1、Parallel TransmissionSerial TransmissionData transmission數據通過數據通過接口接口由源設備傳輸到下一設備。由源設備傳輸到下一設備。為了在不同廠家生產的設備間進行通信，必須建立接為了在不同廠家生產的設備間進行通信，必須建立接口的特性并建立標準?？诘奶匦圆⒔藴?。機械規范機械規范電氣規范電氣規范功能規范功能規范過程規范過程規范Parallel Transmission并行傳輸：并行傳輸：一次發送一次發送n個個( (而不是一個而不是一個) )由由0和和1比特組成比特組成的位組。的位組。并行傳輸的機制：并行傳輸的機制：一次使用一次使用n n條導

2、線來傳輸條導線來傳輸n n個比特。個比特。優點：優點：速度高，其他因素相同時比串行傳輸快速度高，其他因素相同時比串行傳輸快n n倍。倍。缺點：缺點：費用高，需要費用高，需要n n條傳輸線路。條傳輸線路。Serial Transmission串行傳輸：串行傳輸：一個一個依次發送比特。一個一個依次發送比特。串行傳輸的機制：串行傳輸的機制：兩個設備間通信只需一條信道。兩個設備間通信只需一條信道。優點：優點：費用低，只是并行傳輸的費用低，只是并行傳輸的1/n1/n。兩種方式：兩種方式：異步、同步。異步、同步。Asynchronous Transmission 異步傳輸：異步傳輸：收發雙方沒有統一的時鐘

3、信號，信息以一種收發雙方沒有統一的時鐘信號，信息以一種約定的模式被接收和翻譯。約定的模式被接收和翻譯。約定的模式：約定的模式：是基于比特流組成字節的方式建立的。是基于比特流組成字節的方式建立的。1 1位起始位，通常為位起始位，通常為0 0；5 58 8位數據位；位數據位；0 01 1位奇偶校驗位；位奇偶校驗位；1 1位停止位，通常為位停止位，通常為1 1。Asynchronous Transmission優點：優點：便宜、有效；便宜、有效；缺點：缺點：線路利用率低、傳輸速度慢。線路利用率低、傳輸速度慢。適用：適用：低速線路，如低速線路，如 終端到計算機的連接。終端到計算機的連接。Synchro

4、nous Transmission同步傳輸：同步傳輸：收發雙方具有統一的時鐘信號，信息流被組收發雙方具有統一的時鐘信號，信息流被組裝成更長的裝成更長的“幀幀”來發送。來發送。面向字符的同步傳輸面向字符的同步傳輸面向位的同步傳輸面向位的同步傳輸優點：優點：速度快，不需插入額外的比特。速度快，不需插入額外的比特。適用：適用：高速線路，如高速線路，如 計算機到計算機的連接。計算機到計算機的連接。DTEDCEStandardEIA-232 InterfaceDTEs and DCEs數據終端設備數據終端設備DTE：是可作為二進制數字數據源點是可作為二進制數字數據源點或終點的任何設備，如一臺終端、微型計

5、算機、打印或終點的任何設備，如一臺終端、微型計算機、打印機、傳真機等。機、傳真機等。數據電路終接設備數據電路終接設備DCE：任何能夠通過網絡發送和任何能夠通過網絡發送和接收模擬或數字數據的功能單元，如調制解調器。接收模擬或數字數據的功能單元，如調制解調器。DTE-DCE interfaceDTE-DCE接口標準：接口標準：提供了關于連接的提供了關于連接的機械機械、電氣電氣、功能功能和和過程過程特性模型。特性模型。電子工業協會電子工業協會EIA:EIA-232、EIA-442、423、449，適合于模擬信道。適合于模擬信道。國際電信聯盟電信標準化部國際電信聯盟電信標準化部ITU-T:V系列：系列

6、：適合于模擬信道，適合于模擬信道，EIA-232是是V.24的一個的一個子集。子集。X系列：系列：適合于數字信道，如適合于數字信道，如X.21。EIA-232的機械特性的機械特性EIA的機械特性：的機械特性：使用使用DB-25連接器。連接器。有兩排插針共有兩排插針共25根，上排根，上排13根，下排根，下排12根；根；DTE是插頭，是插頭，DCE是插座；是插座；兩個固定螺絲的中心間距位兩個固定螺絲的中心間距位47.040.17m;電纜長度不超過電纜長度不超過15米；米；可以使用簡化的可以使用簡化的9芯連接器。芯連接器。EIA-232的電氣特性的電氣特性 DTE和和DCE間導線的電氣連接方式：間導

7、線的電氣連接方式：非平衡方式：非平衡方式：采用分立元件技術設采用分立元件技術設計的計的非平衡接口非平衡接口；每個電路使用一根；每個電路使用一根導線，收發兩方向共用一根信號地線，導線，收發兩方向共用一根信號地線，所以會產生比較大的串擾；信號速率所以會產生比較大的串擾；信號速率20Kbps，傳輸距離，傳輸距離15m。采用差動接收器的非平衡方式：采用差動接收器的非平衡方式：采用集成電路技術設計的采用集成電路技術設計的非平非平衡接口衡接口，使用，使用非平衡式發送器非平衡式發送器和和差動接收器差動接收器；每個電路使用一；每個電路使用一根導線，但每方向都用獨立的信號地線，使串擾信號減小；信根導線，但每方向

8、都用獨立的信號地線，使串擾信號減??；信號速率可達號速率可達300Kbps，傳輸距離為，傳輸距離為10m(300Kbps時時)-1000m (3Kbps時時)。平衡方式：平衡方式：采用集成電路技術設計的采用集成電路技術設計的平衡接口平衡接口，使用，使用平衡式發平衡式發送器送器和和差動接收器差動接收器；每個電路采用兩根導線，構成各自完全獨；每個電路采用兩根導線，構成各自完全獨立的信號回路，使串擾信號減至最?。恍盘査俾柿⒌男盘柣芈?，使串擾信號減至最??；信號速率10Mbps，傳，傳輸距離為輸距離為10m(10Mbps時時)1000m(100Kbps時時)。非平衡發送器非平衡發送器接收器接收器(a)非平

9、衡發送器非平衡發送器差動接收器差動接收器(b)平衡發送器平衡發送器差動接收器差動接收器(c)EIA-232的電氣特性的電氣特性-15(v)+15+3-3邏輯邏輯“0”過渡區域過渡區域邏輯邏輯“1”邏邏 輯輯 狀狀 態態信信 號號 狀狀 態態功功 能能 狀狀 態態 負負 電電 平平1 1傳傳 號號 OFF OFF（斷）斷） 正正 電電 平平0 0空空 號號 ON ON（通通）采用采用負邏輯負邏輯，即，即邏輯邏輯0 0相當于對信號地線有相當于對信號地線有+3V+3V或更高的電壓；或更高的電壓；而而邏輯邏輯l l相當于對信號地線有相當于對信號地線有-3V-3V或更低的電壓；或更低的電壓；3V3V電壓

10、之間電壓之間為為過渡區過渡區。其中邏輯其中邏輯0 0相當于數據的相當于數據的“0”(0”(空號空號) )或控制線的或控制線的“接通接通”狀態；狀態；而邏輯而邏輯1 1則相當于數據的則相當于數據的“1”(1”(傳號傳號) )或控制線的或控制線的“斷開斷開”狀態。狀態。采用的電氣連接方式是采用的電氣連接方式是非平衡方式非平衡方式，當兩臺設備直接相連時，當兩臺設備直接相連時，最大傳輸距離不超過最大傳輸距離不超過15m15m時，允許接口數據傳輸速率不超過時，允許接口數據傳輸速率不超過20Kbps20Kbps。EIA-232的功能特性的功能特性功能特性功能特性規定了規定了DTEDTE和和DCEDCE之間

11、各個信號線的連接情況之間各個信號線的連接情況及其功能和作用。及其功能和作用。定義了定義了2525芯標準連接器中的芯標準連接器中的2020根根信號線，其中包括信號線，其中包括數數據線據線、控制線控制線、定時信號線定時信號線和和地線地線，另外還有，另外還有5 5根線根線未定義未定義，作為備用。，作為備用。有兩種實現方式有兩種實現方式：DB-25DB-25實現實現和和DB-9DB-9實現實現。為了實現全雙工傳輸，每個傳輸功能在反方向上必然為了實現全雙工傳輸，每個傳輸功能在反方向上必然存在一個鏡像或回應功能。存在一個鏡像或回應功能。如：如：針腳針腳2用于傳輸數據，則針腳用于傳輸數據，則針腳3用于接收數

12、據。用于接收數據。Data PinsControl PinsTiming PinsOther PinsEIA-232的規程特性的規程特性規程特性規程特性規定了規定了DTEDTE和和DCEDCE之間信號時序的應答關系和之間信號時序的應答關系和操作過程。操作過程。發送數據過程的三個階段：發送數據過程的三個階段：建立連接階段：建立連接階段：撥號及設備準備階段；撥號及設備準備階段；線路保證階段；線路保證階段；信道準備階段。信道準備階段。數據交換階段數據交換階段斷開連接階段斷開連接階段Synchronous Full-Duplex TransmissionSynchronous Full-Duplex

13、TransmissionPin Connection With and Without DCEs在直接連接兩臺相容的數字設備時是不需要調制解調器的，但在直接連接兩臺相容的數字設備時是不需要調制解調器的，但這時需要一個接口來處理這些信息交換。這時需要一個接口來處理這些信息交換。需要使用需要使用零調制解調器零調制解調器，而不能使用標準的，而不能使用標準的EIAEIA232232電纜，道電纜，道理如下圖所示。理如下圖所示。Null Modem零調制解調器零調制解調器是一種是一種EIA-232EIA-232接口，使得接口，使得DTEDTE設備都相信自設備都相信自己連有一個己連有一個DCEDCE設備，并

14、且與設備，并且與一個位于它們一個位于它們之間的網絡相之間的網絡相連。連。特點：特點：連線必須交叉；連線必須交叉；兩端都是陰性連接頭。兩端都是陰性連接頭。EIA-449EIA-530X.21There are limits in EIA-232.The data rate is no more than 20Kbps, and the length of the cable can be 15 meters at most. So we introduce several other standards: EIA-449, EIA-530, X.21 .DB-37 and DB-9 Connec

15、torsEIA-449EIA-449的機械特性定義了兩種連接頭：的機械特性定義了兩種連接頭：DB-37DB-37：有有3737根引腳，定義了與根引腳，定義了與DB-25DB-25相似的功能，但相似的功能，但不含與輔助信道相關的功能；不含與輔助信道相關的功能；DB-9DB-9：有有9 9根引腳，專門提供與輔助信道相關的功能。根引腳，專門提供與輔助信道相關的功能。兩種連接頭可以和在一起組成兩種連接頭可以和在一起組成4646針的配置。針的配置。DB-37 and DB-9 Connectors為了保持與為了保持與EIA-232EIA-232標準的兼容性，標準的兼容性，EIAEIA449449標準對交

16、標準對交換數據、控制以及時序信息定義了兩類引腳：換數據、控制以及時序信息定義了兩類引腳：類引腳：類引腳：與與EIA-232EIA-232引腳的功能兼容，引腳的功能兼容，EIAEIA449449為為每個每個類引腳定義了兩根相同的針，并且在連接頭中類引腳定義了兩根相同的針，并且在連接頭中是垂直相鄰的，這是是垂直相鄰的，這是EIAEIA449449的功能基礎；的功能基礎；類引腳類引腳：是是EIAEIA232232中沒有定義或是重新定義了的中沒有定義或是重新定義了的引腳。引腳。詳細情況見書上的描述。詳細情況見書上的描述。EIA-449EIA-449采用另外兩種標準來定義自己的電氣規范：采用另外兩種標準

17、來定義自己的電氣規范：RS-423 RS-423 用于非平衡線路用于非平衡線路RS-422 RS-422 用于平衡線路用于平衡線路RS-423: Unbalanced ModeEIA-423EIA-423是一種非平衡電路，這意味著：是一種非平衡電路，這意味著：只為信號傳播定義了一條線路，所有信號都使用共回只為信號傳播定義了一條線路，所有信號都使用共回線完成一次流程；線完成一次流程；使用每對使用每對類引腳的第一個引腳和所有的類引腳的第一個引腳和所有的類引腳類引腳。RS-422: Balanced ModeEIA-422EIA-422是一種平衡電路，這意味著：是一種平衡電路，這意味著：為每個信號傳

18、播定義了兩條線路，信號的返回仍采用為每個信號傳播定義了兩條線路，信號的返回仍采用共回線方式；共回線方式；使用每對使用每對類引腳而不使用類引腳而不使用類引腳類引腳。Canceling Noise由于兩個信號是互補的，因此它們的差值將兩倍于由于兩個信號是互補的，因此它們的差值將兩倍于第一個信號的值。第一個信號的值。如果在傳輸過程中有噪聲，則噪聲會以同樣的方式如果在傳輸過程中有噪聲，則噪聲會以同樣的方式影響兩個互補信號，結果是在減法過程中消除噪聲影響兩個互補信號，結果是在減法過程中消除噪聲這種機制使得平衡線路具有比非平衡線路更好的抗這種機制使得平衡線路具有比非平衡線路更好的抗噪聲干擾的能力，并提高了

19、性能。噪聲干擾的能力，并提高了性能。舉例如下頁。舉例如下頁。Canceling NoiseEIA-530EIA-530EIA-530的引腳是的引腳是EIA-449EIA-449的所有的所有類引腳再加上類引腳再加上類引腳中的三個回饋功能的引腳。類引腳中的三個回饋功能的引腳。EIA-530不支持輔助傳輸線路。不支持輔助傳輸線路。X.21和和為此為此DTEDTE設備和設備和DCEDCE設備必須增加可以將控制碼轉換為可以設備必須增加可以將控制碼轉換為可以通過數據線路傳輸的比特流的線路邏輯。通過數據線路傳輸的比特流的線路邏輯。字節時序：字節時序：在在EIAEIA標準提供的比特同步之外還提供了標準提供的比

20、特同步之外還提供了用于控制字節同步的時序線。用于控制字節同步的時序線?？刂坪统跏蓟嚎刂坪统跏蓟篋BDB1515的的3 3號和號和5 5號引腳用來初始化握號引腳用來初始化握手過程。手過程。DB-15 ConnectorModemsTransmission SpeedModem StandardsModemA telephone line has a bandwidth of almost 2400 Hz for data transmission.Bandwidth for Telephone Line信號帶寬總是小于電纜帶寬。信號帶寬總是小于電纜帶寬。Modem stands for mo

21、dulator/demodulator.Baud Rate for Half-Duplex ASK對于對于單工單工或或半雙工半雙工模式，模式，ASKASK調制的最大波特率等調制的最大波特率等于傳輸介質的整個帶寬。于傳輸介質的整個帶寬。Baud Rate for Full-Duplex ASK對于對于全雙工全雙工模式，由于在每個方向上只能使用整個模式，由于在每個方向上只能使用整個帶寬的一半，因此帶寬的一半，因此ASKASK調制的最大波特率是傳輸介調制的最大波特率是傳輸介質的整個帶寬的一半。質的整個帶寬的一半。Baud Rate for Half-Duplex FSK對于對于單工單工或或半雙工半雙

22、工模式，模式，FSKFSK調制的最大波特率等調制的最大波特率等于傳輸介質的整個帶寬減去偏移。于傳輸介質的整個帶寬減去偏移。Baud Rate for Full-Duplex FSK對于對于全雙工全雙工模式，由于在每個方向上只能使用整個模式，由于在每個方向上只能使用整個帶寬的一半，因此帶寬的一半，因此FSKFSK調制的最大速率是傳輸介質調制的最大速率是傳輸介質的整個帶寬的一半減去偏移的一半。的整個帶寬的一半減去偏移的一半。Bell Modems通過通過雙線雙線的交換式電話線在的交換式電話線在全雙工模式全雙工模式工作；工作；采用采用FSKFSK調制，是調制，是異步異步進行的；進行的；會話發起方的頻

23、率為會話發起方的頻率為1070Hz1070Hz0 0，1270Hz1270Hz1 1；響應方的頻率為響應方的頻率為2025Hz2025Hz0 0，2225Hz2225Hz1 1；數據速率是數據速率是300bps300bps。Bell Modems通過通過雙線雙線的交換式電話線在的交換式電話線在半雙工模式半雙工模式工作；工作；采用采用FSKFSK調制，是調制，是異步異步進行的；進行的；只采用一種傳輸頻率為只采用一種傳輸頻率為1200Hz1200Hz0 0，2400Hz2400Hz1 1；任意方向上都包含有任意方向上都包含有輔助傳輸頻率輔助傳輸頻率，工作在，工作在387Hz387Hz；輔助傳輸輔助

24、傳輸采用采用ASKASK調制，數據速率只有調制，數據速率只有5bps5bps，接收方，接收方用來告訴發送方已經連接以及發送中斷信息要求停用來告訴發送方已經連接以及發送中斷信息要求停止傳輸，或是要求重發數據信號。止傳輸，或是要求重發數據信號。Bell Modems通過通過雙線雙線在在全雙工模式全雙工模式工作，有工作，有兩種速率兩種速率；，即，即300bps300bps，采用，采用FSKFSK進行進行異步異步傳輸；傳輸；，即，即1200bps1200bps，采用，采用4 4PSKPSK調制，在調制，在異步異步或或同步同步模式下工作；模式下工作；用兩種頻率表示不同的傳輸方向，并在每種頻率上用兩種頻率

25、表示不同的傳輸方向，并在每種頻率上進行相位變化完成調制，這樣四個相移中的每個都進行相位變化完成調制，這樣四個相移中的每個都代表兩位比特代表兩位比特。Bell Modems通過通過雙線雙線的雙絞線在的雙絞線在半雙工模式半雙工模式工作，或者工作，或者通過通過四四線線的租用線在的租用線在全雙工模式全雙工模式工作工作；通過將導線的數量加倍和將相當于一條完整線路的通過將導線的數量加倍和將相當于一條完整線路的帶寬分配給每一向的傳輸來得到全雙工的性能；帶寬分配給每一向的傳輸來得到全雙工的性能；采用采用4-PSK4-PSK調制，調制，同步方式同步方式進行，每對傳輸線路中只進行，每對傳輸線路中只需要一種頻率即可

26、；需要一種頻率即可；采用完全相同的技術，在半雙工和全雙工模式下數采用完全相同的技術，在半雙工和全雙工模式下數據速率都加倍到據速率都加倍到2400bps2400bps。Bell Modems通過通過四線四線的租用線在的租用線在全雙工模式全雙工模式工作工作；通過將導線的數量加倍和將相當于一條完整線路的通過將導線的數量加倍和將相當于一條完整線路的帶寬分配給每一向的傳輸來得到全雙工的性能；帶寬分配給每一向的傳輸來得到全雙工的性能；采用采用8-PSK8-PSK調制，調制，同步方式同步方式進行；進行；可以區分出可以區分出8 8種不同的相移，這種調制解調器的波特種不同的相移，這種調制解調器的波特率為率為16

27、001600，數據速率為，數據速率為4800bps4800bps。Bell Modems通過通過四線四線的租用線在的租用線在全雙工模式全雙工模式工作工作；通過將導線的數量加倍和將相當于一條完整線路的通過將導線的數量加倍和將相當于一條完整線路的帶寬分配給每一向的傳輸來得到全雙工的性能；帶寬分配給每一向的傳輸來得到全雙工的性能；采用采用16-QAM16-QAM調制，調制，同步方式同步方式進行；進行；由于每個相移都代表一個四位組，因此數據速率為由于每個相移都代表一個四位組，因此數據速率為9600bps9600bps。ITU Modems，采用，采用4-DPSK4-DPSK調制技術，在調制技術，在60

28、0600波波特的傳輸速率下工作；特的傳輸速率下工作；DPSKDPSK是是差分相移鍵控差分相移鍵控，比特模式定義相位改變而，比特模式定義相位改變而不是當前相位；不是當前相位； 00 009090相位變化相位變化 01010 0相位變化相位變化 11 11270270相位變化相位變化 1010180180相位變化相位變化V.22bis 16-QAM Constellation，采用，采用1616QAMQAM（四位組）編碼，（四位組）編碼，四位組中的四位組中的低兩位低兩位仍按仍按1200bps1200bps模式下的差分相移鍵模式下的差分相移鍵控調制，控調制，高兩位高兩位根據下圖來調制。根據下圖來調制

29、。ITU Modems實質是實質是QAMQAM配置再加上冗余位，將數據流的每四位組成一個配置再加上冗余位，將數據流的每四位組成一個五位組，額外的第五位數值由計算得到，目的是減少五位組，額外的第五位數值由計算得到，目的是減少可能的匹配數，降低錯誤識別；可能的匹配數，降低錯誤識別；在基于回波消除技術的在基于回波消除技術的偽雙工模式偽雙工模式下采用下采用雙線雙線的雙絞的雙絞線；線；采用采用24002400波特的波特的3232QAMQAM編碼，數據速率為編碼，數據速率為: :4 4240024009600bps9600bpsV.32 Constellation and bandwidth星座圖中的各點

30、位置越接近，傳輸噪聲越有可能星座圖中的各點位置越接近，傳輸噪聲越有可能造成信號的錯誤識別。造成信號的錯誤識別。ITU Modems 是第一種提供是第一種提供14400bps14400bps的的ITU-TITU-T標準。標準。采用采用24002400波特率的波特率的6464QAMQAM編碼，每個波特有編碼，每個波特有6 6位；位；附加功能包括自動降速和提速。附加功能包括自動降速和提速。是是V.32bisV.32bis的增強版，采用的增強版，采用256256QAMQAM，提供提供19200bps19200bps的數據速率。的數據速率。ITU Modems采用采用24002400波特波特的的1281

31、28QAMQAM的的網格編碼技術；網格編碼技術；每次信號變化代表一個每次信號變化代表一個7 7比特模式比特模式：6 6數據位和數據位和1 1位位冗余位；冗余位；因此數據傳輸速率為：因此數據傳輸速率為：6 62400240014400bps14400bpsITU Modems 提供提供28800bps28800bps和和33600bps33600bps的速率，有時稱的速率，有時稱為為V.fastV.fast。具有數據壓縮功能，速率可以達到平常的具有數據壓縮功能，速率可以達到平常的2 2 3 3倍。倍。使用一種稱為使用一種稱為調制解調器的鏈路存取過程調制解調器的鏈路存取過程LAPMLAPM協議協議，是，是HDLCHDLC的一種版本，允許調制解調器糾正的一種版本，允許調制解調器糾正錯誤。錯誤。增加了增加了Lempel-Lempel-ZivZiv-Welch-Welch壓縮方法，壓