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数据传输

数据传输(data transmission),指的是依照适当的规程,经过一条或多条链路,在数据源和数据宿之间传送数据的过程。也表示借助信道上的信号将数据从一处送往另一处的操作。

数据传输是数据从一个地方传送到另一个地方的通信过程。数据传输系统通常由传输信道和信道两端的数据电路终接设备(DCE)组成,在某些情况下,还包括信道两端的复用设备。传输信道可以是一条专用的通信信道,也可以由数据交换网、电话交换网或其他类型的交换网路来提供。数据传输系统的输入输出设备为终端或计算机,统称数据终端设备(DTE),它所发出的数据信息一般都是字母、数字和符号的组合,为了传送这些信息,就需将每一个字母、数字或符号用二进制代码来表示。常用的二进制代码有国际五号码(IA5)、EBCDIC码、国际电报二号码(ITA2)和汉字信息交换码(见数据通信代码)。

数据传输可以方便地实现。 [1]

①基带传输是指由数据终端设备(DTE)送出的二进制“1”或“0”的电信号直接送到电路的传输方式。基带信号未经调制,可以经过码形变换(或波形变换)进行驱动后直接传输。基带信号的特点是频谱中含有直流、低频和高频分量,随着频率升高,其幅度相应减小,最后趋于零。基带传输多用在短距离的数据传输中,如近程计算机间数据通信或局域网中用双绞线或同轴电缆为介质的数据传输。

②大多数传输信道是带通型特性,基带信号通不过。采用调制方法把基带信号调制到信道带宽范围内进行传输,接收端通过解调方法再还原出基带信号的方式,称为频带传输。这种方式可实现远距离的数据通信,例如利用电话网可实现全国或全球范围的数据通信。

③数字数据传输是利用数字话路传输数据信号的一种方式。例如,利用PCM(脉冲编码调制)数字电话通路,每一个话路可以传输64kbit/s的数据信号,不需要调制,效率高,传输质量好,是数据通信很好的一种传输方式。

并行传输是构成字符的二进制代码在并行信道上同时传输的方式。例如,8单位代码字符要用8条信道并行同时传输,一次即可传一个字符,收、发双方不存在字符同步问题,速度快,但信道多、投资大,数据传输中很少采用。不适于做较长距离的通信,常用于计算机内部或在同一系统内设备间的通信。

串行传输是构成字符的二进制代码在一条信道上以位(码元)为单位,按时间顺序逐位传输的方式。按位发送,逐位接收,同时还要确认字符,所以要采取同步措施。速度虽慢,但只需一条传输信道,投资小,易于实现,是数据传输采用的主要传输方式。也是计算机通信采取的一种主要方式。

异步传输是字符同步传输的方式,又称起止式同步。当发送一个字符代码时,字符前面要加一个“起”信号,长度为1个码元宽,极性为“0”,即空号极性;而在发完一个字符后面加一个“止”信号,长度为1,1.5(国际2号代码时用)或2个码元宽,极性为“1”,即传号极性。接收端通过检测起、止信号,即可区分出所传输的字符。字符可以连续发送,也可单独发送,不发送字符时,连续发送止信号。每一个字符起始时刻可以是任意的,一个字符内码元长度是相等的,接收端通过止信号到起信号的跳变(“1” “0”) 来检测一个新字符的开始。该方式简单,收、发双方时钟信号不需要精确同步。缺点是增加起、止信号,效率低,使用于低速数据传输中。

同步传输是位(码元)同步传输方式。该方式必须在收、发双方建立精确的位定时信号,以便正确区分每位数据信号。在传输中,数据要分成组(或称帧),一帧含多个字符代码或多个独立码元。在发送数据前,在每帧开始必须加上规定的帧同步码元序列,接收端检测出该序列标志后,确定帧的开始,建立双方同步。接收端DCE从接收序列中提取位定时信号,从而达到位(码元)同步。同步传输不加起、止信号,传输效率高,使用于2 400 bit/s以上数据传输,但技术比较复杂。

单工传输指数据只能按单一方向发送和接收;半双工传输指数据可以在两个方向传输但不能同时进行,即交替收、发;全双工传输指数据可以在两个方向同时传输,即同时收和发。一般四线线路为全双工数据传输,二线线路可实现全双工数据传输。

3.1 DCE发送部分

DCE发送部分的作用是将终端输入的二进制代码编码,变换成适合传输信道传送的电信号。对于模拟传输信道,DCE的发送部分就是调制器,它将二进制数字信号变换成模拟信号,使发送信号的频谱与传输信道的频带相匹配,以便数据信号能在传输信道中有效地、可靠地传送。对于数字信道,DCE通常称作数据服务单元(DSU),其发送部分将输入的二进制数字信号,经过码型变换和电平变换,使输出波形适合数字信道的传输。

3.2 传输信道

以传输媒体为基础的信号通路。它可由一种传输媒体或几种不同的传输媒体链接组成。不同的传输信道对数据传输速率、传输质量影响很大。通常,传输信道的分类为:

①按传输媒体可分为有线信道与无线信道。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆和光缆;无线信道包括微波、卫星、散射、超短波和短波信道。

②按允许通过的信号类型可分为模拟信道与数字信道。模拟信道允许通过幅值和时间都是连续的模拟信号,如模拟电话信道;数字信道只允许通过离散的数字信号,如脉冲编码调制(PCM)信道。

③按信道特性参数随时间的变化可分为恒参信道和变参信道。恒参信道的传输特性参数变化较慢,在相当长的时间可以把信道参数看成基本不变。通常将有线信道和微波、卫星信道作为恒参信道。变参信道的传输特性参数随时间变化较快,短波、超短波和散射信道都属于变参信道。

④按信道的使用方法可分为专用信道和公用信道。专用信道是两个DCE之间固定连接的信道。通常是从电信局租用的信道,它适用于短距离或数据传输业务量比较大的情况。公用信道是需要通信时才通过交换机接通的信道,也称交换信道。其特点是通信路由不固定,线路利用率较高,它适用于数据传输业务量不太大的情况。

3.3 DCE接收部分

DCE接收部分的作用是将传输信道送来的线路信号正确地还原成二进制数字信号。对于模拟传输信道,它就是解调器。对于数字传输信道,它就是DSU的接收部分。

为了提高线路利用率,有时在发送端将若干个低速终端的数据流通过复用器集合成一高速数据流送往DCE的发送部分。接收端将来自DCE的高速数据流通过解复用器分隔出各路的低速数据送至相应的终端。这样的复用设备(例如时分复用器)也属于数据传输系统的组成部分。


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