第2章网络体系结构与通信基础.ppt

2.2.3 数据通信方式 计算机网络技术与应用 1．串行通信与并行通信 第三十页，共八十七页。 计算机网络技术与应用 2．数据通信的交互方式 发送 接收 单向通道 （a）单工通信方式 发送 接收 单向通道 （b）半双工通信方式 接收 发送 （c）全双工通信方式 发送 接收 单向通道 接收 发送 单向通道 1）单工通信：一端为发送方，只能发送数据，另一端为接收方，只能接收数据 2）半双工通信：允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输， 3）全双工数据通信：全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输 第三十一页，共八十七页。 计算机网络技术与应用 3．同步问题 1）同步概念 同步：就要求通信双方的设备在时间基准上保持一致 通俗的说，所谓同步就是让接收方知道发送方发送的数据从什么时刻开始到什么时刻结束的技术。 2）在数据传输过程中需要解决两个层次上的同步问题 一个是如何让接收方识别出一个比特的开始和结束，这叫位同步； 另一层次是让接收方识别出传输的数据块的开始和结束，这叫字符同步。 第三十二页，共八十七页。 计算机网络技术与应用 实现位同步的方法有两种，外同步法和自带同步法 1）位同步 外同步法是在发送正常的数据的同时，另发一路同步时钟信号，用同步时钟信号去调整校正接收方的时间基准与时钟频率 自带同步法是在发送数据的同时，通过编码技术让传输的数据中包含同步信息 第三十三页，共八十七页。 计算机网络技术与应用 2）字符同步 实现字符同步的方法也有两种，异步传输和同步传输。 根据在数据传输过程中，通信双方是否进行时钟同步，可将通信分为异步传输及同步传输。 异步传输（平时不同步）是以字符为单位传输，一个字符通常包括4-8个比特，在传输字符的前面，加入起始位，在传输字符的后面，加入终止位。 同步传输（平时也同步）是多个字符组成一个数据块一起传输，在数据块的开头和结尾分别加上用于同步控制的专用字符，如SYN或特定的比特串同步通信在不传送有用的数据时，仍在线路上传送0101……或全1的位信息，并要求每位在收、发两端均保持同步。 第三十四页，共八十七页。 计算机网络技术与应用 第三十五页，共八十七页。 2.2.4 数据通信指标 计算机网络技术与应用 1．数据传输速率 R=1/T(bps) R为数据传输速率，T为脉冲宽度(一个bit的持续时间)。 例如：在信道上发送一个比特的时间是0.104ms，则传输速率为9600bps。 常用的数据传输速率单位有：Kb/s、Mb/s、Gb/s与Tb/s。 其中： 1Kb/s = 1×103 b/s 1Mb/s = 1×106 b/s 1Gb/s = 1×109 b/s 1Tb/s = 1×1012 b/s 请注意：在计算机界，K = 210 = 1024，M = 220, G = 230, T = 240。 第三十六页，共八十七页。 计算机网络技术与应用 2．码元速率C 又称调制速率、信号传输速率、波特率、传码率等。是指调制或信号变换过程中，每秒波形转换次数或每秒传输波形（信号）的个数。它定义为： C=1/t（baud） C：为码元速率，t为传输一个码元所需时间，单位为波特（baud）。 3．码元速率与数据传输速率的关系 R= C*log2M（bps） M：为一个码元所取的离散值的个数 若码元速率不变，当一个码元可取的离散值增加时，数据传输速率可以成倍的提高 但是随着M值的提高，信道噪声也会增加，又会抑制传输速率的增加，所以M值要受到限制。 第三十七页，共八十七页。 计算机网络技术与应用 4．信道的带宽 带宽：信道允许传送的信号的最高频率与最低频率之差，单位为赫兹（Hz），带宽用于衡量一个信道的数据传输能力。 5．信道的最大数据传输率（信道容量） 信道容量是理想情况下，即没有传输损耗，没有噪声干扰的情况下信道的最大数据传输速率。由奈奎斯特准则给出。 C=2B（baud） B：为信道带宽，C为码元速率。若换算成数据传输速率： Rmax=2Blog2M 第三十八页，共八十七页。 计算机网络技术与应用 6．非理想信道与香农（Shannon）公式 考虑噪声干扰的情况下数据传输速率的计算由香农公式给出。 R=Blog2(1+S/N) R：数据传输速率；B：信道带宽；S/N：信号功率与噪声功率之比，简称信噪比