数据传输技术
  • 更新时间:2024-09-29 03:25:06
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数据传输技术与通信介质的带宽和信号传输的控制方式密切相关。1.基带传输、宽带传输与频带传输

在网络通信中,根据传输介质的频率带宽,可分为基带传输和宽带传输。为了有效地利用通信介质的带宽和通信能力,还可以将数字信号调制到一定的频带上进行传输。因此,还有另一种数据传输方式称为频段传输。

1)基带传输

基带即基本频带,即数据编码后电信号的固有频带,称为基本频带,简称基带。基带要传输的信息(如0、1等数字)称为基带信号。

基带传输是将基带信号不经任何调制直接在通信介质上传输,它会占用信道的全部带宽。在基带传输中,整个信道上只传输一个信号,可以是数字信号,也可以是模拟信号,但通常是数字信号。由于信道利用率低,这种传输方式一般适用于短距离、信号功率衰减不大的数据传输系统,如局域网通信中,采用基带传输技术。

2)频段传输

频带是允许传输的信号的最高频率和最低频率之间的频率范围。频带传输是将原始信号转换(调制)为具有更高频率范围的频带信号的传输。在计算机网络的远程通信中,通常采用频带传输代替基带传输。由于基带信号频带较宽,频谱成分较低,抗干扰能力较差,信道利用率也较低。频段传输不仅可以实现远距离数据传输,还可以实现信道复用,既提高了信道的传输速率,又提高了信道的利用率。

3)宽带传输

其实宽带并没有一个非常严格的定义。早期的拨号上网速率上限为56kbps,56kbps及以下的上网方式称为“窄带”,高于56kbps的上网方式称为“宽带”。从认知的角度来看,宽带就是能够满足人们能够感受到的网络上各种媒体传输需求的带宽。因此,宽带是一个动态的、发展的概念。随着网络技术的发展,为了满足大量语音、图像等信息的传输,目前对宽带的理解是传输速率在512kbps以上或更高。和以前一样,ISDN还是Broadband,现在ISDN已经远远不能满足今天的宽带要求,所以早就退出了宽带的行列。宽带传输是将信道分成多个子信道分别传输音频、视频和数字信号。这样的信道传输称为宽带传输。

在宽带传输系统中,借助于频带传输技术,将信道带宽分解为两个或多个子信道,每个子信道可以传输不同频率范围的数据信号。如ADSL、Cable等都是采用宽带传输技术。

[示例] ADSL(非对称数字用户线)是一种新的宽带数据传输方式。由于上下行带宽不对称,故称为非对称数字用户线环路。其数据传输方式采用频分复用技术,将普通电话线分为电话语音信号、上行数字信号和下行数字信号三个相对独立的信道(通道),通过频带传输技术将各自的通信信号调制到相应的信道上.在信道上传输,既避免了各个信道信号传输之间的干扰,实现了通话和上网的正确性,又充分利用了线路的通信能力。2.异步传输与同步传输

在网络通信过程中,发送方发送数据,接收方必须确切地知道何时开始接收和处理数据。只有发送方和接收方相互配合,才能保证数据的正确传输。因此,对应的传输方式有两种,即异步传输和同步传输。

1)异步传输

异步传输的比特流分组以字符为单位传输数据,在每个字符传输前发送起始位(即同步信息),传输完成后也发送停止位。如图2-8所示,起始位可以用低电平表示(对应0),停止位可以用高电平表示(对应1),分别标志一个字符的开始和结束传输,并以此实现数据传输的同步控制。

异步传输

接收端接收到起始位信号后,只要在8--11位的传输时间内,就可以准确接收到一个字符的信息。停止位告诉接收方字符传输结束。当没有字符传输时,连续传输被终止位,接收方可以通过这些位来识别下一个字符的开始。加人校验位的目的是为了校验传输中的错误,一般用奇偶校验。

在异步传输中,字符之间(从一个字符的结尾到下一个字符的开头)的时间间隔没有限制,所以字符之间的传输是异步的,所以这种传输方式称为异步传输。它不适合传输大数据,例如磁盘文件。

2)同步传输

同步传输传输数据的比特流包要比异步传输大很多。与异步传输不同的是,每个字符都是独立发送的,每个字符都有自己的起始位和停止位,而是一次传输一组数据。

如图2-9所示,发送方在发送数据前先发送一串同步字符SYN(例如编码为0010)。

110),接收方只要监测到SYN就被确认已进入同步状态并可以接收数据。随后双方就在同一工作频率下传送数据,直到数据传送完毕并收到数据的结束标志.由此可见,同步传输具有更高的传输效率。
同步传输

3)异步和同步两种传输方式比较

异步传输优点是简单、可靠,适用于面向字符的、低速的异步通信场合。实现起来比较容易,对应的设备也简单、便宜。例如:输人设备用的键盘、计算机与Modem之间的通信等就是采用这种方式。缺点是通信开销大,每传输一个字符都要额外附加“同步”信息.通信效率比较低。

同步传输要比异步传输快很多,是因为发送方不必对每个字符都进行开始和停止的操作,同步传输的开销减少。但是,数据组的比特位越长,缓存数据所需空间也越大,它将占据传输介质的连续时间也越长.因此,同步传输方式对数据组的大小有一定限制。在局域网的数据传输中就是采用这种同步传输技术。

【问答】同步与异步传输开销大小的问题。

在同步传输中,一个典型的数据帧可能有500宇符(1B=8b即500 X 8=400。比特)的数据,其中可能只包含100比特的开销,这时,增加的比特位开销使传输的比特总数增加2.5%.要是在异步传输中传输,每8个比特就要增加2个比特位开销,总的传输负载增加达25%,远远比同步传输高很多。

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