计算机网络同步传输_计算机首次通信的原理

计算机网络通信原理同步技术

第七章 同步技术 龚小红 福建工程学院 第七章 同步技术 同步的基本概念 载波同步技术 位同步技术 群同步(帧同步)技术 网同步技术 同步的基本概念 所谓同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称定时。 在计算机通信系统中，同步技术是保证通信系统正常工作的关键技术。 在数字通信系统中，按照传输数据的速率是否恒定分为异步传输和同步传输。 按照同步的功用分为：载波同步、位同步、群同步和网同步。 按照获取和传输同步信息方式的不同，又可分为外同步法和自同步法。 同步传输与异步传输 在数字通信系统中，按照传输数据的速率是否恒定分为： 异步传输方式收发双方独立产生同步时钟，但定期进行校准。 同步传输方式接收方的时钟完全由发送方控制。 异步传输 异步传输采用字符同步方式进行传输时，由于字符短，时钟的漂移不会影响脉冲信号的正确接收，收发双方不需要严格的时间标准。 字符内部的每一位采用固定的时间模式，字符之间间隔可以任意。因此，传输数据的速率不是恒定的。 异步传输又称起止式传输，它采用独特的起始信号(起始位)和终止信号(结束位)来限定每个字符，按位逐次地传输，因此其传输效率较低。 同步传输 在同步传输中以数据块为单位发送比特流。数据块加上前缀、后缀和控制信息形成了帧。 为了防止时钟漂移，保证接收端接收的每一位数据都和发送端准确地保持同步，常用的方式有内同步和外同步。 ①内同步：在传输的信号中嵌入时钟信息，使接收端能从接收的信号波形中提取时钟信息。 ②外同步：在发送端和接收端之间提供单独的时钟线路，或发送端在发送数据前先发一串同步时钟脉冲(同步字符串)，接收端按这个时钟频率调整采样频率。 不同功用的同步：载波同步 在数字频带传输系统中，采用相干解调时，接收端需要产生一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或载波同步。 在学习数字调制技术过程中，我们了解到要想实现相干解调，必须有相干载波。因此，载波同步是实现相干解调的先决条件。 不同功用的同步：位同步 位同步又称码元同步。在数字通信系统中，不管采用基带传输，还是频带传输，都需要位同步。 任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行采样判决。 接收端必须提供一个位同步脉冲序列，该序列的重复频率与码元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致。我们把提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。 不同功用的同步：群同步 在数字通信中，信息流是用若干码元组成一个个“字”， 又用若干个“字”组成“句”。在接收这些数字信息时，必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。 在数字时分多路通信系统中，各路信码都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。在接收端为了正确地分离各路信号，首先要识别出每帧的起始时刻，从而找出各路时隙的位置。 接收端必须产生与字、句和帧起止时间相一致的定时信号。我们称获得这些定时序列的过程为群(字、 句、帧)同步。 不同功用的同步：网同步 上述的载波同步、位同步、群同步技术可以保证两点间的数字通信有序、准确、可靠地进行。 随着数字通信的发展，尤其是计算机通信的发展，多个用户之间的通信和数据交换，构成了数字通信网。 为了保证通信网内各用户之间可靠地通信和交换数据，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步的问题。 同步信号的获取方式 同步也是一种信息，按照获取和传输同步信息方式的不同可分为： 外同步法 由发送端发送专门的同步信息(常被称为导频)，接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的方法， 称为外同步法。 自同步法 发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法，称为自同步法。 不同场合的同步方式 由于外同步法需要传输独立的同步信号，因此，要付出额外功率和频带，而自同步法是人们最希望的同步方法，因为可以把全部功率和带宽分配给信号传输。 在载波同步和位同步中，二者都有采用，而自同步法用得较多；在群同步中，一般都采用外同步法。 同步技术的重要性 同步本身虽然不包含所要传送的信息，但只有收发设备之间建立了同步后才能开始传送信息，所以同步是进行信息传输的必要和前提。 同步性能的好坏将直接影响着通信系统的性能。如果出现同步误差或失去同步就会直接导致通信质量下降，降低通信系统性能，甚至使通信中断。 同步的技术指标 同步系统应具有比信息传输系统更高的可靠性和更好的质量指标，如： 同步误差小 相位抖动小 同步建立时间短 同步保持时间长 第七章 同步技术 同步的基本概念 载波同步技术 位同步技术 群同步(帧同步)技术 网同步技术 载波同步技术 载波同步的方法通常有以下两种： 插入导频法(外同步法) 所谓插入导频，就是在已调信号频谱中额外插入一