UNIT 16
班别: 班别:电子 07-1 班 学号: 学号:07034040111 姓名: 姓名:甘 正 中
影响通信设备的因素 影响通信设备的因素 通信设备的
通信技术的整个核心是非常复杂和技术性非常强的。然而,在当今时代通过计算机进行通 信,除了通信信道,你还必须熟知影响数据传输的一些基本因素,包括以下几点: 传输速率?频率和带宽 ?传输线配置?点至点与点对多点 ?串行与并行传输 ?传输方向?单工,半双工和全双工 ?传输模式?异步与同步 ?分组交换 ?复用 ?协议
1 传输速率:更高的频率,更宽的带宽,更多的数据 传输速率:更高的频率,更宽的带宽,
传输速率是两个变量的函数:频率和带宽。 频率:在信道传输的数据量取决于波频率每秒的波周期。用赫兹来表示频率:一周期 每秒等于 1 赫兹。每秒周期数越多,更多的数据可通过该通道发送。 双绞线电话线在 4000Hz 的频率运行时仅可发送 1 千字节的数据每秒。 100MHz 同轴电缆 可能发送 10 兆字节每秒,一个 200MHz 的光缆可能发送 1 千兆字节每秒。 带宽:带宽是最高频率与最低频率的差,是一个频率范围。数据可以被发送,不只是 一个频率,而是同时在一个特定带宽下的几个频率。因此,更大的带宽,可以提供更 多的频率,因此可以通过该通道发送更多数据。通过该信道数据速率用位每秒表示
(b/s) ,千比特每秒(Kb /S) ,或兆比特每秒(Mb/S)。
2 传输线配置 点对点与点对多点 传输线配置: 点对点与点对多点 点与点对
有两个主要的传输线线配置或者通信线路连接方式:点对点和点对多点。 点至点:用以点对点的线直接连接发送和接收设备,如与中央计算机和终端设备。这 种布线适用与是专用线路,其目的是要保持的数据可靠的从一个设备传输到另一个设 备。 点对点的线可为公共的或私人的(租赁) 1958 年,为了改善电话服务的,贝 。 尔实验室开发了 T1 线路,它利用特殊的信号技术和多路复用器,以提高现有的长距离 铜线的线路容量。T1 线路可以支持 24 路信号在一条双绞线上传输。 因为现在长途电 话大多由微波,卫星,光纤系统,T1 线路传输处理,虽贵但经常被用作出租(私人或 专用)高速数据传输在办公室或学校,如:公司提供接入互联网。 (见图。16-
  2)
多点:多点是通过单线把一台计算机和几个通讯设备连接起来。往往是多线只有一个 通讯设备,如终端,可以在任何时间发送。

  3. 串行和并行传输
数据传输有两种方式:串行和并行。 串行数据传输:在串行数据传输,位是一个接一个地传输(图 16 -
  2)这样的安排类似 汽车在单行线上一部接一部的走。 串行方式传输大多数数据是从一个双绞线电话线流过。它存在于通信线路,调制解调 器,和大多数鼠标。该插件为微型计算机调制解调器电路板通常有一个串行端口。
串行和并行数据传输 图 16-2 串行和并行数据传输 并行数据传输:在并行数据传输,数据位同时通过不同的线传输。这个安排类似车以 相同的速度在多车道的高速公路上分别在各自的车道上运行。 并行传输的速度比串行传输的速率更快,但是有效传输最多只有 15 英尺。因此,并 行传输被用于,例如,将数据从 PC 的处理器到打印机。 并行传输也可以用在一个公司的设备,终端到主计算机的数据传输。
4 传输方向:单纯,半双工和全双工 传输方向:单纯,半双工和全双工
当两台计算机在通信中的数据有三种方式流动:单工,半双工或全双工。这些特别的 术语容易理解过程。 (见图。16-
  3) 单工传输:在单工传输,数据可以沿方向传播。例如一个传统的电视播出,其中信号 从发射器发送到您的电视天线,没有返回信号。一些计算机数据采集设备也采用这种 工作方式(如地震仪的传感器,测量地震) 。
传输方向:单工,半双工, 图 16-3 传输方向:单工,半双工,全双工
半双工传输:在半双工传输,数据在两个方向传播,但同一时间仅在一个方向。这种 安排类似于一个单行线车道,不同流向的汽车必须轮流通过。半双工传输被看作是民 用电台和海上无线电,双方都必须轮流说话。这是目前使用最普遍的数据传输模式。 全双工传输:在全双工传输,数据传输来回在同一时间。类似这种情况类似在双行道 上的汽车。例如:两个在打电话,同时可以听和说。全双工传输有时用于大型计算机 系统。这也可用于一些新的微机调制解调器和软件来支持真正的互动协作的产品,如: 微软的网络会议。
5
传输模式: 传输模式:同步与异步
假设你的电脑发送字: “CONGRATULATIONS! ”给某人当位和字节在信道上传输时。接 收设备如何知道一个字节(或字符)结束,另一个开始?这个问题是通过异步传输或同步 传输解决的(见图。16-
  4)
异步传输方式:该方式用于大多数微型计算机,也称为起止式传输(异步从来自古希 腊字,意思是“不同步”) 起止式传输每次发送一个字节(或字符) 。。 。字符串的位用 括号括起来组成字节,或用特殊控制位隔开。也就是说,一个“开始”位表示一个字 符的开始,这个“停止”位代表结束。 大多数微机使用异步传输?每次一个字节,由开始和停止脉冲组成,这是一个比较缓 慢的方法。因此,大量数据需要快速传输时一般不用异步传输。它的优点是不管发送人是 否方便数据都可以发送。
图 16-4 传输方式
同步传输: 不要使用开始和停止位, 同步传输的数据块传送 (同步的意思是 “同步的”。 )
开始和停止位模式,传输的开始和结束的区块称为同步字节。开始和结束位模式在发 送和接收设备上的内时钟是同步的,使他们能够保持同时。 这种方式在微机很少使用,因为它比异步传输更复杂和更昂贵的。 (然而,一些微机 调制解调器将转换成计算机的串行端口的异步信号转换成同步信号的传输线。 )它也需要 发送和接收设备之间有严格的时隙。这适用于需要传送大量数据和高速传输的大型计算机 系统。
6 分组交换:在网络上获取更多的数据 分组交换:
数据包是最大固定长度的传输数据块。 这个包还包含有关其地址的命令。 在分组交换, 信息被分成了数据包通过广域网最便捷的路线传输到目的地。 (广域网,稍后讨论,是一 个通信网络,覆盖了广泛的地理区域,如一个国家或国家) 。这项技术的好处是,它可以 在网络中处理大容量通信。它也允许更多的用户共享网络,从而节约成本。分组交换特别 适用于是长距离发送信息,例如,全国各地。因此,它是用在诸如远程网,美国联机电子 计算机通信网和美国电话电报公司的光谱数码服务网。 以下是如何分组交换的工作原理:发送计算机将电子消息分为数据包。各数据包在通 信网中传输,通常由不同的路径,以不同的速度,并夹在其它消息的数据包中传送。一旦 数据包到达目的地时,接收计算机把数据包重新组合为正确顺序的消息。分组交换适用于 数据传输,但不实时语音和视频传输。 分组交换与电路交换进行对比,其中发射机电路的充分利用,直到所有数据已传输和 电路被终止。电路交换电话公司使用其语音网络电话交谈,以保证稳定,一致的服务。一 个更新的技术,称为异步传输模式,或异步转移模式,结合分组效率的开关电路交换的某 些方面,因此能够同时处理数据和实时语音和视频。设计异步转移模式是为了在高带宽的 光纤电缆上运行的。
7 复用:提高通信效率 复用:
通讯线路几乎总是远远大于单一的微机或终端可以使用的能力。因为经营同类线路是 昂贵的,如果几个通讯设备可以共享一条线它的效率更高。这是复用的理由。复用多路信 号是在一个统一的通信信道传输。
三种类型的设备用于实现复用,多路复用器,集中器,和前端处理机: 多路复用器:多路复用器是一种把几个低速传输合并成一个高速传输的装置。 (见图。 16-
  5)根据不同的型号,32 个或更多的设备可以共享一个单一的通信线路。通过一个 多路复用器发送的消息必须由同一类型的多路复用器接收。接收复用器把信息单独的 分类整理并指引它们到正确的接受者。
多路复用器的工作过程。 图 16-5 多路复用器的工作过程。 通过发送和接收端的多 路复用器几条低速的传输线可以分享一条高速的传输线。 路复用器几条低速的传输线可以分享一条高速的传输线。
集中器:就像多路复用器,一个集中器是一种硬件设备,使多个设备共享一个单一的 通信线路。但是,与多路复用器不同的是集中器把数据收集在一个临时存储区。换句 话说,集中器不像多路复用器那样在接收端将信号再次分开,而是由一个接收电脑实 现信号分离功能。 前端处理机:前端处理器是最先进的通讯管理设备,利用电脑处理大型主机通信。前 端处理机是一个较小的计算机连接到一个更大的计算机以协助通信功能。它在信道上 发送和接收信息,纠正错误,并减轻了日常计算任务较大的计算机。 有时前端处理机这个词与通信控制器同义,尽管后者的设备通常是不太成熟(通信控 制器处理计算机和终端的通信,如:打印机等外围设备的通信。。在本地区域网络,前端 )
处理器的功能是由一个网络适配器实现。这是一个简单的印刷电路板插入到工作站或服务 器。
8
协议:数据传输的规则 协议:
这一切数据传输的知识可能对于一个普通的计算机用户来说可能是过高的技术要求。 幸运的是,当你坐下来通过电信系统发送消息,你通常不用考虑这些细节。专家们将已经 为你考虑到这些技术问题这些规则集中起来就是所谓的协议。 协议这个词用于在军事和外交中用来表达优先权, 级别, 方法和其他相关事项的规则。 (例如这样一个协议,指定谁将优先于谁正式接待。 )在这里,然而,协议或通信协议, 是一个控制数据交换通信在硬件或软体在一个网络中的组成的集中协定。 协议是建立在你所使用的硬件或软件基础上的。协议在你的通信软件中,例如,将指 定接收装置如何确认发送装置,这一问题称为握手。握手确立该电路可用和可操作性。它 还建立了设备的兼容级别和传输速度。 协议还将指定的电气连接的类型, 交换消息的时机, 差错检测技术,等。 在过去,并不是所有的硬件和软件开发商签署相同的协议。导致各种不同厂家的设备 和程序间不能相互工作。近年来,更多的开发商已同意采取的是一种名开放式互联系统的 (开放系统互连的简称)协议标准。依托国际标准化组织,开放式互联系统成为一个国际 标准,它定义了七层协议,或叫做全球计算机通信的软件职责。
 

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