數據機
數據機（MODEM）完全是為了利用現有的模擬電話線路實現數字數據傳輸產生的。這是因為目前電話線路仍是連線千家萬戶普及率最高的通信網路，但是原先的電話線路都是模擬線路，其信道頻寬在 300~3400Hz 之間，而數字數據的頻寬可能高達幾GHz，若對數字數據不加處理地在模擬線路上傳輸，其高頻信號都會被抑制而嚴重失真，接收端根本無法識別。只有利用 MODEM 將計算機要傳送的數字數據編碼為數位訊號，以次信號作為調製信號，來調製一定頻率的載波（正弦波），變換為一定波特率的模擬信號，才能利用現有的模擬電話線路，進行遠程傳輸，再由遠端的 MODEM 進行解調，恢復為數位訊號，由遠端接收處理，從而經濟地實現遠程數據傳輸。1．MODEM 的分類
MODEM的分類方法很多，主要有以下 3 種：
（１）按數據傳輸速率分類見 表 6-3 。
表 6-3 MODEM 按數據傳輸率分類表
名稱
低速（ b/s ）
中速（ b/s ）
高速（ b/s ）
數據傳輸率
< 1200
1200 ～ 9600
>9600
調製技術
頻移鍵控（ FSK ）
相移鍵控（ PSK ）
相移鍵控及幅移鍵控複合調製 AM/PM 等
（２）按通信方式分：異步、同步 MODEM
異步 MODEM 的特點是不提供收發雙方的同步時鐘，傳輸信號也不提供同步信號， MODEM 從計算機接收數位訊號，經過調製、耦合、放大，送到電話線路進行傳輸，由遠程 MODEM 解調，交付終端接收。
同步MODEM 的性能是收發雙方在通信前要完成握手連線，要求提供同步和數據流控制功能，在所傳輸的數位訊號中必須提供同步信號，由 MODEM 對傳送時鐘和接收時鐘進控制，保持雙方時鐘同步。
（３）按製造結構分類：可分為卡式（內置方式），台式（外置方式）， PCMCIA （內插式）和 MODEM 池（箱式）四種。
卡式是一種接插板，是一種最常用的接口設備，可直接插入計算機的擴充槽內，其價格較低，使用方便。目前許多計算機在主機板上集成了 MODEM 。
台式 MODEM 則是獨立 MODEM 產品，需要使用信號線將計算機（通過 RS － 232C 連線埠）與 MODEM 連線起來，將電話線接到 MODEM 的 To Line 接口上，電話機接在 MODEM 的 To Telephone 接口上。
PCMCIA 式專用於便攜微機。
MODEM 池是將多個 MODEM 集成在一個機箱內，提供多路連線，常用在網路中心遠程用戶接入方式中。
另外以傳輸介質來分，可分為有線 MODEM 和無線 MODEM 。
2．MODEM 的 AT 命令集
高速MODEM都有專用CPU，且都是智慧型型MODEM，但各廠家的產品互不兼容。隨著美國 Hayes 智慧型型 MODEM 的流行，其 AT 命令集已成為一種事實上的標準。
AT命令集時 Hayes 公司的一項專利技術，但目前流行的 AT 命令集，還包括 Microcom 公司的用於數據打包傳輸以及進行 CRC 校驗和糾錯的 MNP （ Microcom Network Protocol ），故 AT 命令集是智慧型 MODEM 的軟體集。
AT命令集分以下各類：撥號命令，應答命令， MNP 命令，線上命令，控制命令顯示及同步、診斷、高速命令。這些命令的使用和注釋都可以從 MODEM 手冊中得到，在此不做詳述。
3．關於 Cable MODEM
Cable MODEM 是一種可以通過有線電視網路進行高速數據接入的裝置。它一般有兩個接口，一個用來連線室內牆上的有線電視連線埠，另一個與計算機相聯。 Cable MODEM 不僅包含調製解調部分，它還包括電視接收調諧、加密解密和協定適配等部分，它還可能是一個橋接器、路由器、網路控制器或集線器。一個 Cable MODEM 要在兩個不同的方向上接收和傳送數據，把上、下行數位訊號轉換成模擬射頻信號，類似電視信號，所以能在有線電視網上傳送。接收下行信號時， Cable MODEM 把它轉換為數位訊號，以便計算機處理，圖 6 － 5 為一款 Cable MODEM 。
Cable MODEM 的傳輸速率一般可達 3 ～ 50Mb/s ，距離可以是 100km 甚至更遠。 Cable MODEM 終端系統（ cmts ）能和所有的 Cable MODEM 通信，但是 Cable MODEM 只能和 CMTS 通信。如果兩個 Cable MODEM 之間需要通信那么必須由 CMTS 傳播信息。
Cable MODEM 從下行的模擬信號中劃出 6MHz 頻帶，將信號轉化為符合乙太網協定的格式，從而與計算機實現通信。用戶需要給計算機配置乙太網卡和相應的網卡驅動程式。
同軸電纜中的6MHz 頻帶被用來提供數據通信。電視和計算機可以同時使用，互不影響。射頻信號在用戶和前端之間沿同軸電纜上行或下行。上行和下行信號共享 6MHz 頻帶，但是調製在不同的載波頻率上以避免相互干擾。一般傳輸速率下行為 10Mb/s ，上行為 786kb/s 。
為實現上述功能，需要將目前的單向有線電視網變成雙向光纖同軸電纜混合網，以便實現寬頻套用。除了前端設備和現存的下行信號放大器外，還需要在幹線上插入上行信號放大器。
Cable MODEM 通過有線電視進行高速數據傳輸，從網上下載信息的速率比現有的電話 MODEM 快 1000 倍。通過電話線下載需要 20min 完成的工作，使用 Cable MODEM 只需要 1.2s 。 Cable MODEM 的傳輸速率為 500kb/s~10Mb/s 。
Cable MODEM 的傳輸模式分為對稱式和非對稱式。
（1）對稱式傳輸
所謂對稱式傳輸是指上 / 下行信號各占一個普通頻道 8MHz 頻寬，上 / 下行信號可能採用不同的調製方法，但用相同傳輸速率（ 2 ～ 10 Mb/s ）的傳輸模式。
（2）非對稱式傳輸模式
頻分復用、時分復用的配合加之以新的調製方法，每 8MHz 頻寬下行傳輸速率可達 30Mb/s ，上行傳輸速率為 512kb/s 或 2.048Mb/s 。
很明顯，不同的用途、不同的範圍和規模，就應該注意選擇不同的傳輸模式和不同的產品。寫字樓、辦公樓、學校和小區主要是用網路傳輸數據、資料以及 Internet 接入，那么就選擇對稱模式的 Cable MODEM ，而且該類產品易用、易維護、價格低廉。如果網路節點設計合理的話（ 500 個電視終端， 200 個數據用戶），利用有線電視網，採用對稱式傳輸模式建立一個企業的 Intranet 通信平台也是可行的。
Cable MODEM 的工作原理與傳統 MODEM 相似，它有三個非常重要的特點。
（1）它把有線電視的某些區段作為數字傳輸介質，我國的有線電視頻道為 48.5MHz~958MHz ，因此利用其中一些區段來傳輸數據是完全可能的。
（2）它屬於共享介質系統，與共享乙太網傳輸方式相同，技術非常成熟，完全可以利用計算機網路的其他設備組建更大的網路。
（3）它採用非對稱式工作模式，上行傳輸速率 10Mb/s ，下行傳輸速率 30Mb/s ，最大的優點式可以充分發回有線電視的現有網路，速度快。
缺點是需要對有線電視網路進行雙向改造，共享頻寬，每個用戶的頻寬受限。
目前已發展的、供家庭用戶接入網際網路使用的 Cable MODEM 大多是雙向不對稱的。一般來說，下行占用一個 NTSC 6MHz 通道，採用 64QAM 調製提供高達 30Mb/s 的傳送速率，二上行通道則在 5 ～ 40MHz 帶中選擇干擾較低的位置，占用 1 ～ 2MHz 頻寬，用 QPSK （或 BPSK ）調製提供 500kb/s ～ 2Mb/s 傳輸速率，第一代電纜數據機的標準大致是這樣。典型產品如 Motorola 的 Cable surfer MODEM ，下行傳輸速率為 30Mb/s ，上行傳輸速率為 786kb/s ，（占用 600kHz 頻寬）。 IBM 則推出其雙向的 Cable online 系統，它的下行傳輸速率為 30Mb/s ，上行傳輸為 2.5Mb/s 。這種 Cable MODEM 輸入按照乙太網協定連線用戶，輸出為 ATM 信號，在前端可用 ATM 交換機進行交換，解決了對來自多個光節點的數據進行交換的問題。
網路適配器
網路適配器，又稱網路接口卡 NIC （ Network Interface Card ），簡稱網卡，它是組建區域網路的主要器件。
1．網卡的分類
網卡的分類方法與其用途為主線，有三種分類層次。首先是用於何種網路拓撲結構，二是適於何種匯流排類型，三是提供何種傳輸介質接口。
（1）乙太網網卡（ Ethernet Adapter ）
乙太網以其優異的性能在網路領域內獨占熬頭，網卡的作用也是功不可沒， 圖 6 － 6 所示是一塊乙太網網卡。網卡的主要作用是提供主機與網路的連線主機對網卡的管理和對一個外部設備的管理是一樣的。網卡是一種接外掛程式設備，插在主機的擴展槽內。因此，網卡的性能與主機的匯流排標準密切相關， 表 6-4 給出了各類計算機匯流排特性。
表 6-4 各類計算機匯流排特性簡表
特 性
ISA
EISA
MAC
PCI
S — Bus
PCMCIA
名稱
工業標準
擴展 ISA
微通道
外設控制
S 匯流排
便攜機
支持體系結構
PC
PC
PC
全部
SUN
PC
匯流排位數 (b)
16
32
32
32/64
32
16
實際頻寬 (Mb ／ s)
5 ． 33
32
40
30 ～ 100
132
5 ． 33
理論頻寬 (Mb ／ s)
1l
64
80
>240
>240
ll
支持連發方式
否
是
是
是
是
否
主要廠家支持
是
是
否
是
否
是
PCMCIA 是專用於筆記本電腦的網卡， ISA 匯流排網用於低檔 PC 機，套用廣泛但只適於於 10Mb/s 的乙太網， MAC 匯流排未能得到廣泛支持， EISA 能提供較高的頻寬，由於微機主流產品已不採用 EISA 匯流排，目前很少採用。 PCI 匯流排網卡，具有多方面的優良性能，得到各主要廠商的廣泛支持，其價格比 ISA 匯流排網卡略高，可作為高性能網站的首選產品。根據網卡適於主機匯流排的類型主要分為以下幾種網卡。
（1）ISA匯流排網卡：適用於符合工業匯流排標準 ISA 的網卡。
（2）EISA匯流排控制器網卡：適用於符合擴展的工業匯流排標準 EISA 的網卡。
（3）PCI 匯流排網卡：適用於符合外圍控制器接口匯流排標準 PCI 的網卡。
（4）MAC （微通道）網卡：微通道技術是 IBM 公司 20 世紀 80 年代後提出的匯流排技術，其優點是將網卡首次視為計算機的主設備，可以不經過 CPU 而將信息傳人系統記憶體，極大地減輕了 CPU 地壓力，但 MAC 因其價格昂貴等因素確未能獨領風騷， MAC 網卡是專為 MAC 匯流排設計的。
（5）PCMCIA PC 卡：這是一種像信用卡大小的插入式組件，其全名稱為 EtherLink III 系列並行作業 LAN PC 卡。其具有並行作業的功能，此卡的設計可支持 PCMCIA （ Personal Computer Memory Card International Association ） 2.0/2.1 版本和標準的多功能卡的服務，專用於筆記本視 PC 機。它可支持眾多的網路驅動程式，諸如 Novell Netware ， Windows98/2000/NT ， ODI ， OS/2 等。在 Windows 9x/2000 環境下，支持即插即用功能。節省電耗，對於雙絞線僅需 48mA 。
此類 PC 卡還有另一種 LAN ＋ MODEM PC 卡，可把乙太網卡和高速 Fax/MODEM 兩種功能組合在一起，這樣不管是在辦公室或旅途中，都容易與附近的網路相連而與本部門通信。自然，這種 PC 卡也是用於便攜機的。
（2）令牌環網卡
適用於網路拓撲結構是環型的通信協定符合 IEEE802.4 的網卡。
（3）ATM 網卡
ATM 技術綜合了電路交換和分組交換的優點，它把任何長度的信息用硬體分割為固定長度的 53 位元組的信元（ Cell ）來傳輸，非常快捷。它不僅能快速的傳送聲音、圖像和文本信息，而其突出優點是可以按數據本身的需要，自動申請和分配頻寬，並獲得一定的服務質量保證（ QoS ），而與繁忙的網路上傳送的其他信息互無衝突。它還可以支持專用網路和公用網，對區域網路和廣域網採用相同技術。
