2.2數(shù)據(jù)傳輸方式

第2章第一節(jié)數(shù)據(jù)傳輸方式計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目錄數(shù)據(jù)的傳輸方式2通信的基本概念1數(shù)據(jù)交換技術(shù)3鞏固練習(xí)42023/2/13第一節(jié)知識回顧

1.基本概念

信息（Information)：信息就是對客觀物質(zhì)的反映。對事物的形態(tài)、大小結(jié)構(gòu)、性能等的描述。信息有各種存在形式：例如數(shù)字、文字、聲音

圖形和圖像等。2023/2/14信息、數(shù)據(jù)和信號

數(shù)據(jù)（Data）：

數(shù)據(jù)是數(shù)字化的信息。

數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：

數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)在含義或解釋。

信號（Signal）：

是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的表現(xiàn)形式，在數(shù)據(jù)傳輸過程中信號可以是電、光、聲等表示形式。2023/2/152.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型信道干擾2023/2/16信源：作用是把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始電信號。信源輸出的信號稱為基帶信號。發(fā)送設(shè)備：對基帶信號進(jìn)行某種變換或處理，使之適應(yīng)信道的傳輸特性要求。

信道：是信號傳輸?shù)耐罚诺乐凶匀粫B加上噪聲。

接收設(shè)備：的功能正好相反于發(fā)送設(shè)備，它將從收到的信號中恢復(fù)出相應(yīng)的原始信號。

信宿：是將復(fù)原的原始信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。

通信系統(tǒng)的組成2023/2/17數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)DTE：用于處理用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備，是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信源和信宿，如主機、終端DCE：也稱數(shù)據(jù)通信設(shè)備，介于DTE與傳輸介質(zhì)之間，如ModemDECDECDTE通信控制器DTE通信控制器數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)線路端接設(shè)備傳輸介質(zhì)DTE與DCE關(guān)系？2023/2/18DTE發(fā)出的信號不能直接送到網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)上，要借助于DCE才能實現(xiàn)。2023/2/19(1)模擬通信系統(tǒng)

模擬通信系統(tǒng)通常由信源、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信宿以及噪聲源組成。信源所產(chǎn)生的原始模擬信號一般都要經(jīng)過調(diào)制再通過信道傳輸。到達(dá)信宿后，通過解調(diào)器將信號解調(diào)出來。普通的電話、廣播、電視等都屬于模擬通信系統(tǒng)。2023/2/110(2)數(shù)字通信系統(tǒng)

數(shù)字通信系統(tǒng)由信源、信源編碼器、信道編碼器、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信道譯碼器、信源譯碼器、信宿、噪聲源以及發(fā)送端和接收端時鐘同步組成。計算機通信、數(shù)字電話以及數(shù)字電視都屬于數(shù)字通信系統(tǒng)。2023/2/111(3)通信信道的分類

信道是傳送信號的一條通道，包括傳輸媒體和通信設(shè)備。傳輸媒體可以是有形媒體，如電纜、光纖等，也可以是無形媒體，如傳輸電磁波的空間。信道可以按不同的方法分類：有線信道與無線信道；模擬信道與數(shù)字信道；專用信道和公用信道；2023/2/112一般說來，模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模擬信號或數(shù)字信號。因此我們有以下四種情況： （1）模擬數(shù)據(jù)、模擬信號。 （2）模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號。 （3）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬信號。 （4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號。下圖給出了模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號的示意圖。(4)通信系統(tǒng)信道信號的變換2023/2/1132023/2/1

142.1.2數(shù)據(jù)的編碼形成代碼的過程，叫做編碼。將各種媒體的原始信息（如文本、語音、圖形、圖象、視頻、聲、光、電、溫度、壓力等等）轉(zhuǎn)換成用代碼表示數(shù)據(jù)的過程，稱作信源編碼。ASCⅡ碼

1000001——A，0110000——0，1100001——a漢字區(qū)位碼外碼（十進(jìn)制）2053——我，5456——重內(nèi)碼（十六進(jìn)制）3638——重

1.文字信息編碼2.2數(shù)據(jù)的傳輸方式2023/2/1

162.2.1數(shù)據(jù)傳輸和并行傳輸串行通信數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸，由于計算機內(nèi)部都采用并行通信，因此，數(shù)據(jù)在發(fā)送之前，要將計算機中的字符進(jìn)行并/串變換，在接收端再通過串/并變換，還原成計算機的字符結(jié)構(gòu)，才能實現(xiàn)串行通信。串行通信的優(yōu)點是收、發(fā)雙方只需要一條傳輸信道，易于實現(xiàn)，成本低，但速度比較低。2023/2/1

17數(shù)據(jù)的串行傳輸和并行傳輸

并行通信數(shù)據(jù)以成組的方式在多個并行信道上同時進(jìn)行傳輸。并行通信的優(yōu)點是速度快，但發(fā)端與收端之間有若干條線路，導(dǎo)致費用高，僅適合于近距離和高速率的通信。2023/2/1

182.2.2數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐郊夹g(shù)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)送端與接收端采用串行通信時，通信雙方要交換數(shù)據(jù)，需要有高度的協(xié)同動作，彼此間傳輸數(shù)據(jù)的速率、每個比特的持續(xù)時間和間隔都必須相同，這就是同步問題。同步就是要接收方按照發(fā)送方發(fā)送的每個碼元/比特起止時刻和速率來接收數(shù)據(jù)，否則，收發(fā)之間會產(chǎn)生誤差，即使是很小的誤差，隨著時間增加的逐步累積，也會造成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出錯。實現(xiàn)收發(fā)之間的同步技術(shù)是數(shù)據(jù)傳輸中的關(guān)鍵技術(shù)之一，通常使用的同步技術(shù)有兩種：異步方式同步方式2023/2/1

19異步傳輸方式在異步傳輸方式中，每傳送1個字符（7位或8位）都要在每個字符碼前加1個起始位，以表示字符代碼的開始，在字符代碼和校驗碼后面加1或2個停止位，表示字符結(jié)束。接收方根據(jù)起始位和停止位來判斷一個新字符的開始。從而起到通信雙方的同步作用。異步方式實現(xiàn)比較容易，但每傳輸一個字符都需要多使用2～3位，所以適合于低速通信。2023/2/1

20異步傳輸方式2023/2/1

21同步傳輸方式同步傳輸方式的信息格式是一組字符或一個二進(jìn)制位組成的數(shù)據(jù)塊（幀）。對這些數(shù)據(jù)，不需要附加起始位和停止位，而是在發(fā)送一組字符或數(shù)據(jù)塊之前先發(fā)送一個同步字符SYN（以01101000表示）或一個同步字節(jié)（01111110），用于接收方進(jìn)行同步檢測，從而使收發(fā)雙方進(jìn)入同步狀態(tài)。在同步字符或字節(jié)之后，可以連續(xù)發(fā)送任意多個字符或數(shù)據(jù)塊，發(fā)送數(shù)據(jù)完畢后，再使用同步字符或字節(jié)來標(biāo)識整個發(fā)送過程的結(jié)束。在同步傳送時，由于發(fā)送方和接收方將整個字符組作為一個單位傳送，且附加位又非常少，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。所以這種方法一般用在高速傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，比如計算機之間的數(shù)據(jù)通信。2023/2/1

22同步傳輸方式2023/2/1

232.2.3通信線路連接方式—點對點點對點的連接就是在發(fā)送端和接收端之間采用一條線路連接，使用的線路可以是專用線路、租用線路或交換線路。使用租用或交換線路的連接方式，適合于在地理上比較分散的站點之間傳輸數(shù)據(jù)，比如通過公用電話交換網(wǎng)，實現(xiàn)點-點的連接。2023/2/1

24通信線路連接方式——多點線路多點線路連接是指各個站點通過一條公共通信線路連接。在多點線路連接方式中，一條線路被所有的站點共享，若所有的站點可以同時發(fā)送數(shù)據(jù)，則這條線路在空間上是共享的，通常采用頻分復(fù)用或波分復(fù)用技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)；若所有的站點只能輪流使用線路發(fā)送數(shù)據(jù)時，那么它在時間上是共享的，通常采用時分復(fù)用技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)。2023/2/1

252.2.4信道通信方式——單工通信單工方式指通信信道是單向信道，數(shù)據(jù)信號僅沿一個方向傳輸，發(fā)送方只能發(fā)送不能接收，接收方只能接收而不能發(fā)送，任何時候都不能改變信號傳送方向。無線電廣播和電視都屬于單工通信。2023/2/1

26信道的通信方式——半雙工通信半雙工通信是指信號可以沿兩個方向傳送，但同一時刻一個信道只允許單方向傳送，即兩個方向的傳輸只能交替進(jìn)行，而不能同時進(jìn)行。當(dāng)改變傳輸方向時，要通過開關(guān)裝置進(jìn)行切換。半雙工信道適合于會話式通信，比如公安系統(tǒng)使用的“對講機”和軍隊使用的“步話機”。半雙工方式在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中適用于終端與終端之間的會話式通信。2023/2/1

27信道的通信方式——全雙工通信全雙工通信是指數(shù)據(jù)可以同時沿相反的兩個方向作雙向傳輸。比如，電話通話。2023/2/1

282.2.5信號傳輸方式——基帶傳輸基帶傳輸就數(shù)字信號而言，它是一個離散的方波，“0”代表低電平，“1”代表高電平，這種方波固有的頻帶稱為基帶，方波信號稱為基帶信號，因此，基帶實際上就是數(shù)字信號所占用的基本頻帶。基帶傳輸是在信道中直接傳輸數(shù)字信號，且傳輸媒體的整個帶寬都被基帶信號占用，雙向地傳輸信息。基帶傳輸一般用在近距離的數(shù)據(jù)通信中，局域網(wǎng)中主要采用基帶傳輸2023/2/1

29信號的傳輸方式——頻帶傳輸頻帶傳輸所謂頻帶傳輸是指將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號后再發(fā)送和傳輸，到達(dá)接收端時再把模擬信號解調(diào)成原來的數(shù)字信號。可見，在采用頻帶傳輸方式時，要求發(fā)送端和接收端都要安裝調(diào)制器和解調(diào)器。頻帶傳輸主要用于遠(yuǎn)距離通信。遠(yuǎn)距離通信時經(jīng)常借助于電話線路，此時就需要利用頻帶傳輸方式。利用頻帶傳輸，不僅解決了利用電話系統(tǒng)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的問題，而且可以實現(xiàn)多路復(fù)用，以提高傳輸信道的利用率。2023/2/1

30信號的傳輸方式——寬帶傳輸寬帶傳輸在同一信道上可進(jìn)行數(shù)字信息服務(wù)也可以進(jìn)行模擬信息服務(wù)。寬帶傳輸采用75Ω的CATV電視同軸電纜或光纖作為傳輸媒體，帶寬為300MHz。使用時通常將整個帶寬劃分為若干個子頻帶，分別用這些子頻帶來傳送音頻信號、視頻信號以及數(shù)字信號。寬帶同軸電纜原是用來傳輸電視信號的，當(dāng)用它來傳輸數(shù)字信號時，需要利用電纜調(diào)制解調(diào)器（CableModem）把數(shù)字信號變換成頻率為幾十兆赫茲到幾百兆赫茲的模擬信號。為什么在寬帶物理信道上能同時傳輸聲音、圖像和數(shù)據(jù)信息？課堂練習(xí)1.下列關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐郊夹g(shù)說法不正確的是A.異步傳輸方式以字符為單位B.同步傳輸方式以報文或分組為單位C.同步傳輸方式發(fā)送時，在每個數(shù)據(jù)塊前后要各附加一個字節(jié)的同步字符SYND.同步傳輸速率比異步傳輸速率低D練習(xí)2.能同時進(jìn)行雙向信息傳輸?shù)氖悄姆N傳輸方式A.單工B.半雙工C.全雙工D.沒有C練習(xí)3.通信雙方都能收發(fā)信息，但不能同時進(jìn)行收發(fā)的工作方式是A.單工B.半雙工C.全雙工D.都不是B練習(xí)4.在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，傳輸介質(zhì)的功能是A.在信源和信宿之間傳送信息B.比特率傳輸過程中的錯誤C.根據(jù)環(huán)境狀況自動調(diào)整信號形式D.將信號從一端傳至另一端D練習(xí)5.數(shù)據(jù)只能沿一個固定方向傳輸?shù)耐ㄐ欧绞绞茿.單工B.半雙工C.全雙工D.混合通信A練習(xí)6.承載信息量的基本單位是A.碼元B.比特C.數(shù)據(jù)傳輸速率D.誤碼率A練習(xí)7.異步傳輸?shù)奶攸cA.一次傳輸一個字符B.一次傳輸一個數(shù)據(jù)塊C.收/發(fā)