电信

 

在今天﹐越來越多辦公室工作都可移到辦公室之外來做﹐許多人以為電信(Telecommunication)都只會發生在那些完全在家裡辦公的人士﹐但這只是使用電信的其中一種情形而已。但凡需要使用電話技術去連接中央資源的人們﹐都可以說是電信的使用者。比如某些“neighborhood work center”就提供了一個工作場所給好些不同公司的僱員﹐讓他們無需真正去到辦公室幹活。當然﹐那些流動工作者﹐通常都得在路上工作﹐也是使用電信的最佳例子。

電信的優點 & 缺點

對公司而言﹐電信的優點主要有這些﹕

  • 可以招募更廣地域的僱員。
  • 可以保留一些好的僱員﹐如果他們因為某些原因要搬到其它地方去的話。
  • 公司對那些比較喜歡靈活工作環境的僱員更具吸引力。
  • 可以減少因為生病﹑交通﹑或是惡劣天氣因素引起的缺勤。
  • 辦公室費用會大幅度減少。

對僱員而言﹐電信可以為他們帶來這些便利﹕

  • 他們可以從居所到不同的地方工作。
  • 可以保持一份好工作﹐就算是必須搬遷到其它地方。
  • 可以有一個更加靈活的工作環境。
  • 再無上班路途之苦。

當然﹐電信也有其自身的缺點存在的﹐也不是對所有人都適合﹐主要是因為過於零散和缺少有效的監督和輔助﹐而且也有技術上面的問題。電信的問題主要來源於﹕

人為因素﹕

  • 因為社交的隔絕而引起的孤燥和厭倦﹐有些人比較喜歡與別人交往才能有精神。
  • 家人的打擾和分心。
  • 缺乏監督和紀律去獨立工作。
  • 較差的時間安排。

選擇一位合適的符合電信條件的應徵者是最佳的解決之道。您要挑的是一個管理性和自覺性比較強、且有良好的效能評估能力的人選﹔而非那些效率低下、且要不斷督促、踢一踢才動一動的懶木頭。另外﹐如果您一早就和他們約法三章﹐並做出有效的安排﹐這對雙方都比較容易地過渡。

設備因素﹕

許多電信工作都和電腦有關﹐這樣對那些大多數只有一台電腦的電信人來說﹐將會是個問題﹕如果在辦公室裡面﹐假如工作站壞掉了﹐您還可以到其它的機器繼續工作﹐然後等機器修理好﹔但在家的話就得停工了﹐在電腦修好之前﹐只能乾等。

另外﹐一些電信問題﹐諸如 modem 壞掉等狀況﹐也會打斷和辦公室的連線。對這些技術問題﹐您也無可耐何﹐只能儘量避免而已﹕儘可能使用比較好的﹐穩定的硬體和軟體就是了。

遠端控制 vs 遠端連接

一旦您有僱員決定使用電信連接﹐您就要在兩種電信手段之間做出決定﹕遠端控制(Remote Control)﹐和遠端連接(Remote Access)。

兩者其實都使用相同的設備﹕一個 modem ﹑一條電話線﹑一台電腦﹔內裡不同之處在於和辦公室的電信連接方法﹐而這要取決於進行何種的電信作業和使用什麼的軟體去做。

Remote Control
在使用遠端控制的時候﹐使用者實際上是在家裡通過 modem 控制和使用一台網絡上面的電腦。這需要在辦公室的網絡上面設置一台 host 電腦﹐然後將家裡的電腦設置為 remote 電腦。如果您玩過 pcAnywhere 之類的軟體﹐相信對此並不陌生。遠端電腦實際上是作為遠端使用者的“前端”﹐讓他/她可以用鍵盤輸入數據和從熒幕上看到結果。在遠端電腦和辦公室之間傳輸的僅是輸入和輸出而已﹐所有運算工作都在 host 機器上完成﹕包括應用程式﹑處理器運算等等﹔遠端電腦基本上可以不需安裝應用程式﹐使用的其實是 host 上面的。

簡單來說﹕遠端控制﹐好比是將 host 電腦的熒幕線和鍵盤線延長到 remote 端那樣。

遠端控制對那些需要大量數據的文字模式程式非常好用﹐但如果使用圖形界面的程式﹐諸如 windows 和 windows 程式﹐則會緩慢得多。為了解決這個問題﹐有些遠端控制程式只傳送熒幕畫面變更的部份﹐從而減少數據的交通。

除了在使用 windwos 的時候比較慢之外﹐遠端控制也有其一些缺點﹕

  • 您必須要有超過一台的電腦參與電信過程﹕一台在辦公室的 host 機器﹐和一台在家的 remote 機器。
  • 其安裝也需要額外的佈線安排﹑電源﹑冷卻﹑和空間。
  • 如果 host 機器當掉了﹐遠端使用者並不能將之重新啟動。
  • 當工作站做為 host 工作的時候﹐其它使用者就不能使用它了。
  • 也有安全上面的問題。取決於軟體的功能﹐很有可能是當遠端使用者連接之後﹐其它人會坐到 host 前面而使用它。現在大多數的遠端控制軟體﹐都會要求遠端使用者在連接成功之後還要提供使用者和密碼來登錄﹐您要確定您的遠端程式包括有此功能。
Remote Access
遠端連接﹐(也有人稱之為 remote nodes )﹐是將遠端的電腦當成是網路其中的一個節點﹐而不是另一台 PC 的控制器。這時候遠端機器必須進行所有的運算處理﹐所有的程式也安裝在本地的硬碟上面。使用遠端連接需要在兩端的機器上面安裝遠端連接軟體﹐而實際上﹐遠端機器也是辦公室網路中的一員﹐只不過不是通過網線而是電話線連接到網路上面而已。

使用者先要撥號連接到遠端連接伺服器(可以是和檔案伺服器同一台機器﹐也可以專門指定一台)﹐然後再登錄上網路使用網路資源﹐一如在辦公室裡面一樣(當然除了速度之外)。另外﹐安全係數也因軟體而異。

當使用者獲取檔案之後﹐一切工作都只在遠端電腦進行﹐只有當回存或獲取新檔案才需要連接檔案伺服器﹐因而﹐如果您跑的是一些 widows 圖形界面程式的話﹐遠端連接對比遠端控制來說應該是個較佳的選擇。不過﹐遠端連接也需要跟多的時間去獲取檔案﹐還記得在電腦基礎裡面講述過電腦是如何工作的嗎﹖“記憶體﹗”﹕使用遠端連接的機器必須要先將檔案整份載入後才能工作﹐如果檔案比較大的話﹐那麼下載時間也就比較長了﹐而不像遠端控制那樣只等待螢幕回應了。

哪一個比較好﹖
當您真的要在遠端控制和遠端連接之間做取舍的時候﹐有幾點您是必須要考慮的﹕

  • 使用者設備如何﹖他們要使用什麼樣的程式來工作﹖
  • 機器的硬體兼容性如何﹖記憶體容量多大﹖
  • 兩種方法究竟要如何在您的網路中工作﹖

與其說﹕您在選擇遠端控制還是遠端連接﹐到不如說﹕您要選擇下載屏幕(對 DOS 程式來說並不算什麼大不了﹐但對 windows 程式來說則要多加留心了)﹔還是選擇下載檔案。無論您怎樣挖空心思﹐電信在這一點上﹐是無法和辦公室網路的速度媲美的。不過﹐您也有一個選擇就是﹕分別使用遠端控制和遠端連接進行不同的分工﹐他們並非是魚與熊掌的關係。

Modem 連接

Modem 可以說是在電信過程中最常使用的硬體之一﹐當然您也可以使用 ISDN﹑xDSL﹑Cable Modem 等設備﹐不過這些服務並不是所有地方都可以得到﹐通常只有在大城市才有﹐如果在小的鄉村地方﹐畢竟電話網路才是最普及的。

MODEM 這名稱其實是由兩個詞組成的﹕MOdulator/DEModulator(調制/解調器)。它好比一個翻譯﹐將電腦的信號轉換成電話線可以攜載的模擬信號(我們日常使用的電話線都是模擬制式的)﹐然後在另一端再將模擬信號轉換回電腦信號。不過﹐事實上並不是所有 modem 都可以對講的哦﹐越快的 modem ﹐越是曲高和寡。

要在 modem 之間溝通﹐它們都必須使用兼容的調制﹑錯誤控制﹑和數據壓縮等協定﹐下面我就分別對這些協定做一個簡單的了解﹕

調制協定
一般人買 modem 都只關心速度﹐比如 28.8Kbps 或 33.6Kbps ﹐甚少留意它們使用的是什麼樣的調制協定。只有到了 56K 的時候﹐我們才會關心它是 x2 的﹐還是 flex 的﹐還是 V9.0 的。

究竟這些協定代表了什麼呢﹖正如我們剛才討論的﹐modem 是用來在電話線和電腦之間進行信號轉換的設備﹐調制協定則建立起信號轉換的規則。就好像兩岸進行談判之前﹐都先磋商好哪些項目會真的擺到談判桌上一樣﹐否則一個高唱一邊一國﹐另一個堅持對方是自己的一部份﹐那就什麼也談不攏了。

調制協定建立起諸如﹕速度﹑同位檢測﹑和位元同步等基本規則﹐而這些因素都決定了雙方 modem 的數據傳輸速度。或許您也聽過下面這些 modem 調制協定了吧﹕

V.32bis
許多 9600bps 的 modem 都使用 V.32 協定﹐緊接其後的一個由 International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT) 制定的協定被稱為 V.32bis﹐則成為 14.4modem 的標準。對比 V.32 來說﹐V.32bis 具有一下的優點﹕

  • 更快﹕跑 14.4Kbps 而不是 9600bps。
  • 更聰明﹕當信號達不到 14.4K 的時候﹐會自己退回到 1200﹑9600﹑7200﹑甚至 4800bps 的速度去。
V.34
在 1993 年之前它都被稱為 V.Turbo。V.34 不僅應用於 28.8 的 modem﹐也能支持 33.6 的速度﹐可以從 33.6Kbps 降到 2400bps 的速度。V.34 一度被認為是能達到的最快 modem 速度了。
V.90
V.90 的推出有點特別﹐這要先了解一下 56Kx2 和 56KFlex 之爭了﹕早在 1996 年﹐著名的 modem 廠商 US Robotics 推出了一款叫 x2 的 modem 突破了 33.6 的極限。但 x2 不是開放技術﹐這逼使其它競爭者聯合起來開發另一個 56K 的標準與之較量﹐終于 Rockwell 的 Flex 標準逐漸被各廠商所擁戴﹐而且市場佔有率也迅速的擴大。然而﹐這兩個標準卻是不兼容的﹐就好像錄影帶有 NTSC 和 PAL 制式之情形一樣。這給 ISP 和用戶都帶來了很大不便﹐而且令成本也高漲不少。最後大家都認識到兩者之爭對彼此都沒好處﹐這就是 V.90 產生的背景了。V.90 雖然說是可以支持 56K 的速度﹐但在實際應用中﹐由於電話線路的限制﹐最多只能達到 53K ﹐而且﹐這僅是對下載速度而言﹐用戶端的上載速度依然維持在 33.6 的速度。因此﹐56K 可以說是第一個非對稱式的 modem 標準了。
錯誤控制協定
您應該知道 8bit 構成 1byte ﹐而一個 byte 則可以做為一個 ASCII 字母使用﹐其實所謂的 ASCII 字母只不過一堆不同的 bit 組合而已。在 modem 傳輸中都是以 bit 來做為單位的﹐如果因為電話線噪音和其它因素影響﹐而令到數據丟失﹐那麼重組出來的 bit 的排列就很可能不是原來的樣子了﹐這也就是為什麼糾錯協定變得如此重要的原因。錯誤控制協定在技術上面非常複雜﹐恐怕超出這裡要說的範圍了。不過﹐有兩種主要的 modem 檢錯手段我們也可以略為認識一下的﹕

  • 可以將所有數據都發送兩次﹐並查看兩份數據是否一致。
  • 在發送前和接收後﹐使用不同的數學功能對數據中的 byte 進行檢查﹐查看得出來結果是否吻合。

第一種方法不是不可行﹐只是略顯迂腐而已。因為如果第一個數據被干擾了﹐第二個也很有可能重蹈複徹。

第二種方法看來比較可靠﹐一旦數據通過了檢閱﹐由功能所產生的額外bit就會被忽略。

通常有兩種糾錯協定被廣泛採用的﹐它們是﹕MNP 4 和 V.42。如果數據在公共電話網路傳輸過程中損毀的話﹐這些協定就會告訴發送端 modem 重發損毀的數據。

MNP ﹐為 Microcom Network Protocols 的簡稱﹐實際上 MNP 有 2﹑3﹑4 這幾個不同的錯誤控制協定( MNP 5 則和數據壓縮一起使用)。而 MNP 4是最廣泛使用的協定﹐甚至一度成為行業標準﹐因為除了 Microcom 之外也沒有其它機構開發錯誤控制協定了。不過這情形在 V.42 推出之後得到了改變。

V.42﹐它是有 CCITT 在 1988 年建立的﹐它實際上使用兩個錯誤控制手段﹕Link Access Procedure for Modems (LAP-M)是其主要的錯誤控制協定。然而﹐當它不能使用 LAP-M 的時候還可以使用 MNP 4。

數據壓縮協定
數據壓縮協定規定了發送端 modem 如何進行數據壓縮及接收端 modem 如何進行解壓的方法。當 modem 使用數據壓縮的時候﹐必須要有錯誤檢測的能力(以備數據在壓縮和解壓過程中損毀之需)。不過您要留意一點﹐就是﹕使用數據壓縮不是任何時候都是最快的﹐在某些情形﹐數據壓縮甚至會拖慢傳送速度呢。

數據壓縮的協定主要有﹕MNP 5 和 V.42bis。MNP 5 揉合了錯誤控制協定 MNP 4在內﹐最高壓縮比為 2:1。不過它有一個比較蠢笨之處是﹐對那些已經壓縮了的檔案﹐例如 .ZIP當案﹐依然還會進行再次進行壓縮﹐這樣就會毫無意義的將傳送速度拖慢下來了。

V.42bis 協定是在 1989 年被開發的﹐可以說是一種較好的數據壓縮協定﹐除了可以對數據進行壓縮處理外﹐它還可以提供 V.4 2的糾錯能力﹐所以您的 V.42bis modem 就無需同時安裝和 V.42 協定了。它的最高壓縮比可以達到 4:1﹐而且比 MNP 5 更高效﹐因為它可以動態的偵測一些無用字串﹐且不會對已經壓縮過的數據進行壓縮。

雖然看上去數據壓縮是個不錯的主意﹐不過在您考慮使用數據壓縮 modem 的時候﹐還有幾件事情要注意的﹕

首先﹐並不是所有數據都可以使用壓縮的﹐許多 ZIP 檔案通常都已經被壓縮過了﹐而且許多圖像格式的檔案也是如此﹐使用數據壓縮對這些檔案也無能為力﹐徒耗時間而已。如果您使用諸如 winzip 等軟體對好幾個檔案壓縮成為一個檔案﹐再進行傳輸﹐這在直接使用網線連接的網路來說確實是個不錯的主意。不過對 modem 而言﹐卻需要更多的時間將一份較大的檔案傳送出去﹐這樣反而比逐個逐個小檔案要更慢。如果您的 modem 使用 MNP 5 這樣的協定﹐它還會再嘗試一次壓縮﹐也就更慢了。再者﹐許多 modem 對實際的數據壓縮評估都過份樂觀﹐例如有些 modem 標榜自己的傳送速度如何如何﹐其實很大成數都是將壓縮數據包括在內﹐而這些數據大部份都是一些壓縮比例較高的檔案。

 

數據緩衝
在使用高速 modem 進行傳輸的時候﹐如果您的機器是比較舊的型號﹐很可能您的通訊口和 modem 的速度並不相配。電腦用來控制通訊口的軟體是鑲嵌在一個叫 Universal Asynchronous Receiver Transimiter (UART) 的晶片組。通常我們會使用三種不同的 UART 晶片組﹕5250﹑16450﹑和 16550﹐而只有 16550可以支持高速的數據傳輸。如果您使用的不是 16550﹐您可以有四個途徑去獲得﹕

  • 您可以買一個 UART 晶片組來更換﹐不過這樣做一點都不容易(看看那些焊腳就嚇死了﹗)﹐所以這不是一個值得推薦的提議。
  • 您可以使用軟體工具來模擬 16550 ﹐在多數情形下一個它們應該做得到﹐不過也不便宜就是了( TurboComm曾買到 $25 美金)。
  • 您可以可以購買帶 16550 的 I/O 卡﹐通常都會有兩個通訊口和一個列印口。
  • 內置式 modem ﹐許多高速的內置式 modem 都自帶有 16550 的晶片組的。

除了要使用 16550 UART 來支持高速 modem 之外﹐您還要考慮另外一個題目﹐就是數據的流量控制。

毫無疑問的是﹕您會希望數據從您的 PC 盡可能快的流向 modem。不過問題是﹐modem 通常都沒有那麼快的能力處理從 PC 傳來的數據。為解決這問題﹐我們可以使用硬體或是軟體來控制數據的流量﹐而且硬體控制是最通常被採用的方法﹐尤其是對高速 modem 而言。

最流行的硬體流量控制手段是 CTS/RTS(Clear To Send/Requst To Send)。在連接 modem 和 PC 之間的 RS232 界面﹐有兩條信號線分別叫做 CTS 和 RTS ﹕發送端 modem 使用 CTS ﹐而接收端 modem 則使用 RTS。當發送端 modem 可以進行數據發送的時候﹐它會通過 CTS 傳一個信號給 PC ﹐這樣 PC 就會將數據傳給 modem ﹐如果 PC 傳送的速度太快﹐以至 modem 再不能處理的時候﹐modem 就會停止 CTS 的信號﹐這樣 PC 就知道該讓 modem 歇歇了。在接收端﹐如果 PC 處理的速度不夠 modem 傳來數據的速度快的話﹐然後 PC 就會停止 CTS 的信號﹐直到 PC 可以進行處理為止。

這樣的情形我們就需要為 modem 建立一個緩衝區﹐來接管那些還沒來得及處理的數據﹐同時要配合流量控制一起使用。

ADSL

ADSL 的全稱為 Asymmetric Digital Subscriber Line ,其關鍵詞是 Asymmetric (非對稱),也就是其上傳及下傳的速度是不一致的:上傳在 64Kbps 到 640Kbps 之間,下傳則在 1.5Mbps 到 9Mbps 之間。相對於 ADSL 還有其它種 xDSL 技術可以使用:

HDSL (High Data Rate DSL)
目前 xDSL 中最成熟技術,以兩對電話線提供 1.544Mbps(T1) 或 2.048Mbps(E1) 的頻寬。以 2BIQ 及迴音消除技術為底,可在傳統銅線迴路中保持接近光纖的高品質。目前多被歐洲國家採用。
SDSL (Signle-Line DSL)
與 HDSL 接近,只以一對電話線作傳輸。目前該技術尚在發展中。
VDSL (Very High Data Rate DSL)
算得上目前可用的最快 xDSL 技術了。利用一對電話線即可獲得 1.9Mbps 至 52.8Mbps 的高速,更甚者可達 60Mbps 之譜!但對傳輸線路之距離非常敏感,能裝機之地域極為有限。

與傳統點話網路相比,xDSL 算是個 “舊瓶新酒” 的技術,因為 xDSL 無需更換目前的電話線路,並可與平時的語音服務併行於同一電話線上,彼此互不干擾。在裝機時,我們需要用專用的分岐器( spliter ) 將語音和數據分開,分接電話機及 ADSL 數據機。然後,將 ADSL 數據機的 LAN port 連接電腦的網路卡即可(不管用跳線或 HUB )。

Cable Modem

若是您還記得前面提到的 FDM 頻寬切割技術的話,那應該知到 Cable Modem 的的工作原理了:也就是利用目前龐大的有線電視網路中尚餘的頻寬來傳數據。與傳統的 MODEM 差不多,只是所使用的調變方式稱為 Quadrature Amplitude Modulation (QAM),混合使用振幅及相位、在最小的空間放入更多位元。常見的 QAM 有分 16、64、及 256-QAM,分別代表不同的調變群組等級。扣除掉 FEC 返迴錯誤修正所用的頩寬,256-QAM 所能攜載的速度大約為 36Mbps ,比起一般的專線還要高出許多倍!

由於有線網路使用的同軸點纜一般的頻寬為 5MHz 到 750MHz 之間,我們將數位上傳分配到 5-42MHz ,下傳為 550-750MHz (類比下傳為 50-550MHz),因此我們可以同時進行數位與類比傳輸而互不干擾。若想再進一步提昇 Cable Modem 的速度,只能換裝更大的同軸電纜,如 850MHz,或 950MHz,甚至 1GHz 才行。

用作 Cable Modem 的 Modem 當然和傳統的 MODEM 是不一樣的,也分外接式及內接式兩種。用內接式較為簡單:只需將 Modem Card 插在電腦的擴充槽上即可(當然還要驅動啦)。若是外接式,在連接電腦這端則和 ADSL 的接法一樣:用跳線或 HUB 連接電腦的網路卡,若是支援 USB 的話,直接插 USB port 就行了。Cable Modem 的標準也有好幾個,其中最常見的有:歐洲的 DVB/DAVIC,也被稱為 DVB-RCC 或 ETS 300 800 ﹔美國的 MCNS/DOCSIS ﹔還有 IEEE 所制定的 802.14,也稱為 DOCSIS 1.2 ,將是未來 Cable Modem 的公用標準。

由於 Cable Modem 所使用的同軸電纜是共享形式的,前面所提的最大頻寬,事實上很難完全達到的:除非您能禁止同一社區的其他用戶不跟您搶頻寬,否則用戶越多,每戶平均頻寬就越小。不過,一般而言,Cable Modem 業者都會在機房端設備上啟用頻寬保證技術(QoS),從而確保用戶的頻寬能保持在一定的合理範圍。

小結

好了﹐相信您能堅持閱讀以上那些孤燥乏味的文章也真不容易﹐雖然還有很多東西沒有觸及到﹐但我也實在不想讓您打瞌睡去了。網路概論可以暫時討論到這裡﹐如果以後還有時間再做補充吧。

後面要討論的其實要比以上的文章更晦澀難懂。如果您對它們沒什麼興趣的話﹐也不必細究﹐只挑一些您認為必要的部份來看就是了。不過關於 IP 地址部份﹐我還希望您能夠多了解一下的﹐因為在管理IP網路的時候會變得非常重要。

 

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