22数据传输方式.

第2章第一节数据传输方式计算机网络技术目录数据的传输方式通信的基本概念数据交换技术巩固练习2020/1/133第一节知识回顾1.基本概念信息（Information)：信息就是对客观物质的反映。对事物的形态、大小结构、性能等的描述。信息有各种存在形式：例如数字、文字、声音图形和图像等。2020/1/134信息、数据和信号数据（Data）：数据是数字化的信息。数据与信息的关系：数据是信息的载体，信息是数据的内在含义或解释。信号（Signal）：是数据在传输过程中的表现形式，在数据传输过程中信号可以是电、光、声等表示形式。2020/1/1352.数据通信系统模型信道干扰2020/1/136•信源：作用是把待传输的消息转换成原始电信号。信源输出的信号称为基带信号。•发送设备：对基带信号进行某种变换或处理，使之适应信道的传输特性要求。•信道：是信号传输的通路，信道中自然会叠加上噪声。•接收设备：的功能正好相反于发送设备，它将从收到的信号中恢复出相应的原始信号。•信宿：是将复原的原始信号转换成相应的消息。通信系统的组成2020/1/137数据通信系统基本结构信源信宿信道信源信宿噪声（干扰）信道A.理想状态B.实际环境下01011010010010110100100101101001001010010110出错DTE：用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和信宿，如主机、终端DCE：也称数据通信设备，介于DTE与传输介质之间，如ModemDECDECDTE通信控制器DTE通信控制器数据终端设备数据线路端接设备传输介质DTE与DCE关系？2020/1/138DTE发出的信号不能直接送到网络的传输介质上，要借助于DCE才能实现。2020/1/139(1)模拟通信系统模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源组成。信源所产生的原始模拟信号一般都要经过调制再通过信道传输。到达信宿后，通过解调器将信号解调出来。普通的电话、广播、电视等都属于模拟通信系统。信源调制器解调器信宿噪声源信道2020/1/1310(2)数字通信系统数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译码器、信源译码器、信宿、噪声源以及发送端和接收端时钟同步组成。计算机通信、数字电话以及数字电视都属于数字通信系统。信源信源编码器信道编码器调制器解调器信道译码器信源译码器信宿噪声源信道2020/1/1311(3)通信信道的分类信道是传送信号的一条通道，包括传输媒体和通信设备。传输媒体可以是有形媒体，如电缆、光纤等，也可以是无形媒体，如传输电磁波的空间。信道可以按不同的方法分类：有线信道与无线信道；模拟信道与数字信道；专用信道和公用信道；2020/1/1312一般说来，模拟数据和数字数据都可以转换为模拟信号或数字信号。因此我们有以下四种情况：（1）模拟数据、模拟信号。（2）模拟数据、数字信号。（3）数字数据、模拟信号。（4）数字数据、数字信号。下图给出了模拟的和数字的数据、信号的示意图。(4)通信系统信道信号的变换2020/1/13132020/1/13142.1.2数据的编码形成代码的过程，叫做编码。将各种媒体的原始信息（如文本、语音、图形、图象、视频、声、光、电、温度、压力等等）转换成用代码表示数据的过程，称作信源编码。ASCⅡ码1000001——A，0110000——0，1100001——a汉字区位码外码（十进制）2053——我，5456——重内码（十六进制）3638——重1.文字信息编码2.2数据的传输方式2020/1/13162.2.1数据传输和并行传输串行通信数据流以串行方式在一条信道上传输，由于计算机内部都采用并行通信，因此，数据在发送之前，要将计算机中的字符进行并/串变换，在接收端再通过串/并变换，还原成计算机的字符结构，才能实现串行通信。串行通信的优点是收、发双方只需要一条传输信道，易于实现，成本低，但速度比较低。发端8个比特顺次发送0110001001100010收端01100010并/串转换器串/并转换器2020/1/1317数据的串行传输和并行传输发端收端011001018个比特同时发送需要8条线并行通信数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。并行通信的优点是速度快，但发端与收端之间有若干条线路，导致费用高，仅适合于近距离和高速率的通信。2020/1/13182.2.2数据传输的同步技术在数据通信系统中，当发送端与接收端采用串行通信时，通信双方要交换数据，需要有高度的协同动作，彼此间传输数据的速率、每个比特的持续时间和间隔都必须相同，这就是同步问题。同步就是要接收方按照发送方发送的每个码元/比特起止时刻和速率来接收数据，否则，收发之间会产生误差，即使是很小的误差，随着时间增加的逐步累积，也会造成传输的数据出错。实现收发之间的同步技术是数据传输中的关键技术之一，通常使用的同步技术有两种：异步方式同步方式2020/1/1319异步传输方式在异步传输方式中，每传送1个字符（7位或8位）都要在每个字符码前加1个起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验码后面加1或2个停止位，表示字符结束。接收方根据起始位和停止位来判断一个新字符的开始。从而起到通信双方的同步作用。异步方式实现比较容易，但每传输一个字符都需要多使用2～3位，所以适合于低速通信。2020/1/1320异步传输方式计算机计算机101101010100110110010001011101起始位停止位数据位01101100数据传输方向2020/1/1321同步传输方式同步传输方式的信息格式是一组字符或一个二进制位组成的数据块（帧）。对这些数据，不需要附加起始位和停止位，而是在发送一组字符或数据块之前先发送一个同步字符SYN（以01101000表示）或一个同步字节（01111110），用于接收方进行同步检测，从而使收发双方进入同步状态。在同步字符或字节之后，可以连续发送任意多个字符或数据块，发送数据完毕后，再使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束。在同步传送时，由于发送方和接收方将整个字符组作为一个单位传送，且附加位又非常少，从而提高了数据传输的效率。所以这种方法一般用在高速传输数据的系统中，比如计算机之间的数据通信。2020/1/1322同步传输方式计算机计算机1011010101101100...11110101101101000111111001111110同步字节同步字节数据帧2020/1/13232.2.3通信线路连接方式—点对点点对点的连接就是在发送端和接收端之间采用一条线路连接，使用的线路可以是专用线路、租用线路或交换线路。使用租用或交换线路的连接方式，适合于在地理上比较分散的站点之间传输数据，比如通过公用电话交换网，实现点-点的连接。计算机计算机计算机计算机交换设备计算机计算机2020/1/1324通信线路连接方式——多点线路多点线路连接是指各个站点通过一条公共通信线路连接。在多点线路连接方式中，一条线路被所有的站点共享，若所有的站点可以同时发送数据，则这条线路在空间上是共享的，通常采用频分复用或波分复用技术传输数据；若所有的站点只能轮流使用线路发送数据时，那么它在时间上是共享的，通常采用时分复用技术传输数据。主机计算机/终端2020/1/13252.2.4信道通信方式——单工通信单工方式指通信信道是单向信道，数据信号仅沿一个方向传输，发送方只能发送不能接收，接收方只能接收而不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向。无线电广播和电视都属于单工通信。主机显示器发送端接收端数据的单方向性2020/1/1326信道的通信方式——半双工通信半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只能交替进行，而不能同时进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行切换。半双工信道适合于会话式通信，比如公安系统使用的“对讲机”和军队使用的“步话机”。半双工方式在计算机网络系统中适用于终端与终端之间的会话式通信。发送端/接收端发送端/接收端不同时刻的数据双向传输对讲机对讲机2020/1/1327信道的通信方式——全双工通信全双工通信是指数据可以同时沿相反的两个方向作双向传输。比如，电话通话。电话机发送端接收端任何时刻的数据双向传输电话机2020/1/13282.2.5信号传输方式——基带传输基带传输就数字信号而言，它是一个离散的方波，“0”代表低电平，“1”代表高电平，这种方波固有的频带称为基带，方波信号称为基带信号，因此，基带实际上就是数字信号所占用的基本频带。基带传输是在信道中直接传输数字信号，且传输媒体的整个带宽都被基带信号占用，双向地传输信息。基带传输一般用在近距离的数据通信中，局域网中主要采用基带传输2020/1/1329信号的传输方式——频带传输频带传输所谓频带传输是指将数字信号调制成模拟信号后再发送和传输，到达接收端时再把模拟信号解调成原来的数字信号。可见，在采用频带传输方式时，要求发送端和接收端都要安装调制器和解调器。频带传输主要用于远距离通信。远距离通信时经常借助于电话线路，此时就需要利用频带传输方式。利用频带传输，不仅解决了利用电话系统传输数字数据的问题，而且可以实现多路复用，以提高传输信道的利用率。2020/1/1330信号的传输方式——宽带传输宽带传输在同一信道上可进行数字信息服务也可以进行模拟信息服务。宽带传输采用75Ω的CATV电视同轴电缆或光纤作为传输媒体，带宽为300MHz。使用时通常将整个带宽划分为若干个子频带，分别用这些子频带来传送音频信号、视频信号以及数字信号。宽带同轴电缆原是用来传输电视信号的，当用它来传输数字信号时，需要利用电缆调制解调器（CableModem）把数字信号变换成频率为几十兆赫兹到几百兆赫兹的模拟信号。为什么在宽带物理信道上能同时传输声音、图像和数据信息？课堂练习1.下列关于数据传输的同步技术说法不正确的是A.异步传输方式以字符为单位B.同步传输方式以报文或分组为单位C.同步传输方式发送时，在每个数据块前后要各附加一个字节的同步字符SYND.同步传输速率比异步传输速率低D练习2.能同时进行双向信息传输的是哪种传输方式A.单工B.半双工C.全双工D.没有C练习3.通信双方都能收发信息，但不能同时进行收发的工作方式是A.单工B.半双工C.全双工D.都不是B练习4.在数据通信系统中，传输介质的功能是A.在信源和信宿之间传送信息B.比特率传输过程中的错误C.根据环境状况自动调整信号形式D.将信号从一端传至另一端D练习5.数据只能沿一个固定方向传输的通信方式是A.单工B.半双工C.全双工D.混合通信A练习6.承载信息量的基本单位是A.码元B.比特C.数据传输速率D.误码率A练习7.异步传输的特点A.一次传输一个字符B.一次传输一个数据块C.收/发端不需要进行同步D.数据传输效率高A练习8.数据传输方式有A.单工、双工、频带B.单工、基带、宽带C.基带、宽带、频带D.双工、基带、宽带C练习9.关于基带传输与宽带传输说法不正确的是A.基带传输速度快，而宽带传输速度慢B.基带传输要占据整个信道的频率范围，即在同一时刻一条线路只能传送一路基带信号，而宽带传输中可将多种信息综合在一个物理信道中。C.基带传输只能传送数字信号D.基带传输适应近距离传输，宽带传输适应远距离传输。A