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2-8 基頻傳輸技術
2-8-1 基頻傳輸簡介 以脈衝（Impulse）訊號（或稱數位訊號）在傳輸媒介上傳送，稱之為『基頻傳輸』（Baseband），其特性如下： (1) 傳輸媒介：雙絞線、同軸電纜（50 歐姆）或光纖。 (2) 脈衝訊號：基本上，傳輸媒介上同一時間只允許一個脈衝訊號傳送。如有兩個脈衝訊號同時發送到傳輸媒介，造成兩個脈衝訊號相加，而產生另一個訊號，將會失去原來訊號的意義。此現象稱為『碰撞』（collision）。 (3) 同步問題：通訊中的雙方對脈衝訊號的偵測時脈不一定完全同步，會造成雙方訊息傳輸的錯誤，因此必須處理同步問題。 (4) 訊號重置器（Repeater）：脈衝訊號經過長距離的傳送，訊號波形必定會因衰減而改變，必須利用訊號重置器重新整形再傳送，以延伸傳輸距離。訊號重置器也是雙向傳輸。 (5) 多工技巧：基頻傳輸一般都使用分時多工技巧。 如果使用同軸電纜，當脈衝訊號被發送到傳輸媒介上後，訊號往兩方向傳遞（雙向性）。當脈衝訊號傳遞到纜線終端時，會反射回來成為反射波，前進訊號和反射訊號相結合，便破壞原來的訊號。因此在纜線的終端兩頭必須安裝終端器（Terminator），將前進波吸收，以免再反射回去。終端器其實是一個電阻器，其阻抗大小和纜線阻抗相同（50歐姆），如圖 2-11 所示。 圖 2-11 脈衝訊號的傳遞方向 2-8-2 同步化 『同步化』（Synchronization）的目的是要讓通訊中雙方的時序達到同步，使傳送和接收之訊息不致發生錯誤的判斷。在基頻傳輸中，雖然通訊協定已制定好某一標準工作速率（如56Kbps或10Mbps），然而傳送端與接收端也都符合標準，在規定速率下傳送與接收訊號；但雙方震盪器所產的頻率不可能完全相同（物理現象），因此雙方所產生的速率也不會真的一樣；又即使雙方速率相同，時序也不可能完全同步。當傳送端將訊號發送到網路上，接收端會在每一位元時間內去偵測脈衝電壓是高電位或低電位（如圖 2-12），再解碼回二進位的0或1。如果雙方速率不同或時序沒有同步，便無法正常通訊，這種現象稱為『同步問題』。 另外，即使通訊雙方開始傳送時都已完全達到同步，但隨著資料增長（時間拉長），也有可能會失去同步性，如圖 2-12 所示。如果在傳輸的資料中有加入同步訊號，使雙方傳遞訊息中隨時保持同步，便稱為『同步傳輸』。如果在資料中沒有加入同步訊號，而必須靠其他控制訊號來達到雙方同步，稱為『非同步傳輸』。基本上，不論同步或非同步傳輸，雙方的速率和時序都必須維持同步才能正確通訊。以下介紹非同步傳輸和同步傳輸的同步化。 圖 2-12 通訊雙方時序未同步 2-8-3 非同步傳輸 『非同步傳輸』（Asynchronous Transmission）利用一個起始位元（Start bit）和結束位元（Stop bit）訊號來達到同步目的，前者表示計時的開始，後者表示計時結束，如同雙方事先校準時間一樣。 通訊雙方同步的步驟如下（如圖 2-13）：(1) 首先雙方協議傳輸速率，(2) 發送端用起始訊號表示開始傳送，(3) 傳輸某些位元後緊接著傳送結束訊號，表示要求再同步一次。(4) 發送端再次傳送起始訊號表示欲開始傳送。接收端利用收到的起始和結束訊號來調整時序，使之同步於傳送端。因此非同步傳輸每一次只能傳送較少資料（一般8 bit），便需再要求同步一次。一般使用在交談式傳送，如RS-232C之傳輸方式，其規格如下： (1) 以一 個位元組（5 ~ 8 個位元）為單位傳送（依照雙方協議而定），前後加入起始位元（一個位元時間的高電位）和結束位元（1 ~ 2 個位元時間的低電位）。 (2) 平常不送資料時（Idle，即空閒狀態）維持在低電壓，傳送資料前先送一個正電位（起始位元）表示開始傳送資料。 (3) 兩字元間最少要間隔一個結束位元（低電位）。 圖 2-13 非同步傳輸範例 2-8-4 同步傳輸 『同步傳輸』（Synchronous Transmission）表示傳送端會將同步訊號加入到傳輸資料當中，使接收端可以一邊接收資料，一邊利用該同步訊號調整本身的時序，俾能隨時同步於傳送端的時序。在傳輸資料中加入同步訊號最直接的方法是利用曼徹斯特編碼技巧，接收端將接收資料中每一位元中間變化的時序取出，便成為同步訊號（如圖 2-7 (f)）；這同步訊號必定和傳送端的時序相同，因此接收端便可利用此訊號調整本身的時序，使其同步於傳送端。圖 2-14 為 HDLC 傳輸協定的訊框格式，傳送端首先傳送一串列的『前置訊號』（48 Bits, Preamble），接收端利用此前置訊號（曼徹斯特編碼）來調整時序使同步於傳送端。 接著再利用『旗標』（01111110）表示訊框的開始和結束。由於整個訊框資料都用曼徹斯特編碼，所以雙方能隨時保持同步狀態。也就是這樣，在同步傳輸中一次可以連續傳送較多的資料，一般協定都規定在 2K ~ 8K 個位元之間。 圖 2-14 同步傳輸範例（HDLC）
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