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      下面是希赛软考网为大家推荐的软考网络管理员备考知识点精讲之数据传输，希望能帮助学友们。

数据传输

一、数据传输的方式

1.并行传输与串行传输

并行传输指的是数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。常用的就是将构成一个字符代码的几位二进制码，分别在几个并行信道上进行传输。例如，采用8单位代码的字符，可以用8个信道并行传输，一次传送一个字符，因此收、发双方不存在字符的同步问题，不需要另加"起"、"止"信号或其他同步信号来实现收、发双方的字符同步，这是并行传输的一个主要优点。但是，并行传输必须有并行信道，这往往带来了设备上或实施条件上的限制，因此，实际应用受限。

串行传输指的是数据流以串行方式，在一条信道上传输。一个字符的8个二进制代码，由高位到低位顺序排列，再接下一个字符的8位二进制码，这样串接起来形成串行数据流传输。串行传输只需要一条传输信道，易于实现，是目前采用的一种主要传输方式。但是串行传输存在一个收、发双方如何保持码组或字符同步的问题，这个问题不解决，接收方就不能从接收到的数据流中正确地区分出一个个字符来，因而传输将失去意义。如何解决码组或字符的同步问题，目前有两种不同的解决办法，即异步传输方式和同步传输方式。

2.异步传输与同步传输

异步传输一般以字符为单位，不论所采用的字符代码长度为多少位，在发送每一字符代码时，前面均加上一个"起"信号，其长度规定为1个码元，极性为"0",即空号的极性；字符代码后面均加上一个"止"信号，其长度为1或2个码元，极性皆为"1",即与信号极性相同，加上起、止信号的作用就是为了能区分串行传输的"字符",也就是实现了串行传输收、发双方码组或字符的同步。这种传输方式的优点是同步实现简单，收发双方的时钟信号不需要严格同步，缺点是对每一字符都需加入"起、止"码元，使传输效率降低，故适用于1200bps以下的低速数据传输。

同步传输是以同步的时钟节拍来发送数据信号的，因此在一个串行的数据流中，各信号码元之间的相对位置都是固定的（即同步的）。接收端为了从收到的数据流中正确地区分出一个个信号码元，首先必须建立准确的时钟信号。数据的发送一般以组（帧）为单位，一组数据包含多个字符收发之间的码组或帧同步，是通过传输特定的传输控制字符或同步序列来完成的，传输效率较高。

二、数据传输的形式

1.基带传输

在信道上直接传输基带信号，称为基带传输，它是指在通信电缆上原封不动地传输由计算机或终端产生的0或1数字脉冲信号。这样一个信号的基本频带可以从直流成分到数兆赫兹，频带越宽，传输线路的电容电感等对传输信号波形衰减的影响越大，传输距离一般不超过2公里，超过时则需加中继器放大信号，以便延长传输距离。基带信号绝大部分是数字信号，计算机网络内往往采用基带传输。

2.频带传输

将基带信号转换为频率表示的模拟信号来传输，称为频带传输。例如，使用电话线进行远距离数据通信，需要将数字信号调制成音频信号再发送和传输，接收端再将音频信号解调成数字信号。由此可见，采用频带传输时，要求在发送和接收端安装调制解调器，这不仅解决了数字信号可用电话线路传输，而且可以实现多路复用，从而提高了信道利用率。

3.宽带传输

将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号，称为宽带传输。它是一种传输介质的频带宽度较宽的信息传输，通常在300-400MHz左右。系统设计时将此频带分割成几个子频带，采用"多路复用"技术。一般来说，宽带传输与基带传输相比有以下优点：能在一个信道中传输声音、图像和数据信息，使系统具有多种用途；一条宽带信道能划分为多条逻辑基带信道，实现多路复用，因此信道的容量大大增加；宽带传输的距离比基带远，因为基带传输直接传送数字信号，传输的速率愈高，能够传输的距离愈短。

三、数据传输速率

1.比特率

比特率：指单位时间内所传送的二进制码元的有效位数，以每秒多少比特数计，即bps.例如一个数字通信系统，它每秒传输800个二进制码元，它的比特率是800比特/秒（800bps）。码元是对于网络中传送的二进制数字中每一位的通称，也常称作"位"或bit.例如1010101,共有7位或7bit.

2. 信道带宽

模拟信道的带宽如图3-2所示。信道带宽W=f2-f1,其中f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的较高频率，两者都是由信道的物理特性决定的。为了使信号传输中的失真小些，信道要有足够的带宽。

图3-2 模拟信道的带宽

3.波特率

数字信道是一种离散信道，它只能传送取离散值的数字信号。信道的带宽决定了信道中能不失真地传输的脉冲序列的较高速率。一个数字脉冲称为一个码元，我们用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒，则码元速率B=1/T.码元速率的单位叫波特（Baud），所以码元速率也叫波特率。这里的码元可以是二进制的，也可以是多进制的。波特率N和比特率R的关系为R=Nlog2M,当码元为二进制时M为2;码元为四进制时M为4,依此类推。如果波特率为600Baud,在二进制时，比特率为600bps,在八进制时为1800bps.

4. 尼奎斯特定理

1924年，贝尔实验室的研究员亨利·尼奎斯特（Harry Nyquist）就推导出了有限带宽无噪声信道的极限波特率，称为尼奎斯特定理。若信道带宽为W,则最大码元速率为：

B=2W（Baud）

尼奎斯特定理指定的信道容量也叫做尼奎斯特极限，这是由信道的物理特性决定的。超过尼奎斯特极限传送脉冲信号是不可能的，所以要进一步提高波特率必须改善信道带宽。

码元携带的信息量由码元取的离散值个数决定。若码元取两个离散值，则一个码元携带 1比特（bit）信息。若码元可取4种离散值，则一个码元携带2 比特信息，即一个码元携带的信息量n（比特）与码元的种类数N有如下关系：

n=log₂N

在一定的波特率下提高速率的途径是用一个码元表示更多的比特数。如果把两比特编码为一个码元，则数据速率可成倍提高，即：

R=B log₂N=2W log₂N（b/s）

其中R表示数据速率，单位是每秒比特（bits per second），简写为bps或b/s.

5. 香农（Shannon）定理

尼奎斯特定理是在无噪声的理想情况下的极限值。实际信道会受到各种噪声的干扰，因而远远达不到按尼奎斯特定理计算出的数据传送速率。香农的研究表明，有噪声信道的极限数据速率为：

这个公式叫做香农定理，其中，W为信道带宽，S为信号的平均功率，N为噪声平均功率，S/N叫做信噪比。由于在实际使用中S与N的比值太大，故常取其分贝数（dB）。分贝与信噪比的关系为

例如当S/N=1000时，信噪比为30dB.这个公式与信号取的离散值个数无关，也就是说无论用什么方式调制，只要给定了信噪比，则单位时间内最大的信息传输量就确定了。例如，信道带宽为3 000Hz,信噪比为30dB,则最大数据速率为

C=3 000log（1+1 000）≌3 000 × 9.97≌30 000 b/s

这是极限值，只有理论上的意义。实际上在3 000 Hz带宽的电话线上数据速率能达到 9 600 b/s就很不错了。

6.误码率

指信息传输的错误率，是衡量系统可靠性的指标。它以接收信息中错误比特数占总传输比特数的比例来度量，通常应低于10-6.

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