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数据通讯技术数据的传输(网卡就负责串行数据和并行数据的转换工作例如16位网卡依次转换16个数据位)

 山峰云绕 2022-06-13 发布于贵州

    (网卡就负责串行数据和并行数据的转换工作例如16位网卡依次转换16个数据位)


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数据传输的方式是指数据在信道中是如何传输的。

1.串/并行通信

在信道中数据的传输方式有串行通信和并行通信两种。通常,并行通信用于较近距离的数据传输,而串行通信则用于较远距离的数据传输。

名称

串行通信

并行通信

定义

串行通信在传输数据时,数据是一位一位地在通信线路上进行传输的。

并行通信是指同时在两个设备之间传输数据中多个数据位。

特点

由于计算机内部总线上传输的是并行数据,因此要和外部设备进行串行通信时,在发送端要将并行数据转换成串行数据,在接收端再将串行数据转换成并行数据。

发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备,还可附加一位校验位。接收设备可同时接收这些数据,而且这些数据无须变换即可直接使用。并行通信的特点是传输速度快,处理简单。

应用实例

在计算机领域和工业控制中,应用广泛。例如:串行通信技术标准RS-232和RS-422。USB就是使用串行通信方式。计算机局域网中,计算机之间也是串行通信。网卡就负责串行数据和并行数据的转换工作。例如:16为网卡依次转换16个数据位。

计算机内部的总线结构就是并行通信的例子。

2.通信线路的连接方式

通信线路的连接可以有多种形式,对于计算机局域网络,主要有点到点和多点两种连接方式。

(1)点到点连接方式

点到点连接方式就是在发送端和接收端之间采用一条线路连接,使用的线路可以是专用线路、租用线路或交换线路。如图所示。使用租用线路或交换线路的连接方式,适合于在地理位置上比较分散的站点之间进行数据的传输,例如,通过公用电话交换网实现点到点的连接。

图 点到点连接示意图

(2)多点连接方式

多点连接方式是指各个站点通过一条公共的通信线路或集线器连接起来。如图所示。

图 多点连接示意图1

图 多点连接示意图2

3.信道的通信方式

按照数据通信信号传送的方向和时间,可将信道的通信方式分为3种:单工通信、半双工通信和全双工通信。

对于传输的二进制比特位(“0”和“1”),基本上有两种方式:一种是按照它们的原样进行传输;另一种是利用它们调制载荷的高频载波信号进行传输。前者称为基带传输,后者称为频带传输。频带传输根据载波信号的不同又分为模拟传输和数字传输。

4.信号的传输方式

在数据通信中,表示计算机二进制比特序列“0”和“1”的数字信号是典型的矩形脉冲信号,人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基带,把矩形脉冲信号称为基带信号。

5.数据传输的同步技术

在串行通信中,编码字符的各比特沿信道一个接一个发送,接收设备将收到的比特流装配成字符。通信双方在发送、接收比特序列时,要求接收端按照发送端所发送的二进制位的传送频率和起止时间来接收数据,使收、发两端保持协调一致的动作,这要求通信双方在时间基准上保持一致,我们把这种协调一致的通信过程称为同步。

实现收发之间同步的技术是数据传输中的关键技术之一,这也是需要解决的一个重要问题。同步不好会导致通信质量下降甚至不能正常工作。常用的同步技术有两种:异步传输和同步传输。

(1)异步传输

在异步传输(Asynchronous Transmission)不发送数据时,信道一直处于高电平状态,每传送一个字符(7位或8位)都要在字符前加1个起始位(起始位为低电平),表示字符的开始;在字符代码和校验码后面加1或2位停止位(停止位为高电平),表示字符结束。接收方根据起始位和停止位判断一个字符开始和结束,从而起到通信双方的同步作用。如图所示。

图 异步传输数据格式

异步传输的特点是:

①每个字符作为一个独立的整体进行传送。

②字符之间的时间间隔是任意的。

③每传输一个字符都需要多使用2~3个二进制位,增加了通信的开销,适合于低速通信。

(2)同步传输

同步传输(Synchronous Transmission)是以数据块(一组字符或比特流)为单位进行传输的。同步传输不再为数据块内的每个字符添加起始位和停止位,而是在发送数据块之前先发送一个或多个同步字符SYN,用于接收方进行同步检测,从而使通信双方进入同步状态。在同步字符之后,可以连续发送任意多个字符或数据块,发送完毕,再使用同步字符来标识整个发送过程结束。如图所示。

图 同步传输方式

同步传输比异步传输的传输效率高,但对传输设备也有较高的要求,需要接收端的时钟频率和发送端的时钟频率相等(这称为收发双方的时钟是同步的),使接收端对收到的比特流的采样判决时间是准确的。如果收发双方的时钟不是精确同步,那么接收端对收到的码元进行判决的时间会逐渐向前或向后移动。当接收端的判决点的时间超过码元的一半时,就会产生差错(如比特重读或漏读)。

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