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1、2.2 数据传输模式 2.3 数据传输系统的时钟同步,第二章 数据传输,数据传输模式,单工、半双工和全双工 串传输和并行传输 异步传输和同步传输 基带传输、频带传输,单工、半双工和全双工,在单工传输方式中，两个通信终端间的信号传输只能在一个方向传输，即一方仅为发送端，另一方仅为接收端。 典型例子广播、电视、打印机等,在半双工传输中，两个通信终端可以互传数据信息，都可以发送或接收数据，但不能同时发送和接收，而只能在同一时间一方发送，另一方接收。这种方式的信道是一种双向信道。,典型例子对讲机、POS机等。,在全双工传输中，两个通信终端可以在两个方向上同时进行数据的收发传输。对于电信号来说，在有线线
2、路上传输时要形成回来才能传输信号，所以一条传输线路通常由2条线组成，称为二线传输。这样全双工传输就需要4条线组成2条物理通路，称四线传输。,典型例子普通电话和计算机。,串行传输和并行传输,串行传输顾名思义，在这种传输方式中只使用一个传输信道，数据的若干位顺序地按位串行排列成数据流。 串行传输已经使用多年，只需要一些简单的设备，节省信道（线路），有利于远程传输，所以广泛地用于远程数据传输中，通信网和计算机网络中的数据传输都是以串行方式进行的，但串行传输的缺点是速度较低。,串行传输和并行传输,并行传输就是数据的每一位各占用一条信道，即数据的每一位放在多条并行的信道上同时传送。并行传输提高了传输速率
3、，付出的代价是硬件成本提高了。 通常在设备内部一般采用并行传输，在线路上使用串行传输，所以在发送端和线路之间以及接收端和线路之间，都需要并/串和串/并转换器。,为2芯线缆,异步传输和同步传输,数据传输必须解决的问题接收方必须正确地区分出每一个代码，一般称为定时。 并行传输通过增加一条控制线（握手信号线），由发送方控制此信号线，通过信号电平的变化通知接收方接收数据是否有效。 计算机中的控制方法写控制、读控制等。 串行传输时，接收端为了正确识别和恢复代码，要解决的问题： 正确区分和识别每个比特位位同步。 正确区分每个代码（字符或字节）的开始和结束字符同步。 区分每个完整的报文数据块（数据帧）的开始
4、和结束帧同步。,异步传输,异步传输以字符为传输单位，传送的字符之间有无规律的间隔， 每接收完一个字符之后都不能确切地知道下一个将被接收的字符将从何时开始。因此，需要在每个字符的头、尾各附加一个比特位，用来指示一个字符的开始和结束。每个字符在传输时都要在其前后分别加上起始位和终止位，来表示一个字符的开始和结束。起始位一般为“0”，占一位，终止位为“1”，长度可以是1位、1.5位或2位。 异步传输主要适用于低速数据传输，比较适合于人机之间的通信，如计算机键盘和主机之间的通信。,同步传输,在同步传输方式中，发送方以固定的时钟节拍发送数据信号，收方以与发端相同的时钟节拍接收数据。而且，收发双方的时钟信
5、号与传输的每一位严格对应，以达到位同步。在开始发送一帧数据前需发送固定长度的帧同步字符，然后再发送数据字符，发送完毕后再发送帧终止字符，于是可以实现字符和帧同步。 同步传输具有较高的传输效率和传输速率，但实现复杂，常常用于高速数据传输中。,同步与异步传输的区别,1 异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的 传输。 2 异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。 3 异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机 会，而同步传输则是以数据中抽取同步信息。 4 异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的 时钟线路协调时序。 5 异步传输相对于同步传输效率较低。,基带传输、频带传输,
6、基带传输是把二进制数字信号以电脉冲的形式在实线电路上进行传输，信号不经过调制，但需要进行码型变换。基带传输适用于短距离传输，例如计算机局域网。 频带传输适用于远距离传输的情况。信号必须经过调制才能实现远距离的传输。,利用电话网传输数据,（a）,（b）,一对计算机间的通信经历了三段通信线路： 通信方发起呼叫至就近的端局间的用户线。 交换局间的数字通信线路 被叫方与就近交换局间的用户线,RS-232接口,数 字 接 口,CODEC,MODEM,端局电话交换机,CODEC,A/D转换,D/A转换,P C M 接 口,电话线传送话音或 调制后的信号,数字信道传送 PCM信号,数据传输系统的时钟同步,同
7、步的概念 同步是通信系统中一个重要的问题，它是进行信息传输的前提。在数据通信系统中，系统的各种处理总是在一定的时钟控制下进行的，这就是数据通信系统中的同步问题。简单地说，同步就是收发双方在时间上协调一致，即要求频率和相位上的一致，有时也称为定时。 在数字通信系统中，常常把同步分为载波同步、码元同步（位同步）和帧同步（码组同步）等。,数据传输系统的时钟同步,载波同步 载在接收端采用相干解调时，收端需要提供一个与接收信号的调制载波同步的本地参考载波，该载波的获取称之为载波提取或载波同步。波提取或载波同步。 位同步 在数据通信中任何消息都是通过一串码元序列传输的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻
8、，这就要求接收端必须提供一个位定时脉冲序列，要求该序列的重复频率与码元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致，将提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。 帧同步 在数据通信中，所传输的数据信息按照一定的数据帧格式传输，接收端必须正确地区分出数据帧的起止时刻. 网同步 为了保证通信网内各用户之间可靠地进行数据交换，还必须实现网同步，即在整个通信网内有一个统一的时间节拍标准。,数据传输系统的时钟同步-同步方法,使用统一的时间标准(网同步) 在数字通信网或数据通信网中，多个用户之间进行数据传输与交换时，为保证网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时钟标准，即网同步。 利用独立的同步信号
9、(外同步) 由发送端发送专门的同步信息（常称为导频），接收端将导频信号提取出来作为同步信号的方法。 自同步(内同步) 发送端不专门发送同步信息，接收端设法从收到的信号中直接提取同步信息的方法。,数据传输系统的时钟同步,位同步 位同步，又称为比特同步（或码元定时），它是数据通信中最基本也是最重要的一种同步。 通常，收发之间的位同步是通过双方的位定时取得的。位定时的提供形式有三种方法。 1）专门设立位定时传输信道 2）由数据电路设备（DCE）形成位定时 3）由数据终端设备（DTE）形成位定时,数据传输系统的时钟同步,帧同步 位同步的实质是对接收信号码元脉冲的达到时刻进行估计的问题，而帧同步的任务是
10、对接收的数据比特序列进行正确的分组，它一般通过传输数据格式的特殊设计来完成的。也就是说，要在数据序列中插入特殊的同步码或同步字符。因此，帧同步的问题将转化为对同步码进行检测的问题。,数据传输系统的时钟同步,利用规定的字符建立帧同步 这种方式将帧中的数据块当作字符序列，所有的控制信息也取字符形式。 利用规定的比特组合建立帧同步 将帧中的数据块当作是比特序列，这时帧的结构如下图所示。一个特殊的比特组合（如下）标志着一个帧的开始，同样的标志还可以用作帧的结束标志。,数据传输系统的时钟同步,网同步 所谓网同步就是数字网中的各数字设备（又称为网元）的时钟的同步。 实现网同步的方法有以下两类 1）建立同步
11、网 主从同步、互相同步 2）建立独立时钟或准时钟,网同步的方法,主从同步法 网络内设一主站，备有高稳定的时钟。它产生标准频率，并传递给各从站，使全网都服从此主时钟，达到全网频率一致的目的。主从同步法的优点是从站的设备比较简单，比较经济，性能也较好，在数字通信网中得到广泛的应用。主从同步法的缺点是当主站发生故障时，各从站会失去统一的时间标准而无法工作，以致造成全网通信中断。 相互同步法 网内各站都有自己的时钟，并且互相联接、互相影响，最后都调整到同一网频率上。相互同步法能克服主从同步法对主时钟依赖的缺点。提高通信的可靠性。它的缺点是不容易调整，有时还会引起网络自激。这种方法适用于站点比较集中的网区和正在发展中的数字通信网。 独立时钟法 每站都有自己的时钟，它们的准确度和稳定度都很高，各站的信码率接近一致，即能实现网同步。这种方法的优点是各站都有独立的时钟，站的增减灵活性很大。缺点是各站都要配置高稳定度的时钟。,
