到客戶住宅或小型企業的有線連線。它也被稱為“最後一公里”,雖然它可以長達幾英里。連線通常使用雙絞銅線。該系統最初是為使用模擬傳輸技術的單一語音通道進行語音傳輸而設計的。計算機也可以透過這種模擬連線傳送數字資料。為此,需要將資料從數字形式轉換為模擬形式,以便它能夠透過相同的本地環路傳輸。調變解調器和編解碼器用於執行這種資料轉換。在資料傳輸過程中,傳輸線主要遭受三種類型的損耗

(i) 衰減:-由於能量損失造成的損耗。

(ii) 失真:-由於傳播速度與頻率的關係。

(iii) 噪聲:-來自除發射器以外的其他來源的不需要的能量。

調變解調器

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調變解調器(來自調製和解調)是一種將模擬載波訊號調製以編碼數字資訊的裝置,它也解調這種載波訊號以解碼傳輸的資訊。目標是產生一種易於傳輸和解碼以重現原始數字資料的訊號。調變解調器接收一個位串作為輸入,併產生一個由一種或多種不同調制技術調製的載波。


調製技術

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電話線使用交流訊號,因為直流訊號不適合,因為方波具有較寬的頻譜,因此更容易受到強衰減和延遲失真的影響。

幅度調製:- 在幅度調製中,使用兩種不同的幅度來表示 0 和 1。

頻率調製/頻率偏移鍵控:- 在 FM 中使用兩種不同的音調。音調也被稱為鍵。

相位調製 在 PM 中,載波以均勻間隔系統地偏移 0 度或 180 度。

所有先進的調變解調器都使用多種調製技術的組合來傳輸每個波特多個位。大多數情況下,多種幅度和相移組合在一起以傳輸多個位/符號。


為了獲得更高的速度,我們不能只提高取樣率。大多數調變解調器以每秒 2400 次或 2400 波特進行取樣。波特是指每秒的取樣次數。如果 n 是每個波特傳送的位數,那麼調變解調器的速率 = n*2400 bps。透過增加每個波特傳送的位數,可以提高調變解調器的速率。

有多種方法可以將更多位打包到一個波特中,從而實現我們的目標。如果一個符號由 0 伏特表示邏輯 0,1 伏特表示邏輯 1,那麼位元率為 2400 bps。


QPSK(正交相移鍵控) 在 QPSK 中,每個符號包含 2 位。其位元傳輸速率是波特率的兩倍。因此,它透過 2400 波特線路傳輸 4800bps。

QAM-16(正交幅度調製) 在 QAM-16 中,每個符號包含 4 位,其位元傳輸速率是波特率的四倍。因此,它透過 2400 波特線路傳輸 9400bps。在其中使用四個幅度和四個相位,總共有 16 種不同的組合。這種調製技術可以傳輸每個符號 4 位。

QAM-64 一種使用幅度和相位編碼來調製數字訊號的方法。它可以用於下行,也可以用於上行。在 QAM-64 中,每個符號包含 6 位,其位元傳輸速率是波特率的四倍。因此,它透過 2400 波特線路傳輸 9400bps。

TCM(格形編碼調製) 即使檢測到的相位和幅度中存在少量噪聲,也可能導致很大的誤差和許多錯誤位。為了降低錯誤的可能性,高標準的調變解調器透過為每個樣本新增額外的位來進行錯誤校正。

V.32 調變解調器標準使用 32 個星座點,以 2400 波特傳輸每個符號 4 個數據位和 1 個奇偶校驗位,以實現 9400bps 並進行錯誤校正。

V.32 bis 調變解調器標準使用 128 個星座點,以 2400 波特傳輸每個符號 6 個數據位和 1 個奇偶校驗位,以實現 14000bps 並進行錯誤校正。

V.34 以 2400 波特執行,速度為 28,800bps,每個符號包含 12 個數據位。

V.34 該系列中的最後一個調變解調器實現了 33600 的速度,它使用 2400 波特下的每個符號 14 位。

'V.90 提供 33.6K 上行(從使用者到 ISP)和 56K 下行通道(從 ISP 到使用者)。

V.92 如果線路能夠處理,則可以在上行通道上提供 48 kbps。下行速率為 56Kbps。

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