數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省⒎绞胶唾|(zhì)量

李晨迅

摘 要：文章分析了數(shù)據(jù)傳輸速率，數(shù)據(jù)傳輸方式，數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量三個方面的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)傳輸；速率；方式；質(zhì)量

1 數(shù)據(jù)傳輸速率

1.1 碼元速率

碼元速率是每秒傳輸?shù)拇a元數(shù)，又稱波特率，單位為波特（Bd）。如信號碼元持續(xù)時間為T（s），則碼元速率NBd=1/T（s）。

1.2 數(shù)據(jù)傳信速率

數(shù)據(jù)傳信速率的定義是每秒傳輸二進制碼元的個數(shù)，又稱比特率，單位為比特/秒（bif/s）。

比特是英文的縮寫，在信息論中作為信息量的度量單位。碼元攜帶的信息量由碼元取的離散值個數(shù)決定。若碼元取兩個離散值（如0和1），則一個碼元攜帶lbit信息。若碼元可取4種離散值，則一個碼元攜帶2bit信息。總之，一個碼元攜帶的信息量，n（bit）與碼元的種類數(shù)即離散值個數(shù)N有如下關(guān)系：n=log2N

數(shù)據(jù)傳信速率（bit/s）和碼元速率（Bd）之間存在的關(guān)系可用如下公式表示：Rb=RBlog2M，式中，Rb表示數(shù)據(jù)傳信速率，RB表示碼元速率，M為進制數(shù)。

如果碼元速率為600Bd，在二進制時，數(shù)據(jù)傳信速率為600bit/s：在四進制時，數(shù)據(jù)傳信速率則為l200bit/s。對于二進制，由于log2M=l，在數(shù)值上波特率和比特率是相等的，但其意義是不同的。

1.3 數(shù)據(jù)傳送速率

數(shù)據(jù)傳信速率與數(shù)據(jù)傳送速率不同。數(shù)據(jù)傳信速率是傳輸數(shù)據(jù)的速率；而數(shù)據(jù)傳送速率是相應設備之間實際能達到的平均數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移速率。它不僅與發(fā)送的比特率有關(guān)，而且與通信規(guī)程、差錯控制方式以及信道差錯率有關(guān)，即與傳輸?shù)男视嘘P(guān)。數(shù)據(jù)傳送速率總是小于數(shù)據(jù)傳信速率。

2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?/p>

2.1 串行與并行數(shù)據(jù)傳輸

二進制信息既可以串行傳輸，也可以并行傳輸：并行傳輸主要應用于近距離的計算機與其外設如打印機、調(diào)制解調(diào)器等之間的數(shù)據(jù)傳輸；而串行傳輸主要應用于遠距離的數(shù)據(jù)終端設備主要是計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸。使用并行傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可以完成得更快.但是并行傳輸需要在源和目的地之間有更多的線路。

2.2 同步與異步數(shù)據(jù)傳輸

實現(xiàn)數(shù)字通信的必要條件是，保持收發(fā)雙方的時鐘一致。實際上收發(fā)雙方往往相距很遠，且收端的時鐘通常是獨立產(chǎn)生的，難以保證與發(fā)端時鐘完全相同。為了在這種條件下滿足通信對時鐘的最低要求，提出的第一個簡便方法就是異步通信。異步通信時，對每一個數(shù)據(jù)編碼加上一些固定的特殊碼，如起始位、奇偶校驗位和停止位等，組成一個數(shù)據(jù)幀。

通常，在異步數(shù)據(jù)的接收端，都采用一個獨立產(chǎn)生的頻率為數(shù)據(jù)速率16倍以上的時鐘，利用這個時鐘速率檢測線路上的狀態(tài)。異步通信的最大優(yōu)點是設備簡單，易于實現(xiàn)。但是，它的效率很低。同步通信的基本特點是，使接收端的時鐘嚴格與發(fā)送端保持一致，從而使接收時鐘與接收數(shù)據(jù)位之間不存在誤差積累的問題，確保正確地將每一個數(shù)據(jù)位區(qū)分開并接收下來。2.3 單工、雙工和全雙工數(shù)據(jù)傳輸

根據(jù)實際需要數(shù)據(jù)通信采用單工、半雙工和全雙工數(shù)據(jù)傳輸。單工數(shù)據(jù)傳輸是兩數(shù)據(jù)站之間只能沿一個指定的方向進行數(shù)據(jù)傳輸。半雙工數(shù)據(jù)傳輸是兩數(shù)據(jù)站之間可以在兩個方向上進行數(shù)據(jù)傳輸，但不能同時收發(fā)。問詢、檢索、科學計算等數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多用半雙工數(shù)據(jù)傳輸。全雙工數(shù)據(jù)傳輸是在兩數(shù)據(jù)站之間，可以在兩個方向上同時進行傳輸。如計算機之間的高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

通常四線線路實現(xiàn)全雙工數(shù)據(jù)傳輸，二線線路實現(xiàn)單工或半雙工數(shù)據(jù)傳輸。在采用頻率復用、時分復用或回波抵消技術(shù)時，二線線路也可實現(xiàn)全雙工數(shù)據(jù)傳輸。

3 數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量

3.1 差錯率

由于數(shù)據(jù)信號在傳輸過程中不可避免地會受到外界的噪聲干擾，信道的不理想也會帶來信號的畸變，因此當噪聲干擾和信號畸變達到一定程度時就可能導致接收的差錯。衡量數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的最終指標是差錯率。

差錯率有多種定義，在數(shù)據(jù)傳輸中，一般采用誤碼（比特）率、誤字符率、誤碼組率，它們分別定義如下。

誤碼（比特）率=接收出現(xiàn)差錯的比特數(shù)/總的發(fā)送比特數(shù)

誤字符率：接收出現(xiàn)差錯的字符數(shù)/總的發(fā)送字符數(shù)

誤碼組率=接收出現(xiàn)差錯的碼組數(shù)/總的發(fā)送碼組數(shù)

差錯率是一個統(tǒng)計平均值，因此在測量或統(tǒng)計時，總的比特（字符、碼組）數(shù)應達到一定的數(shù)量，否則得出的結(jié)果將失去意義。

3.2 頻帶利用率η

數(shù)據(jù)信號的傳輸需要一定的頻帶。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)占用的頻帶越寬，傳輸數(shù)據(jù)信息的能力越人。因此，在比較不同數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的效率時，只考慮它們的數(shù)據(jù)傳信速率是不充分的。即使兩個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的傳信速率相同，但它們的通信效率也可能不同，這還要看傳輸相同信息所占的頻帶寬度。因此真正衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的信息傳輸效率應是單位頻帶內(nèi)的碼元速率，即每赫茲的波特數(shù)：

η=系統(tǒng)的碼元速率/系統(tǒng)的頻帶寬度

當然，衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有效性的指標也可以是單位頻帶內(nèi)的傳信速率，即每赫茲每秒的比特數(shù)（bit/s·Hz）。

[參考文獻]

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