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(gè)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(hào)碼元持續(xù)時(shí)間為T(mén)（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(jìn)制碼元的個(gè)數(shù)，又稱比特率，單位為比特/秒（bif/s）。

比特是英文的縮寫(xiě)，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(gè)數(shù)決定。若碼元取兩個(gè)離散值（如0和1），則一個(gè)碼元攜帶lbit信息。若碼元可取4種離散值，則一個(gè)碼元攜帶2bit信息?？傊?，一個(gè)碼元攜帶的信息量，n（bit）與碼元的種類數(shù)即離散值個(gè)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(jìn)制數(shù)。

如果碼元速率為600Bd，在二進(jìn)制時(shí)，數(shù)據(jù)傳信速率為600bit/s：在四進(jìn)制時(shí)，數(shù)據(jù)傳信速率則為l200bit/s。對(duì)于二進(jìn)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(yīng)設(shè)備之間實(shí)際能達(dá)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(cuò)控制方式以及信道差錯(cuò)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(jìn)制信息既可以串行傳輸，也可以并行傳輸：并行傳輸主要應(yīng)用于近距離的計(jì)算機(jī)與其外設(shè)如打印機(jī)、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(yīng)用于遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)終端設(shè)備主要是計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)數(shù)字通信的必要條件是，保持收發(fā)雙方的時(shí)鐘一致。實(shí)際上收發(fā)雙方往往相距很遠(yuǎn)，且收端的時(shí)鐘通常是獨(dú)立產(chǎn)生的，難以保證與發(fā)端時(shí)鐘完全相同。為了在這種條件下滿足通信對(duì)時(shí)鐘的最低要求，提出的第一個(gè)簡(jiǎn)便方法就是異步通信。異步通信時(shí)，對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)編碼加上一些固定的特殊碼，如起始位、奇偶校驗(yàn)位和停止位等，組成一個(gè)數(shù)據(jù)幀。

通常，在異步數(shù)據(jù)的接收端，都采用一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)生的頻率為數(shù)據(jù)速率16倍以上的時(shí)鐘，利用這個(gè)時(shí)鐘速率檢測(cè)線路上的狀態(tài)。異步通信的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。但是，它的效率很低。同步通信的基本特點(diǎn)是，使接收端的時(shí)鐘嚴(yán)格與發(fā)送端保持一致，從而使接收時(shí)鐘與接收數(shù)據(jù)位之間不存在誤差積累的問(wèn)題，確保正確地將每一個(gè)數(shù)據(jù)位區(qū)分開(kāi)并接收下來(lái)。2.3 單工、雙工和全雙工數(shù)據(jù)傳輸

根據(jù)實(shí)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(gè)指定的方向進(jìn)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(gè)方向上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但不能同時(shí)收發(fā)。問(wèn)詢、檢索、科學(xué)計(jì)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(gè)方向上同時(shí)進(jìn)行傳輸。如計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

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

由于數(shù)據(jù)信號(hào)在傳輸過(guò)程中不可避免地會(huì)受到外界的噪聲干擾，信道的不理想也會(huì)帶來(lái)信號(hào)的畸變，因此當(dāng)噪聲干擾和信號(hào)畸變達(dá)到一定程度時(shí)就可能導(dǎo)致接收的差錯(cuò)。衡量數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的最終指標(biāo)是差錯(cuò)率。

差錯(cuò)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(cuò)的比特?cái)?shù)/總的發(fā)送比特?cái)?shù)

誤字符率：接收出現(xiàn)差錯(cuò)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(cuò)的碼組數(shù)/總的發(fā)送碼組數(shù)

差錯(cuò)率是一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值，因此在測(cè)量或統(tǒng)計(jì)時(shí)，總的比特（字符、碼組）數(shù)應(yīng)達(dá)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(hào)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(shí)，只考慮它們的數(shù)據(jù)傳信速率是不充分的。即使兩個(gè)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(yīng)是單位頻帶內(nèi)的碼元速率，即每赫茲的波特?cái)?shù)：

η=系統(tǒng)的碼元速率/系統(tǒng)的頻帶寬度

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

[參考文獻(xiàn)]

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