信号及信号传输

1.2.2　信号及信号传输

数据：定义为有意义的实体。数据涉及事物的形式，例如一栋房子有3层楼、40间房。

信息：涉及的是数据的内容和解释。经过加工后的有意义的数据叫信息。例如上面讲的房子可以容纳200人。

信号：是指数据的电磁或电子编码。信号分为模拟信号和数字信号。

信号传输：指传播和处理信号的数据通信。

模拟数据：在某个区间产生连续的值。例如声音和视频就是强度连续变化的值。

数字数据：产生离散的值。例如文本信息和计算机的二进制数据。

一、模拟信号

这是一种连续变化的电磁波，这种电磁波可以按照不同频率在各种介质上传输，也就是在两个峰值之间来回振荡的持续变化的信号，如图1-8所示。

图1-8　模拟数据

模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号来表示，模拟数据是时间的函数，并且占有一定的频谱范围。这种数据可以直接用占有相同频谱范围的电磁波信号来表示，例如声音数据就是最好的例子。声音数据的频率范围在20Hz～20kHz之间，而要清楚地传播声音，只需要频谱在300～3 400Hz之间，电话设备为了使所有的声音以300～3 400Hz的频率输入，则产生相同频率范围的电磁信号。在接收端用相反的过程把电磁信号转换成原来的声音信号，这样就实现了声音在传输介质上模拟信号的传输。

模拟信号在传输一定的距离之后都将衰减。为了实现长距离传输，模拟传输系统用放大器使信号中的能量得到增加，但是放大器也使噪音分量增加。模拟信号允许多位的变形，而且仍然可以理解。模拟信号比数字信号的传输距离要远。

二、数字信号

这是一系列的电压脉冲，用恒定的正电压来表示二进制1，用恒定的负电压来表示二进制0，也就是在一个短时间内保持一个固定的值，然后再转变为另一个值，如图1-9所示。

图1-9　数字信号

数字信号发送的优点是成本低，不易受外界干扰，但数字信号发送易衰减，由于数字信号与传输内容有关，衰减会使数据完整性受到破坏。数字信号只能在一个有限的距离内传输，我们可以使用中继器使数字信号获得更大的传输距离。中继器接收数字信号，并把数字信号恢复成1和0的模式，然后重新传输这种新的信号。