数据传输方式幻灯片.ppt

数据传输方式第1页，共15页，编辑于2022年，星期六2.2.1 通信方式n n数据传输中，按照信号传送方向与时间的关系，通信方式分为单向通信、双向交替通信和双向同时通信,也就是常说的单工、半双工和全双工通信。n n单工是指信息始终只能按照一个方向传送，而不进行与此方向相反的传送,在单工通信方式中信道是单向信道，发送端和接收端是固定的。无线电广播、电视是单工通信的实例。第2页，共15页，编辑于2022年，星期六n n半双工通信中信息流可在两个方向传输，但同一时刻只限于一个方向传输，两个方向传输是交替进行，而不是同时进行。半双工通信双方都可以是发送端和接收端，不过在任意时刻，一方只能是发送端或接收端，对讲机就是这种通信方式的应用实例。第3页，共15页，编辑于2022年，星期六n n全双工通信中可以同时进行双向传输，通信双方可以同时是发送端和接收端，一方发送端与另一方的接收端相连，它相当于把两个方向相反的单工通信方式组合在一起。与半双工比较，全双工通信效率高、控制简单，但结构较复杂，成本较高。第4页，共15页，编辑于2022年，星期六2.2.2 串行与并行通信n n串行通信是指数据流以串行方式在一条信道上传输。串行通信特点是易于实现，比较便宜，并且在长距离连接中比并行通信更可靠。其缺点是传输速度慢，以及传输中的同步问题。所谓同步，是指为了保证收发双方在时间基准上保持一致，要求接收端按照发送端所发送码元的重复频率及起止时间来接收数据，对于同步的实现，接收方不断校正自己的时间基准与重复频率。第5页，共15页，编辑于2022年，星期六n n并行通信是指数据以成组的方式在多个并行信道上同时传输，每位单独使用一条线路。数据组通常是8位、16位或32位，数据组传输时，使用一条附加的“选通”锁存信号线来通知接收端，作为双方的同步之用。并行通信的特点是通信速度高，不必过多地考虑同步问题，适用于近距离的数据通信。第6页，共15页，编辑于2022年，星期六 2.2.3 同步与异步通信n n在在串行通信串行通信中，数据是一位一位依次传输的，由于发送中，数据是一位一位依次传输的，由于发送方和接收方步调的不一致很容易导致方和接收方步调的不一致很容易导致“漂移漂移”现象看，现象看，从而使数据传输出现差错。为了避免信号传输中的差错，从而使数据传输出现差错。为了避免信号传输中的差错，就要求实现就要求实现发送与接收之间的同步发送与接收之间的同步，同步就是接收端按，同步就是接收端按发送端所发送的每个码元的重复频率以及起止时间来接收发送端所发送的每个码元的重复频率以及起止时间来接收数据，在通信中接收端校准自己的时间和重复频率，以便数据，在通信中接收端校准自己的时间和重复频率，以便和发送端取得一致。信息传输的和发送端取得一致。信息传输的同步方式分为两种同步方式分为两种，异异步传输和同步传输是两种常见的同步方式。步传输和同步传输是两种常见的同步方式。第7页，共15页，编辑于2022年，星期六n n1同步传输 n n同步传输中的数据传输单位是帧，每帧含有多个字符，字符间没有间隙，字符前后也没有起始位和停止位。按传输信息的基本组成单位，同步分为位同步、字符同步和帧同步。位同步与字符同步分别以位、字符作为一个独立的整体进行发送，而帧同步中的传输数据和控制信息按一种特殊的帧结构来组织。第8页，共15页，编辑于2022年，星期六n n位同步位同步要求在传送数据流的过程中，发收双方对每要求在传送数据流的过程中，发收双方对每一位数据信息都要准确地保持同步，可以在发送端一位数据信息都要准确地保持同步，可以在发送端与接收端间与接收端间设置专门的时钟线设置专门的时钟线，这称做，这称做外同步外同步，比如，比如I2CI2C总线采用的就是外同步。总线采用的就是外同步。n n还可以在数据传输中还可以在数据传输中嵌入同步时钟嵌入同步时钟，在接收端从接收，在接收端从接收信号中提取位同步信号，其方法是从在接收信号码元信号中提取位同步信号，其方法是从在接收信号码元“1 1”和和“0 0”的极性变化中获取同步信息，如曼彻斯的极性变化中获取同步信息，如曼彻斯特编码，这种信号传输方式也做内同步。对于所传送的特编码，这种信号传输方式也做内同步。对于所传送的字符代码是连续字符代码是连续“1 1”或或“0 0”，不出现代码极性变化时，不出现代码极性变化时，就影响从接收信息中提取同步信号，为克服这一缺点，在就影响从接收信息中提取同步信号，为克服这一缺点，在同步方式中采用奇校验方法，以保证在每个字符中至少出同步方式中采用奇校验方法，以保证在每个字符中至少出现一个代码转换点。现一个代码转换点。第9页，共15页，编辑于2022年，星期六n n字符同步将字符组织成组后连续传送，每个字符内不加附加位，字符同步将字符组织成组后连续传送，每个字符内不加附加位，每组字符之前必须加上一个或多个同步字符每组字符之前必须加上一个或多个同步字符SYSSYS，接收端接收，接收端接收到到SYSSYS字符，并根据它来确定字符的起始位。在传输开始时，字符，并根据它来确定字符的起始位。在传输开始时，用同步字符用同步字符SYNSYN使收发双方进入同步，当搜索到两个以上使收发双方进入同步，当搜索到两个以上SYNSYN同步字符符时，接收端开始接收信息，然后从传输信息同步字符符时，接收端开始接收信息，然后从传输信息中提取同步信息。在两个连接的报文之间，应插入两个以上中提取同步信息。在两个连接的报文之间，应插入两个以上的的SYNSYN同步字符。同步字符。n n帧同步是在帧同步是在每个帧的开始和结束部位都附加标志序列每个帧的开始和结束部位都附加标志序列，接收，接收端通过检测这些标志实现与发送端帧级别上的同步。端通过检测这些标志实现与发送端帧级别上的同步。n n在数据传输量较大时，同步传输的效率高于异步传输，适用于高在数据传输量较大时，同步传输的效率高于异步传输，适用于高速传输要求，一般在高速传输数据的系统中采用同步方式。速传输要求，一般在高速传输数据的系统中采用同步方式。第10页，共15页，编辑于2022年，星期六n n在异步传输方式中，数据在异步传输方式中，数据传输的单位是字符传输的单位是字符，并不要求收发两端在，并不要求收发两端在传送代码的每一比特传送代码的每一比特(位位)时都同步。每个字符作为一个独立的整时都同步。每个字符作为一个独立的整体进行发送，没有数据发送时，线上为空闲状态，相当于数据体进行发送，没有数据发送时，线上为空闲状态，相当于数据“1 1”时的电平。每个字符前附加一个起始位，等同于数据时的电平。每个字符前附加一个起始位，等同于数据“0 0”，起始位传输过后发送方就以一定的速率发送字符的各个位，接，起始位传输过后发送方就以一定的速率发送字符的各个位，接收方以同样的速率接收，字符代码后附加有收方以同样的速率接收，字符代码后附加有1 1个，个，1.51.5个或个或2 2个结束个结束位，有时中间还具有奇偶校验位，字符间隔时间可以是任意的。位，有时中间还具有奇偶校验位，字符间隔时间可以是任意的。异步方式传输设置异步方式传输设置一个启动用的起始位一个启动用的起始位，表示字符的信息代码即，表示字符的信息代码即将开始。在信息代码和校验信号将开始。在信息代码和校验信号(一般总共为一般总共为8 8位位)结束后，结束后，设置设置1 1位位22位的终止位位的终止位，表示该字符已结束。终止位反映了平时，表示该字符已结束。终止位反映了平时不进行通信的状态，当从不传输信息状态转到起始位状态时，在不进行通信的状态，当从不传输信息状态转到起始位状态时，在接收端将检测出极性状态的改变，利用这种改变，就可启动定时接收端将检测出极性状态的改变，利用这种改变，就可启动定时机构，实现同步。接收端收到终止位，就将定时机构复位，准备机构，实现同步。接收端收到终止位，就将定时机构复位，准备接收下一个字符代码。接收下一个字符代码。第11页，共15页，编辑于2022年，星期六n n异步传输方式如图2-1所示，异步方式实现起来简单容易，频率的漂移不会积累，对时钟要求不高，对线路和收发器要求较低；但缺点是每个字符都要有一定的附加位，线路效率低，数据量大时不如同步传输效率高，在低速系统中获得了广泛的应用。常见的异步传输方式有RS-232C，RS-485。第12页，共15页，编辑于2022年，星期六2.2.4 多路通信n n在一条物理通道上同时传送多路信息的技术称为多路共传，在一条物理通道上同时传送多路信息的技术称为多路共传，常用的为时分多路共传和频分多路共传。常用的为时分多路共传和频分多路共传。时分多路时分多路共传共传TDMTDM是将线路用于传输的时间划分成若干个时间片，是将线路用于传输的时间划分成若干个时间片，每个用户分得一个时间片，这些时间片是预先分配每个用户分得一个时间片，这些时间片是预先分配好的，而且固定不变，时分多路共传不仅用于传输好的，而且固定不变，时分多路共传不仅用于传输数字信号，也可用于传输模拟信号。数字信号，也可用于传输模拟信号。n n频分多路频分多路共传是将一条具有一定带宽的线路划分成共传是将一条具有一定带宽的线路划分成若干个占有较小带宽的信道，各条信道中心频率不若干个占有较小带宽的信道，各条信道中心频率不重合，每个信道之间相距一定的频率间隔，每个用重合，每个信道之间相距一定的频率间隔，每个用户使用一条频道。多路共传方式如图户使用一条频道。多路共传方式如图2-22-2所示。所示。第13页，共15页，编辑于2022年，星期六第14页，共15页，编辑于2022年，星期六2.3 数据传输介质第15页，共15页，编辑于2022年，星期六