數  據  通  訊

 

大家最熟悉的數據通訊莫過於傳真,只要透過標準的電話網路,就可以將影像以 G3/G4 的數據格式傳遞到遠端,每當你不小心接到傳真電話時,你一定會聽到一串的怪聲音,那是資料被表達成聲音的形式,如此才能透過原來是用來傳遞人的聲音的網路來傳遞資料;

第二種大家熟悉的數據通訊方式就是透過數據機讓你的個人電腦連上大型電腦的終端伺服器或是直接連上網際網路,每當數據機連上時一連串的怪聲音也是資料被表達成聲音的形式來傳送,雖然你我聽不懂這樣子表達的資料究竟是什麼,但是遠端的電腦數據機可以清楚地了解其內容,從而達到數據傳輸的目的;

第三種大家熟悉的數據通訊方式是所謂的 BB Call 或是稱為訊息傳遞服務 (Paging),在這種通訊應用模式中,使用者在按鍵電話上按下所要傳送的電話號碼訊息,區域局端收到按鍵電話所送出的頻率訊息後會將此訊息轉為數據,再藉由無線的方式廣播出去,訊息的目的地必須具有終端無線接收器來接收廣播出來的數據訊息;

一般我們所說的數據通訊除了上面講的三種應用之外,其實泛指所有資料傳輸的應用,在這裡頭最主要的應用就是電腦網路了,以下我們簡單介紹支援電腦網路連線的基礎數據通訊架構:

兩點間的數據資料的傳遞模式

點對點 (Point-toPoint) 連接:

將兩台電腦直接連線來傳送資料,例如使用 WINDOWS 95/98 中的直接電纜連線,或是一般的 Ethernet 連線,兩台電腦上的網路應用軟體透過系統軟體與電腦硬體控制網路硬體,直接與對方聯絡傳送資料。

端對端 (End-to-End) 連接:

兩台電腦之間如果有相當的距離,常常需要透過第三台電腦來連接,中間的這台電腦實際上並不會把資料解讀出來送到網路應用軟體,只是由系統軟體、電腦硬體、與網路硬體共同合作將傳送的資料封包轉送到終點的電腦,如此對於兩端的電腦而言,資料就好像是直接點對點的連接一樣地傳送過來,中間的一台或是好多台電腦對於兩端點而言都是透明的,兩個端點不會感覺到中間轉送的橋接器、路由器、或是閘道的機器。

階層式網路運作模型

網路上的資料通訊由於必須考慮到連線兩端點及其所有中間必須經過的網路,有不同的硬體連線裝置,不同的網路結構,不同的中繼網路硬體,不同的網路軟體,因此採用一種分層負責的運作模式,國際標準制定組織 (International Standard Organizaiton, ISO) 為了促進電腦網路溝通,訂定了OSI (Open System Interconnect) 來標準化網路的分層架構,促進不同廠商網路軟體、硬體設備的共通性。

OSI 的七層網路架構如下表:

OSISevenLayerArch.gif (6088 bytes)

資料封包的層狀包裝

每一層次的資料都有他自己的控制資料 (Hn),這裡頭的資料包括像目的地及來源位址,資料的長度等等:

OSIDataPacket.gif (7071 bytes)

 

數位調變技術:

數位訊號必須用調變技術加以包裝後以類比的形式在傳遞介質中傳遞,常見的數位調變方式有 FSK, PSK, QPSK, ASK, QAM, ...等等,不經過調變的訊號我們稱為基頻訊號,在傳遞介質中傳遞的距離很短,不適合用來傳遞。

通訊協定:

是電腦互相溝通的語言,兩台連線在一起的電腦必須使用相同的通訊協定才能夠互相了解所傳遞的資料。

一個通訊協定可以簡單地想像為兩個軟體間透過網路交談的格式:例如甲軟體希望送資料給在另一機器上的乙軟體,兩者之間必須遵循共同商量出來的順序來交談,例如:甲軟體可能需要先送一些打算送過去資料的格式、位元組的數目等等相關資料,然後再送真正的資料給乙軟體,這些溝通的資料的格式都必須由通訊協定來規範,甲軟體必須完全依照協定的規範來傳送資料,乙軟體才能夠了解甲軟體送出來的訊息;同樣的乙軟體也必須要根據協定在適當的時間送出回應訊息給甲軟體,如此溝通才能順利的進行。

封包交換

數據資料和聲音的傳遞是不一樣的,聲音要傳遞的話,必須要在連線以後持續地保持連線,我們稱為線路交換,在傳遞數據資料時就不是在連線後一股腦地傳遞過去,而是將數據資料分為好多個段落 (所謂的資料封包) 來傳送,到達目的地後再組合為原來的數據資料,這些資料封包在網路上可能由不同的路徑各自朝向目的地前進,這種建立數據資料封包連線路徑的方式稱為封包交換。