数据通信基础知识
- 数据通信技术是计算机技术与通信技术相结合的产物。
- 早期的数据通信与现代的计算机通信是有区别的，但是随着技术的进步，数据通信的含义在发生变化，计算机通信与数据通信是可混用的名词。
- 许多情况下，数据通信网往往是指计算机网络中的分组交换网。
1.数据通信系统
1.1数据通信系统的构成
一个数据通信系统划分为：
源系统（发送端、信源）
- 源点（源站）：正文输入到PC，然后输出数字比特流
- 发送器：将源点产生的数据进行编码然后再输出，例如调制解调器将PC输出的数字比特流转变为模拟信号传送给传输系统。
传输系统（传输网络）
- 在源系统和目的系统之间：
可以是简单物理通信线路（有线介质、无线介质）
可以是复杂网络设备（中继器、多路复用器、集中器、交换机、路由器）
目的系统（接收端、信宿）
- 接收器：将传输系统传送过来的信号转换为目的站能处理的数据，例如调制解调器将传输系统传送的模拟信号转变为数字比特流并传送给目的站。
- 终点（目的站）：接收接收器传送过来的数据。
1.2数据通信的过程
- 数据从发送端出发到数据被接收端接收的整个过程是通信过程。
- 每次通信有两个过程：传输数据和通信控制，通信控制主要执行各种辅助操作，不交换数据，但辅助操作对于交换数据必不可少。
- 以只有交换机为传输系统为例子：
- 一阶段：建立物理连接，用户将要通信的对方的地址信息告诉交换机，交换机查询这个地址终端，如果对方同意进行通信，交换机就建立双方通信的物理通道。
- 二阶段：建立数据传输链路，双方建立同步联系，使得双方设备处于正确收发状态，通信双方相互核对地址。
- 三阶段：传送通信控制信号和传送数据。
- 四阶段：数据传输结束，双方通过通信控制信息确认通信结束。
- 五阶段：双方之一告诉交换机通信结束，切断物理连接。
2.基本概念
2.1信息、数据、信号
- 数据是信息的载体，数据有模拟数据和数字数据之分。信息从源点到发送器需要编码，编码成数据。模拟数据是连续的，数字数据是离散的。
- 信号是数据的载体，传输信号是数据在媒体中传输的电磁波表现形式。信号也有模拟信号和数字信号之分。
- 数字信号通过调制变成模拟信号，模拟信号通过解调变成数字信号，调制解调器有调制和解调的功能。
- 一般情况，模拟数据和数字数据都可以转变为模拟信号或数字信号，四种组合。
2.2信道
-
信道是信号传输的通道，一条通信电路包括一条发送信道和一条接收信道。
-
使用模拟信号传输数据的信道是模拟信道，使用数字信号传输数据的信道是数据信道。由于数据信道的容错率更高，所以它有更高的传输质量。
-
基带传输：数字信号在数字信道上传输。
频带传输：数字数据借助模拟信道传输。 -
提高传输线路的利用率，在模拟信道上使用频分多路复用；在数据信道上使用时分多路复用。对于光信号的传输，还有波分多路复用。多路复用可以看成是将一个物理信道划分为多个子信道，就像是马路有很多车道一样。
2.3通信方式
- 通过双方信息交互方式来分：
单工通信： 信号只可以从一个站点发送到另一个站点，很少采用。
半双工通信：两个站点之间可以互相发送信号，但不能同时进行，用开关控制，二线制线路，是单工信道的半双工系统。效率低，但是节省传输线路，局域网中广泛使用。
全双工通信：相当于把两个相反方向的单工通信信道组合起来，四线制，效率高，结构复杂，成本高。
这三种通信方式中，还要附有控制信道，它来传送监视信号（确认信号、请求重发信号等）。
2.4传输方式
信道上传送的信号有基带信号和宽带信号之分，相对应的数据传输则分别称为基带传输和宽带传输。
2.5同步方式
- 位同步
- 字符同步
- 帧同步
3.传输介质
3.1同轴电缆
3.2双绞线
3.3光纤
3.4无线介质
- 微波通信
- 激光传输
- 红外线通信
- 短波通信
4.数据编码
4.1数字数据的数字信号编码
4.2数字数据的调制编码
4.3模拟数据的数字编码
5.信道复用技术
5.1频分复用
5.2时分复用
5.3统计时分复用
5.4波分复用
5.5码分复用
6.数据交换技术
6.1电路交换
6.2报文交换
6.3分组交换
6.4快速分组交换
7.差错控制
7.1差错起因
7.2差错控制方法
7.3常见的检错码
8.数据通信性能指标
8.1时延和时延带宽积
一.时延
- 发送时延：
发送时延=数据块长度/信息传输速率 - 传播时延：
传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率 - 转发时延：
（1）排队时延
（2）处理时延
总时延=发送时延+传播时延+转发时延
二.时延带宽积
时延带宽积=传播时延*带宽，时延带宽积的单位是bit
时延带宽积又称为比特长度，即以比特为单位的链路长度。
8.2误码率与误比特率
8.3信息传输速率与码元传输速率
8.4信道的最大传输速率
PS：以上还有没有总结的一些概念，之后会慢慢添加。
