實體層與傳輸媒介

調變(modulation)

無線電與許多電線都能漂亮地承載一個穩定哼鳴的波——載波——但一個平直的載波本身什麼都不說。要送資料,你得隨著位元去推動這個波的某個特徵,就像揮動手電筒光束:光束是載波,你藉由改變它的亮度、顏色、或擺動方式來編碼訊息。調變正是如此:讓你的數位位元搭乘一個類比載波,方法是改變它三個旋鈕之一——振幅(高度)、頻率(音高)、或相位(時序)。

正弦波載波有三樣東西可改,於是有三種基本的數位方案。ASK(振幅鍵移)改高度:高波代表 1、矮波代表 0——簡單,但容易被改變振幅的雜訊毀掉。FSK(頻率鍵移)改音高:一個頻率代表 0、另一個代表 1——穩健,早期數據機那些刺耳的嗶聲就用它。PSK(相位鍵移)改波週期的時序:把相位移 180 度就把 0 翻成 1——非常抗雜訊,是多數現代系統的基礎。你甚至能同時改兩個旋鈕,QAM(下一條)就是這樣結合振幅與相位,把許多位元塞進每個符元。

調變之所以重要,是因為它讓數位資料能跨越赤裸基頻訊號到不了的媒介與距離。藉由選用高載波頻率,你可以當作無線電送過空氣、在一條電線上並排塞進許多獨立訊號(分頻多工)、或把光推下光纖。它是基頻傳輸(電線上的裸訊號,如短纜上的乙太網路)和寬頻/通帶傳輸(位元被調變到載波上,如 Wi-Fi、行動通訊、有線網路)之間的差別。沒有它,根本不會有無線網路。

舊撥接數據機那刺耳的尖叫,就是 FSK 之類在運作:高低音調分別代表 1 與 0,特意挑選成能通過電話網路 3 kHz 的語音頻帶。Wi-Fi 則改為調變到 2.4 或 5 GHz 的載波上,同時運用相位與振幅(QAM)。

調變改變載波的振幅、頻率或相位來承載位元;QAM 同時改變其中兩項。

別把線路編碼和調變搞混。線路編碼直接塑造基頻數位訊號(無載波);調變把位元印到另外的載波上,好讓它們能無線傳送或共享頻帶。

又稱
ASKFSKPSKcarrier modulation載波調變