遠程信號

遠離當地接收區域的電視廣播信號(正如聯邦通訊委員會所定義的那樣)，通過有線接收器接收並且由電纜傳播，亦稱輸入信號。

基本介紹

• 中文名： 遠程信號
• 外文名：Distant Signal

定義

遠程信號是指遠離當地接收區域的電視廣播信號(正如聯邦通訊委員會所定義的那樣)，通過有線接收器接收並且由電纜傳播，亦稱輸入信號。

遠程信號的傳輸

電流並不能沿導線傳輸任意長的距離，因為電流在經過一段距離後會逐漸減弱。這種問題稱為信號損耗(signal loss)，這種丟失是導線的電阻引起的，一部分電能轉化成熱能。信號損耗對通信系統是嚴重的問題，例如，RS一232連線方式在一間房間內工作得很好，但如果用RS一232連線遠方城市將導致電流減弱以致接收器無法檢測到電流。這意味著像RS一232那樣電壓的簡單變化不足以用於長距離通信。
一個連續振盪信號能比其他信號傳播到更遠的地方。這一結果形成了絕大多數長距離通信系統的基礎。與傳輸僅隨數據位變化而變化的電流不同．長距離通信傳送連續的振盪信號，通常為正弦波，稱為載波(Carrier)。下圖給出了其波形。載波持續振盪，即使沒有數據傳輸時也如此。

典型載波的波形

為傳送數據，傳送器略微修改其載波，這種修改稱為調製(modulation)。將調製過的載波用於長距離通信並非計算機網路首創，它最初用於電話、無線電和電視。例如一個無線電台使用的便是一個以某一給定頻率振盪的連續載波。在傳輸信號前，無線電台使用聲音信號調製載波，當發射機覆蓋範圍內的收音機調諧至載波頻率時．收音機的電子線路檢測到載波及其調製並根據其調製重建原來的聲音信號。收音機被設計成僅抽取並播放調製部分，在調製被抽取後載波就被丟棄了。
不管信號沿導線、光纖、微波或射頻傳播，絕大多數的長距離計算機網路都使用和無線電台相同的工作原理。傳送器產生一個連續振盪的載波信號，該信號根據待傳送的數據加以調製後，和無線電收音機類似的遠程通信的接收器必須被配置成能夠識別傳送方所用的載波。該接收器檢測抵達的載波，檢測調製，重建原始數據並丟棄載波。
網路技術使用多種調製技術，包括調幅(amplitude modulation)與調頻(frequency modulation)，也就是AM與FM電台所使用的技術(事實上，AM Radio是Amplitude Modulation Radio的縮寫，FM Radio是Frequency Modulation Radio的縮寫)。調幅根據所傳送的信息相應改變載波的強度，調頻則根據所傳送的信息相應改變載波的頻率。圖展示了如何用調幅技術編碼一位數據。其中圖8．2(b)為用圖8．2(a)中的數位訊號進行調幅所得到的波。本例中，載波減低至原強度的2/3表示1，而減低至原強度的1/3表示0。

用調幅技術編碼

調頻與調幅技術每傳送一個信號位都需要至少一個載波周期。奈奎斯特定理指出如果編碼方式允許在單個載波周期內編碼多位數據，則單位時間內允許傳送的數據位將增加。所以計算機網路經常使用其他的調製技術以便在一個周期內傳送多位數據。具體來說，相位移動調製(phase shift modulation)技術通過突然改變載波的相位來編碼數據。每一個變化稱為一個相位移動(phase shift)。在一個相位移動之後，載波繼續振盪，但它從載波周期的一個新位置開始。下圖給出了相位移動調製的一個典型波形。箭頭指}H了相位突然改變的各點的位置。

相位移動調製技術示意圖

因為硬體能夠測量振盪波中相位移動的程度，因此相位移動可以在一個載波周期中編人多位數據。為達到這一目的，傳送器用若干位表示載波相位移動的程度。為更好地理解相位移動，注意上圖的普通正弦波沿水平方向被截去若干段，剩餘部分彼此靠攏並用垂直線連線箭頭指示斷點。被截部分的大小就決定了移動的程度。
我們曾指出一個傳輸系統的波特率就是硬體每秒中改變輸出狀態的次數。像相位移動調製這類技術的主要優點在於它能在一個給定的狀態變化中編入不止一位數據。上圖顯示了不同程度的相位移動。
一個完整的載波周期由半個正周期後跟半個負周期組成。在上圖中．前兩個相位移動跳過一個完整周期的一半，而第三個相位移動跳過了一個完整周期的四分之三(從數學上說，一個正弦波完成一個周期是2兀弧度，因此上圖中前兩個相位每個位移了兀弧度，第三個移動了3兀/2弧度)。相位移動通常被設計成具有2的冪次個不同的相位移動程度，傳送端就能用相應個數的二進制位來選擇相位移動的程度。例如，在一個能有八種(即23個)不同程度的相位移動的系統中，傳送器可用三位數據來選擇八種相位移動中的一種。而接收器判斷相位移動了多少，並根據移動程度重建引起這一移動的二進制位。也就是說，若傳送器用T位建立一個相位移動，則接收器能通過觀察相位移動的程度抽取全部T位數據。因為每次移動編碼了T位數據，那么使用相位移動調製技術所能達到的最大數據速率就是，或說是2BT，其中B是每秒信號改變的次數。根據定義B就是硬體的波特率(baud rate)，這樣．使用相位移動調製技術後，系統在一秒內能傳輸的最大位數就可以是波特率的若干倍。