数据通信技术冷知识 你知道吗？

数据通信的基础知识

数据通信是计算机与计算机或计算机与其他数据终端之间存储、处理、传输和交换信息的一种通信技术，是计算机技术与通信技术相结合的产物，它克服了时间和空间上的限制，使人们可以利用终端远距离同时使用计算机，大大提高了计算机的利用率，扩大了计算机的应用范围，也促进了通信技术的发展。

数据通信具有以下特点：

(1)数据通信实现的是机与机或人与机之间的通信。

(2)数据传输的准确性和可靠性要求高。

(3)传输速率高，要求接续和传输响应时间快。

(4)数据通信具有灵活的接口能力以满足各式各样的计算机和终端间的相互通信。

1 信息、数据和信号

通信的目的是为了交换信息，因此要保证被传输的二进制码(信息在计算机中的表示)在传输过程中不出现错误。

数据：指被传输的二进制代码。

信息：是数字、字母和符号的组合。信息的载体可以包含语音、音乐、图形图像、文字和数据等多种媒体。信息在传递过程中通常用二进制代码表示(如ASCⅡ码)。

信号：是数据在传输过程中的表示形式，有模拟信号和数字信号两种。在通信系统中，数据以模拟信号(波形连续变换的电信号)或数字信号(离散信号)的形式由一端传输到另一端，如图9-1所示。

图9-1 信号图 (a)模拟通信系统：指传输模拟信号的系统;(b)数字通信系统：指传输数字信号的系统

2 数据通信系统的基本结构

1.基本概念

信源：指产生和发送信息的一端。

信宿：指接收信息的一端。信源与信宿是通过通信线路(即两节点间连线，称为链路)进行通信的。

信道：是指两地间传输数据信号的通路，即信号的传输通道，包括传输媒体和通信设备。

通路：是指从信源到信宿的一串节点和通信连线。

信道又分为物理信道和逻辑信道。物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，它由传输介质及有关通信设备组成。逻辑信道也是网络上的一种通路，在信号的接收和发送之间不仅存在一条物理上的传输介质，而且在此物理信道的基础上，还在节点内部实现了其他“连接”，通常把这些“连接”称为逻辑信道。因此，同一物理信道上可以提供多条逻辑信道;而每一逻辑信道上只允许一路信号通过。

网络节点分转节点和访问节点两类。转节点是支持网络连接性能的节点，它通过通信线路来转接和传递信息。访问节点是信息交换的源节点和目标节点，起信源和信宿的作用。

2.数据通信系统的基本结构

通信系统中若没有噪声则是一种理想模型，而实际上噪声是或多或少存在的，因此为了保证信源和信宿之间正确的信息传输与交换，除了使用一些克服干扰以及差错的检测和控制方法外，还要借助于其他各种通信技术来解决这个问题，如调制、编码、复用等，如图9-2所示。

图9-2 通信系统图

数据通信的基本目的是在两用户之间交换信息。数据通信系统是指以电子计算机为中心，用通信线路连接分布在远地的数据终端设备而完成数据通信的系统。

数据通信系统也可以看成是由这样三个基本组成部分组成：数据终端设备DTE、数据电路终端设备DCE和传输信道。

数据终端设备DTE：是数据通信系统的输入和输出设备，其主要功能是完成数据的输入与输出、数据处理和存储以及通信控制等。

数据电路终端设备DCE是数据信号的变换设备，其作用是在电信传输网络能提供的信道特性和质量的基础上实现正确的数据传输，并实现收发之间的同步。如调制解调器设备。

模拟通信系统

模拟通信系统是指传输模拟信号的数据通信系统，通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声组成，如普通的电话、广播、电视等。

信息、数据与信号：

(1).信息：通信的目的是交换信息。一般认为信息是人们对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识。信息的载体可以是数值、文字、图形、声音、图像以及动画等。任何事物的存在都伴随着相应信息的存在，信息不仅能够反映事物的特征、运动和行为，还能够借助媒体传播和扩散。这里把“事物发出的消息、情报、数据、指令、信号等当中包含的意义”定义为信息。

(2).数据：数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式，可以被识别，也可以被描述。数据可分为模拟数据和数字数据两种。模拟数据：在时间和幅度上都是连续的，其取值随时间连续变化。数字数据：在时间上是离散的，在幅值上是经过量化的。一般是由“0”、“1”二进制代码组成的数字序列。

(3).信号：信号是数据的具体物理表现，是信息(数据)的一种电磁编码，具有确定的物理描述。信号中包含了所要传递的信息。信号一般为自变量，以表示信息(数据)的某个参量为因变量。信息一般是用数据来表示的，而表示信息的数据通常要转变为信号进行传递。

2.模拟信号和数字信号

(1).模拟信号是指波高和频率是连续变化的信号。在模拟线路上，模拟信号是通过电流和电压的变化进行传输的。

(2).数字信号是指离散的信号，如计算机所使用的由“0”和“1”组成的信号。数字信号在通信线路上传输时要借助电信号的状态来表示二进制代码的值。

3.基带信号和宽带信号：(1).基带信号是指将计算机发送的数字信号“0”或“1”用两种不同的电压表示后直接送到通信线路上传输的信号。(2).宽带信号是指基带信号经过解调后形成的频分复用模拟信号。

4. 信道及其分类：传输信息的必经之路称为信道，包括传输介质和通信设备。信道可以按不同的方法进行分类，常见的分类有：(1).有线信道和无线信道;(2).物理信道和逻辑信道;(3).数字信道和模拟信道。

5.数据通信的技术指标：理论分析证明，信道容量和信道带宽成正比，所以，有时用“带宽”来表示信道容量。

(1).传输速率：指信道上信息传送的速度，是描述数据传输的重要技术指标。一般有两种表示方式：信号速率(比特/秒)和调制速率(波特/秒)。

(2).信道带宽：信道中传输的信号在不失真的情况喜爱所占用的频率范围(赫兹)。

(3).信道容量：单位时间内信道上所能传输的最大比特数。

6.通信方式：是指通信双方的信息交互的方式。在设计一个通信系统时，需要考虑以下三个问题：

(1).单工、半双工还是全双工?

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