數據傳輸所說的『頻寬』(Bandwidth),一般都是指『資料傳輸率』(Data Rate),表示該線路每秒可傳輸多少位元數(bits per second, bps),例如10Mbps(每秒一千萬個位元)或200 Mbps(每秒兩億個位元)的頻寬。某一傳輸設備可以傳輸多少頻寬,不僅是傳輸媒介的因素,還必須配合許多相關設備,例如多工器、交換機、數據機等裝置;所以一個傳輸設備的頻寬是由若干個傳輸裝置共同來完成。另外,針對傳輸媒介上的訊號變化率,稱之為『鮑爾率』(Baud Rate),也就是常說的傳輸媒介上的頻寬。 如果以寬頻傳輸之媒介而言,頻寬就是媒介上可以承載的最高頻率。一般同軸電纜為 300 ~ 750 MHz,Cat-5 之雙絞線為 45 MHz,依不同的材質,其所能承載的頻率範圍相差很大。在傳輸媒介上訊號變化率不一定等於資料傳輸率,這牽涉到編碼技巧,例如,基頻傳輸上的曼徹斯特編碼(Ethernet 網路),訊號變化率是資料傳輸率的兩倍(每個位元中間都有變化)。在寬頻傳輸上,Dial-up 數據機所調變的訊號變化率為 3 KHz,而資料傳輸率可達到 56 Kbps。 在區域網路或骨幹網路上所講的頻寬,是該網路設備所能承載的最高資料傳輸率,也是該網路的共享頻寬。例如,某一骨幹線路的頻寬為100 Mbps,而網路上連接50部電腦,也都具有 100 Mbps的傳輸能力。這表示50部電腦共享100Mbps的骨幹頻寬,且當任何一部取得網路使用權時,是以100Mbps速率傳輸資料。但並非每一部電腦皆能獨享骨幹頻寬,如果按照平均分配,每部電腦只取得2Mbps的頻寬;幸而並非每一部電腦都同時在傳輸資料,所以一般使用情況還好。然而一旦網路上傳輸資料過於頻繁時,也許骨幹頻寬就會不符所需。 『多工技術』(Multiplexing)的目的是要在一條傳輸媒介上同時傳送多筆資料。也就是說,如何在一條實體連線上建立多條虛擬通道,每一條虛擬通道皆能在兩個通訊實體之間提供連線。傳輸媒介上有兩個基本多工技術:分頻多工和分時多工,以下分別敘述之。 2-11-1 分頻多工技術 將傳輸媒介所能承載的頻譜分割成若干個頻道(Channel),每一頻道佔用一小段的頻寬,而通訊設備雙方則可利用某一頻道的頻寬傳輸資料,這些頻道稱為『虛擬通道』(Virtual channel)。應用這樣的概念,傳輸媒介上就可以同時傳輸多筆資料,也可讓多個通訊設備同時連線,此技術稱之為『分頻多工』 (Frequency Division Multiplexing, FDM) 技術。如圖 2-21 所示,將傳輸媒介的頻譜分割為 5 個頻道,以產生 5 個虛擬通道,其中電腦 A 和電腦 X 之間使用 f1 通道通訊。
圖 2-21 分頻多工技術 2-11-2 分時多工技術 『分時多工』( Time Division Multiplexing, TDM) 技術是將傳輸媒介的使用時間分割成若干個固定的時槽(Time Slot),每一時槽佔用一小段時間(例如20ms),而這一小段時間就是一個虛擬通道。通訊時,互連的雙方會被設定在某一時槽上傳送資料,也就是說,在某段時間內它(它們)擁有傳輸媒介的使用權;而就較長時間來看,整個傳輸媒體就有多條連線「同時」傳送資料。如圖 2-22 中,電腦 A 和電腦 X 使用 t1 時槽通訊、B 和 Y 使用 t2 時槽通訊…對整個傳輸媒介而言,就有 5 條通訊通道(虛擬通道)。
圖 2-22 分時多工技術
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