作者:一天天世界


一、数据通信的基本概念

计算机之间的通信是数据通信。通信的目的是交换信息。

信息是人脑对客观物质的反映,就是经过加工处理后的数据。

数据:把事件的某些属性规范化后的表现形式。(尚未组织起来的事实的集合)

数据分为模拟数据和数字数据

  • 模拟数据:用来描述连续变化量的数据。
  • 数字数据:用来描述某个区间内不连续变化的量,即离散值的数据。

信号:数据的具体的物理表现,且有确定的物理描述。

信号有模拟信号和数字信号两种形式

  • 模拟信号:时间上和空间上连续变化的信号
  • 数据信号:一系列在时间上离散的信号

信道:传输信号的通道,由传输线路及相应的附属设备组成。

信道类型:

  • 物理信道和逻辑信道
  • 有线信道和无线信道
  • 模拟信道和数字信道
  • 专用信道和公用信道

在计算机中,信息是用数据表示并转换成信号进行传送的。

信息是经过加工处理后的数据,信号是数据的具体的物理表现。信道是传输信号的通道。

以模拟信号传输为基础的通信方式称为模拟通信

以数字信号传输为基础的通信方式称为数字通信

按传送模拟信号而设计的通信系统称为模拟通信系统

按传送数字信号而设计的通信系统称为数字通信系统

二、数据通信的基本结构

数据通信系统由数据终端设备(DTE)数据传输系统组成。

数据终端设备(DTE):将发送的信息变换为数字信号输出,或者把接收的数字信号转换为用户能够理解的信息形式。(编解码功能)

数据传输系统:由传输信道及两端的数据通信设备(DCE)构成。

数据通信的基本结构

三、数据传输方式

1.按数据传输顺序分

  • 并行通信

定义:数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。

特点:传输速度快,速率高,传输成本高,以字长传输,传输距离近

  • 串行通信

定义:以串行方式在一条信道上传输数据。

特点:节省传输线,适合远程通信,数据传送效率低

2. 按数据传输方向分

单工通信:只支持数据在一个方向上传输

单工通信

半双工通信:允许数据在两个方向上传输,但在某一时刻内只允许数据在一个方向上传输

半双工通信

全双工通信:允许数据在两个方向上传输

全双工通信

3. 按数据传输方式分

同步传输:按位传输的同步技术,以报文或分组为单位进行传输。

异步传输(起止式传输方式):采用群同步技术,以字符为传输单位。

四、数据交换方式

常见的基本数据交换方式有三种:电路交换、报文交换、分组交换。

1.电路交换

电路交换技术在数据传输期间,源结点和目的结点之间有一条利用中间结点构成的专用的物理连接电路。

电路交换

特点:速度快、不纠错

工作过程:电路建立 ——> 数据传输 ——> 电路拆除

2.报文交换

定义:

报文交换

特点:采用“存储—转发”方式,不独占线路,多个用户的数据可以通过存储和排队共享一条线路。

3.分组交换

分组交换也称包交换,进行分组交换的通信网称为分组交换网。

分组交换有两类:数据报方式和虚电路方式。

分组交换

分组:分组头(地址标志)+数据

特点:线路利用率高,可纠错,适合于不同各类的终端。

五、数据编码和多路复用

数据编码

除了模拟数据的模拟信号发送不需要编码外,其余三种都要进行编码。

多路复用:一个信道同时传输多路信号

频分多路复用(FDM):将一条物理信道可以传输的频带分割成若干条较窄的频带,每个频带都可以分配给用户形成数据传输子路径。

时分多路复用(TDM):通过一个自动分配系统将一条传输信道按照一定的时间间隔分割成多条独立的、速率较低的传输信道。

波分多路复用(WDM):主要用于光纤传输介质,在一条光纤中用不同颜色光波传输多嘴信号,而不同的色光在光纤中传输彼此互不干扰。

六、技术指标

数据传输速率(数据速率):单位时间内传输的数据量,单位是位/秒(bps)

调制速率(波特率,波形速率或码元速率):单位时间内信号波型的变换次数,即通过信道传输的码元个数。

误码率:数据通信系统在正常工作情况下信息传输的错误率,是衡量数据通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标。

注意:误码率不可能为0。

带宽:通信信道的宽度,代表信道传输信息的能力。

  • 模拟信道的带宽:传输信道的最高频率和最低频率的差,单位为Hz
  • 数字信道的带宽:用数据传输速率(比特率)来表示信道的传输能力,单位为每秒传输的比特数,bps。

带宽决定了信道中能不失真地传输脉冲序列的最高速率,即信道容量。带宽越宽,容量越大。


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