理论教育 串行和并行传输方式-计算机网络原理应用

串行和并行传输方式-计算机网络原理应用

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:通常,计算机内部以及计算机与并行打印机之间采用并行方式,而传输距离较远的数字通信系统多采用串行方式。串行通信双方常以数据帧为单位传输信息,但由于串行方式只能逐位传输数据,因此,在发送方需要进行信号的并/串转换,而接收方则需要进行信号的串/并转换。串行传输有两种传输方式,同步传输和异步传输。他类似于异步传输中的开始位,还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致。

串行和并行传输方式-计算机网络原理应用

根据一次传输数位的多少可将基带传输分为并行方式和串行方式,前者是通过一组传输线多位同时传输数字数据,后者是通过一对传输线逐位传输数字代码。通常,计算机内部以及计算机与并行打印机之间采用并行方式,而传输距离较远的数字通信系统多采用串行方式。

并行传输方式要求并行的各条线路同步,因此需要传输定时和控制信号,而并行的各路信号在经过转发与放大处理时,将引起不同的延迟与畸变,故较难实现并行同步。若采用更复杂的技术、设备与线路,其成本会显著上升。故在远距离数字通信中一般不使用并行方式。串行通信双方常以数据帧为单位传输信息,但由于串行方式只能逐位传输数据,因此,在发送方需要进行信号的并/串转换,而接收方则需要进行信号的串/并转换。

(一)并行通信方式

并行通信传输中有多个数据位,同时在两个设备之间传输。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,还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据,不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快,处理简单。

并行传输的特点:

(1)传输速度快。1bit时间内可传输一个字符

(2)通信成本高。每位传输要求一个单独的信道支持。因此如果一个字符包含8个二进制位,则并行传输要求8个独立的信道的支持。

(3)不支持长距离传输。由于信道之间的电容感应,远距离传输时,可靠性较低。

(二)串行通信方式

串行数据传输时,数据是一位一位地在通信线上传输的,先由具有几位总线的计算机内的发送设备,将几位并行数据经并/串转换硬件转换成串行方式,再逐位经传输线到达接收站的设备中,并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式,以供接收方使用。

串行根据组成字符的各个二进制位是否同时传输,字符编码在信源与信宿之间的传输分为并行传输和串行传输。串行传输是将组成字符的各位串行地发往线路。串行方式的特点主要有:

(1)传输速度较低,一次1bit。

(2)通信成本也较低,只需一个信道。(www.daowen.com)

(3)支持长距离传输,目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。

串行传输有两种传输方式,同步传输和异步传输。

1.异步传输

异步传输又称起止式传输,其特点是字符内部的每一位采用固定的时间模式,字符之间间隔任意。用独特的起始信号(或起始位)和终止信号(或结束位)来限定每个字符,传输效率较同步传输低。异步传输中的比特被划分成小组独立传送。发送方可以在任何时刻发送这些比特组,而接收方从不知道它们会在什么时候到达。异步传输存在一个潜在的问题,因为接收方并不知道数据什么时候到达,在它检测到数据并作出反应之前,第一个比特已经过去了。因此,每次异步传输都以一个开始位开头,它通知接收方数据已经到达了。这就给了接收方响应、接收和缓存数据的时间。在传输结束时,一个停止位表示一次传输的终止。收发双方约定每一位的持续时间,使接收端严格跟踪发送端的时标,当时标略有偏移时,可利用每个比特组起始位的电子跳变重新同步。在异步传输中,空闲的线路常用来表示二进制1的信号,开始位使信号变成0,其他的比特位使信号随比特值而变化。最后,停止位使信号重新变为1,该信号一直保持到下一个开始位到达。

异步传输被设计用于低速设备,比如键盘和某些打印机。另外,它的开销比较多。为了提高信息传输效率,可以采用同步传输方式。

2.同步传输

同步传输以多个字符或者多个比特组合成的数据块为单位进行传输,利用独特的同步模式来限定数据块,达到同步接收的目的。其格式为同步符号(起始字符,开始发送数据块)+数据块(要发送的信息)+同步符号(数据块结束)。假同步现象:数据块中含有与同步符号相同的内容。应避免假同步现象的出现。同步传输成块地传送字符或比特流,字符之间不加开始位和停止位。这些成块的字符或比特流被组合成数据帧,或称为帧。数据帧的具体组织形式随协议而定。同步传输中,同步分为两级实施:第一级是二进制位的同步。可以有两种做法:一种是在接收端和发送端之间单设一条线传送时钟脉冲;另一种是采用自同步编码,如曼彻斯特编码等。第二级是数据帧的同步。在数据帧前后加上起始和结束标志,使得接收端能了解数据帧的起始和结束。

数据帧的具体组织形式虽然随协议而定,不同的协议虽然有不同的组织形式,但数据帧有许多公共的特征:

(1)数据帧的第一部分是同步字符(SYN),或者是一个特定的比特组合,用于通知接收方一个帧已经到达。他类似于异步传输中的开始位,还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致。

(2)数据帧的第二部分是控制域,可能包含下列元素:源地址,指出数据帧从哪里来;目的地址,指出数据帧到哪里去;数据的实际字节数;序列号,在传送多帧的情况下,数据帧可能无法按顺序到达目的地,接收方用序列号对数据帧进行重新排序;帧类型,不同的协议定义了不同种类的帧。

(3)数据帧的第三个部分是数据域,也就是要发送的信息。第四部分是错误检查域,用来检测和校正传输错误。第五部分是帧结束标记,用于表示该帧已经结束,没有别的即将到达的比特了。

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