知识点延伸 | 信号传输系统

/ 写在前面的话 /

鉴于市面上现有计算机考研教辅资料存在结构疏松、内容残缺等特点，因此开设“知识延伸系统”专栏，通过对知识点进行拓展及总结解题套路，全面还原知识背景，精准剖析来龙去脉，以便考生对感兴趣的部分进行了解，希望能对考研学子有所帮助。

1）信号传输系统

信号传输系统分为基带传输与频带（宽带）传输。

① 基带

基带指由信源发出的，未经调制的原始信号的频带，即“基本频带”。而“基带信号”是指未经调制的原始信号，即将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，其特点是频率较低。相应的，在信道中不经过调制的直接传输基带信号的方式称为“基带传输”。

② 频带

频带指对基带信号调制后所占用的频率带宽，具体而言，就是把基带信号的频谱搬移到较高的频率处。而“频带信号”指的是经过调制后的基带信号，一般包含若干种频率的交流成分。相应的，在信道中传输经过调制后的频带信号的方式称为“频带传输”。

2）数据传输方式

依据数据（一个字节或一个字符）是通过一条线还是多条线进行传输，将数据传输方式分为“串行传输”和“并行传输”，具体如下：

① 串行传输

即数据在线路上一比特一比特（就像排队一样）依顺序传输，这种方式易于实现，成本低，但是传输速度较慢。后来进行了一些改进，采用多线的形式，每条线分别传送不同的数据，例如常见的USB接口、磁盘SATA接口等就是采用的串行传输方式。

② 并行传输

即将同一字节数据拆分到多条线路上进行传输，即每条线路是同时负责传输同一个字节数据，这种方式要求有多个并行信道，成本高，同时数据的一部分到达接收端需要时间用于接收端同步，大大影响了传输效率，因此主要用于计算机近距离通信，如磁盘ATA接口、CPU的数据传输等。

3）数据传输模式

由于串行传输存在数据单位同步的问题，即接收端必须能识别出不同数据单位的起始和结束，且需要知道每一位的持续时间，为了解决该问题，采取了“同步传输”和“异步传输”两种模式；

① 同步传输

“同步”是指接收端与发送端同时开始工作，并且接收端按数据的发送顺序进行接收，一般依靠同步时钟实现同步，如HDLC，STM等技术。同步传输以数据块为单位，为了实现同步，在数据块的开始和结尾部分都加上了一个特殊字符、特定的字节或特定的帧，分别对应“面向字符①”、“面向比特”和“面向字节”这3种同步方式；

② 异步传输

异步传输以字符单位。在每个字符前后分别加上一个起始位和终止位，字符位为5到8比特，其典型技术代表是ATM（异步传输技术），如应用层FTP协议通过以ASCII码方式进行数据传输就属于异步传输模式，其优点是很容易实现同步，缺点是仅适用于字符数据，且要加上起始终止位，降低了有效传输率。

4）数据通信模式

根据在同一条传输介质是否允许通信双方同时（同一时刻）进行双向数据传输，划分为“单工模式”“半双工模式”和“全双工模式”3种模式。

① 单工模式

单工模式任意时刻只能往一个方向传输数据，如生活中的单向车道，只能允许汽车往一个方向行驶，其特点是信道利用率低。

② 半双工模式

半双工模式中数据可以双向传输，但同一时刻只能往一个方向传输，如可以双向行驶的单车道，同一时刻只允许一个方向的汽车通过，只有当另一个方向没有车辆过来的时候才能从自己一方发车。

③ 全双工模式

在全双工通信模式中，任何时刻都可以往不同方向传输数据，这要求至少有两条信道，相当于生活中的“双向双车道”，极大提升了数据传输速率，广泛用于千兆、万兆以太网。

总结：

传输系统分基频

传输方式有串并

传输模式同异步

单工半双全双工

未完待续

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