局域异步通信.pdf

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1、下载第4章局域异步通信4.1概述计算机是数字设备，采用二进制数字（位）表示数据。这样，从一台计算机通过网络向另一台计算机传输数据意味着通过传输介质发送位串。从物理上说，通信系统使用电流，无线电波或光传输信息。本章阐述了电流是如何用来在短距离中传输数字信息的，并说明位串是如何编码的，以及讨论用于传输字符的一个流行的工作机制。下一章将解释本章介绍的机制为何不能用于长距离通信，并将介绍长距离通信是如何实现的。除了讨论基本的传输，本章还介绍了网络中可以量化的两个主要性能指标：带宽和延迟。此外还讨论了使用量化指标的动机，并解释了带宽与网络容量之间的关系。后面章节将介绍类似的测量如何用在完整的网络系统

2、上。4.2异步通信的必要性广义上说，若发送方与接收方之间在发送数据前无需协调（同步），则这种通信称为异步的（asynchronous）。这样，发送方在发送间歇可以等待任意长时间，并且只要数据准备好后即可发送。接收方在数据到达时必须已经准备好接收数据。异步通信对键盘那样并不总是有数据发送的设备是很有用处的。从技术上来讲，若发送的电信号中并不包含接收方用来确定位串何时开始或结束的信息，则该通信硬件归类为异步的。异步通信中接收硬件必须具备接收并解释发送硬件本身产生的信号的能力。本章介绍允许发送方在任何时候发送数据，而由接收方来解释信号的异步通信机制，下一章将介绍同步通信硬件。4.3用电流发送位串

3、最简单的电子通信系统使用微小的电流编码数据。为理解电流如何编码位串，可假设在一根连结两台电子设备的导线上，负电压用来表示1，正电压用来表示0。例如，为送一位0，发送设备在导线上放置一个正电压并保持一小段时间，然后返回零伏。图4-1显示了导线上的电压在发送设备发送位串时如何随时间变化。像图4-1这样的图叫做波形图（waveformdiagram），这样一张图形象地说明了电信号如何随时间发生变化。例如，从图中可见，在第电压四位和第五位的传输之间，有一段较长+的无信号时间。0时间4.4通信标准－101001图4-1中的例子显示了用电压传输数图4-1正负电压用于在导线上发送位串。本例中发送据的一种

4、可能的方式。但是仍有若干问器用负电压表示1，正电压表示0题未解决。例如，发送器应该保持多长第4章局域异步通信计计15下载时间的电压用于传输一位数据？虽然发送器必须等待足够长的时间以便接收硬件检测出所发送的电压，但等待的时间比所需更长则是一种浪费。另外硬件电压变化的最大速率是多少？顾客怎样才能知道从一个供应商处购得的发送硬件能够与从另一个供应商处购得的接收硬件协调地工作？能否在同样的时间内传输更多的数据？为保证不同供应商生产的通信硬件能协同工作，通信系统的规格被标准化了。象国际电信联盟（ITU）、电子工业协会（EIA）以及电子电气工程师协会（IEEE）等组织出版了作为工业标准的通信设备规格的

5、标准文本，回答了一些特定通信技术的有关问题（有关标准说明了信号的定时以及电压和电流的电气特性）。如果两个供应商遵守同一标准，则他们的设备就能协调工作。附录2中给出根据ASCII标准赋给每个字符的位串。一个由EIA提出的标准已经被广泛接受，并被用于在计算机与调制解调器、键盘或终端之类的设备之间传输字符。EIA标准RS-232-C，常简称为RS-232（尽管后来的RS-422标准在功能上更好一些，但各种设备仍流行使用RS-232，所以专业上仍使用老标准的名字），在详细说明电气特性（如用于传输的两个电压在-15V～+15V之间）的同时也说明了物理连接的细节（如连线必须在50英尺内）。由于RS-2

6、32被设计为用来与调制解调器或终端设备通信，它详细定义了字符（character）的传输，通常每个字符由7个数据位组成，但它也能用于传输8位的字符。RS-232定义了串行的异步通信。如果数据的各位在导线上逐位传输，通信被称为串行的（serial）（与串行通信相对的是并行（parallel）通信，使用多根导线，并允许同时在每一根导线上传输一位，典型的计算机都有串行和并行输入输出端口）。正如上面的例子所示，RS-232允许发送方在任何时刻发送一个字符，并可在发送另一个字符前延迟任意长的时间。不仅如此，一个给定字符的发送也是异步的，因为发送方与接收方之间在传输前并不协调彼此的行动。但是，一旦开始

7、传输一个字符，发送硬件一次将所有的位逐个地全部送出，在位与位之间没有延迟。更重要的是，RS-232硬件并不在导线上保持零伏状态，当发送方不再发送时，它使导线处于一个负电压状态，而这代表位值为1。由于导线上在各个位的间隙之间并不回到零伏，接收方不能从电压的消失来标记一位的结束或另一位的开始。发送器和接收器必须使每一位上电压维持的时间完全一致。当字符的第一位到达时，接收器启动一个计时器，并且使用该计时器定时测量每一个后续位的