數(shù)據(jù)傳輸方式

數(shù)據(jù)傳輸方式第一頁，共十五頁，2022年，8月28日2.2.1通信方式數(shù)據(jù)傳輸中，按照信號傳送方向與時(shí)間的關(guān)系，通信方式分為單向通信、雙向交替通信和雙向同時(shí)通信,也就是常說的單工、半雙工和全雙工通信。單工是指信息始終只能按照一個(gè)方向傳送，而不進(jìn)行與此方向相反的傳送,在單工通信方式中信道是單向信道，發(fā)送端和接收端是固定的。無線電廣播、電視是單工通信的實(shí)例。第二頁，共十五頁，2022年，8月28日半雙工通信中信息流可在兩個(gè)方向傳輸，但同一時(shí)刻只限于一個(gè)方向傳輸，兩個(gè)方向傳輸是交替進(jìn)行，而不是同時(shí)進(jìn)行。半雙工通信雙方都可以是發(fā)送端和接收端，不過在任意時(shí)刻，一方只能是發(fā)送端或接收端，對講機(jī)就是這種通信方式的應(yīng)用實(shí)例。第三頁，共十五頁，2022年，8月28日全雙工通信中可以同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸，通信雙方可以同時(shí)是發(fā)送端和接收端，一方發(fā)送端與另一方的接收端相連，它相當(dāng)于把兩個(gè)方向相反的單工通信方式組合在一起。與半雙工比較，全雙工通信效率高、控制簡單，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。第四頁，共十五頁，2022年，8月28日2.2.2串行與并行通信串行通信是指數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。串行通信特點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)，比較便宜，并且在長距離連接中比并行通信更可靠。其缺點(diǎn)是傳輸速度慢，以及傳輸中的同步問題。所謂同步，是指為了保證收發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致，要求接收端按照發(fā)送端所發(fā)送碼元的重復(fù)頻率及起止時(shí)間來接收數(shù)據(jù)，對于同步的實(shí)現(xiàn)，接收方不斷校正自己的時(shí)間基準(zhǔn)與重復(fù)頻率。第五頁，共十五頁，2022年，8月28日并行通信是指數(shù)據(jù)以成組的方式在多個(gè)并行信道上同時(shí)傳輸，每位單獨(dú)使用一條線路。數(shù)據(jù)組通常是8位、16位或32位，數(shù)據(jù)組傳輸時(shí)，使用一條附加的“選通”鎖存信號線來通知接收端，作為雙方的同步之用。并行通信的特點(diǎn)是通信速度高，不必過多地考慮同步問題，適用于近距離的數(shù)據(jù)通信。第六頁，共十五頁，2022年，8月28日2.2.3同步與異步通信在串行通信中，數(shù)據(jù)是一位一位依次傳輸?shù)?，由于發(fā)送方和接收方步調(diào)的不一致很容易導(dǎo)致“漂移”現(xiàn)象看，從而使數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)差錯(cuò)。為了避免信號傳輸中的差錯(cuò)，就要求實(shí)現(xiàn)發(fā)送與接收之間的同步，同步就是接收端按發(fā)送端所發(fā)送的每個(gè)碼元的重復(fù)頻率以及起止時(shí)間來接收數(shù)據(jù)，在通信中接收端校準(zhǔn)自己的時(shí)間和重復(fù)頻率，以便和發(fā)送端取得一致。信息傳輸?shù)耐椒绞椒譃閮煞N，異步傳輸和同步傳輸是兩種常見的同步方式。第七頁，共十五頁，2022年，8月28日1．同步傳輸同步傳輸中的數(shù)據(jù)傳輸單位是幀，每幀含有多個(gè)字符，字符間沒有間隙，字符前后也沒有起始位和停止位。按傳輸信息的基本組成單位，同步分為位同步、字符同步和幀同步。位同步與字符同步分別以位、字符作為一個(gè)獨(dú)立的整體進(jìn)行發(fā)送，而幀同步中的傳輸數(shù)據(jù)和控制信息按一種特殊的幀結(jié)構(gòu)來組織。第八頁，共十五頁，2022年，8月28日位同步要求在傳送數(shù)據(jù)流的過程中，發(fā)收雙方對每一位數(shù)據(jù)信息都要準(zhǔn)確地保持同步，可以在發(fā)送端與接收端間設(shè)置專門的時(shí)鐘線，這稱做外同步，比如I2C總線采用的就是外同步。還可以在數(shù)據(jù)傳輸中嵌入同步時(shí)鐘，在接收端從接收信號中提取位同步信號，其方法是從在接收信號碼元“1”和“0”的極性變化中獲取同步信息，如曼徹斯特編碼，這種信號傳輸方式也做內(nèi)同步。對于所傳送的字符代碼是連續(xù)“1”或“0”，不出現(xiàn)代碼極性變化時(shí)，就影響從接收信息中提取同步信號，為克服這一缺點(diǎn)，在同步方式中采用奇校驗(yàn)方法，以保證在每個(gè)字符中至少出現(xiàn)一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換點(diǎn)。第九頁，共十五頁，2022年，8月28日字符同步將字符組織成組后連續(xù)傳送，每個(gè)字符內(nèi)不加附加位，每組字符之前必須加上一個(gè)或多個(gè)同步字符SYS，接收端接收到SYS字符，并根據(jù)它來確定字符的起始位。在傳輸開始時(shí)，用同步字符SYN使收發(fā)雙方進(jìn)入同步，當(dāng)搜索到兩個(gè)以上SYN同步字符符時(shí)，接收端開始接收信息，然后從傳輸信息中提取同步信息。在兩個(gè)連接的報(bào)文之間，應(yīng)插入兩個(gè)以上的SYN同步字符。幀同步是在每個(gè)幀的開始和結(jié)束部位都附加標(biāo)志序列，接收端通過檢測這些標(biāo)志實(shí)現(xiàn)與發(fā)送端幀級別上的同步。在數(shù)據(jù)傳輸量較大時(shí)，同步傳輸?shù)男矢哂诋惒絺鬏?，適用于高速傳輸要求，一般在高速傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中采用同步方式。第十頁，共十五頁，2022年，8月28日在異步傳輸方式中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝皇亲址?，并不要求收發(fā)兩端在傳送代碼的每一比特(位)時(shí)都同步。每個(gè)字符作為一個(gè)獨(dú)立的整體進(jìn)行發(fā)送，沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，線上為空閑狀態(tài)，相當(dāng)于數(shù)據(jù)“1”時(shí)的電平。每個(gè)字符前附加一個(gè)起始位，等同于數(shù)據(jù)“0”，起始位傳輸過后發(fā)送方就以一定的速率發(fā)送字符的各個(gè)位，接收方以同樣的速率接收，字符代碼后附加有1個(gè)，1.5個(gè)或2個(gè)結(jié)束位，有時(shí)中間還具有奇偶校驗(yàn)位，字符間隔時(shí)間可以是任意的。異步方式傳輸設(shè)置一個(gè)啟動(dòng)用的起始位，表示字符的信息代碼即將開始。在信息代碼和校驗(yàn)信號(一般總共為8位)結(jié)束后，設(shè)置1位~2位的終止位，表示該字符已結(jié)束。終止位反映了平時(shí)不進(jìn)行通信的狀態(tài)，當(dāng)從不傳輸信息狀態(tài)轉(zhuǎn)到起始位狀態(tài)時(shí)，在接收端將檢測出極性狀態(tài)的改變，利用這種改變，就可啟動(dòng)定時(shí)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)同步。接收端收到終止位，就將定時(shí)機(jī)構(gòu)復(fù)位，準(zhǔn)備接收下一個(gè)字符代碼。第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日異步傳輸方式如圖2-1所示，異步方式實(shí)現(xiàn)起來簡單容易，頻率的漂移不會(huì)積累，對時(shí)鐘要求不高，對線路和收發(fā)器要求較低；但缺點(diǎn)是每個(gè)字符都要有一定的附加位，線路效率低，數(shù)據(jù)量大時(shí)不如同步傳輸效率高，在低速系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。常見的異步傳輸方式有RS-232C，RS-485。第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日2.2.4多路通信在一條物理通道上同時(shí)傳送多路信息的技術(shù)稱為多路共傳，常用的為時(shí)分多路共傳和頻分多路共傳。時(shí)分多路共傳TDM是將線路用于傳輸?shù)臅r(shí)間劃分成若干個(gè)時(shí)間片，每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)間片，這些時(shí)間片是預(yù)先分配好的，而且固定不變，時(shí)分多路共傳不僅用于傳輸數(shù)字信號，也可用于傳輸模擬信號。頻分多路共傳是將一條具有一定帶寬的線路劃分成若干個(gè)占有較小