數(shù)據(jù)通信技術(shù)基本概念

   信息、數(shù)據(jù)和信號

   信息是客戶事物的屬性和相互聯(lián)系特性的表現(xiàn)，它反映了客觀事物的存在形式或運(yùn)動狀態(tài)。數(shù)據(jù)是信息的載體，是信息的表現(xiàn)形式。信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程的具體物理表示形式，具有確定的物理描述。傳輸介質(zhì)是通信中傳送信息的載體，又稱為信道。

   模擬通信和數(shù)字通信

   通信系統(tǒng)主要由5個基本系統(tǒng)元件構(gòu)成，信源、轉(zhuǎn)換器、信道、反轉(zhuǎn)換器、信宿

   源系統(tǒng)將信源發(fā)出的信息轉(zhuǎn)換成適合在傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘栃问剑ㄟ^信道傳輸?shù)侥康南到y(tǒng)，目的系統(tǒng)再將信號反變換為具體的信息。通過系統(tǒng)的傳輸?shù)男盘栆话阌心M信號和數(shù)字信號兩種表達(dá)方式。模擬信號是一個連續(xù)變化的物理量，即在時間特性上幅度（信號強(qiáng)度）的取值是連續(xù)的，一般用連續(xù)變化的電壓表示。數(shù)字信號是離散的，即在時間特性上幅度的取值是有限的離散值，一般用脈沖序列來表示。數(shù)字信號比模擬信號可靠性高，數(shù)字信號比較容易存儲、處理和傳輸。

   數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標(biāo)

   1、信道帶寬

   是描述信道傳輸能力的技術(shù)指標(biāo)，它的大小是由信道的物理特性決定的。

   信道能夠傳送電磁波的有效頻率范圍就是該信道的帶度

   2、數(shù)據(jù)傳輸速率

   稱為比特率，是指信道每秒鐘所能傳輸?shù)亩M(jìn)制比特數(shù)，記為bps，常見的單位有Kbps、Mpbs、Gbps等，數(shù)據(jù)傳輸速率的高低，由每位數(shù)據(jù)所占的時間決定，一位數(shù)據(jù)所占用的時間寬度越小，則傳輸速率越高

   3、信道容量：

   信道的傳輸能力是有一定限制的，信道傳輸數(shù)據(jù)的速率的上限，稱為信道容量，一般表示單位時間內(nèi)最多可傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)

   C=Wlog2（1+S/N）

   C為信道容量；W為信道帶寬；N為噪聲功率；S為信號功率

   S/N稱為信噪比，用來描述信道的質(zhì)量，噪聲小的系統(tǒng)信噪比高，信噪比S/N通常用10lg（S/N）來表示，其單位為分貝。

   無噪聲離散信道容量公式為C=2Wlog2L （L為傳輸二進(jìn)制信號）

   4、波特率：

   是傳輸?shù)男盘栔得棵腌娮兓拇螖?shù)，如果被傳輸?shù)男盘栔芷跒門，則波特率Rb=1/T.Rb稱為波形速率或調(diào)制速率。

   R=Rblog2V

   V表示所傳輸信號所包含的離散電平數(shù)

   5、信道延遲

   信號沿信道傳輸需要一定的時間，就是信道延遲，信道延遲時間的長短，主要受發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的響應(yīng)時間、通信設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)和等待時間、計算機(jī)的發(fā)送和接收處理時間、傳輸介質(zhì)的延遲時間等的影響。

   信道延遲=計算機(jī)的發(fā)送和接收處理時間+傳輸介質(zhì)的延遲時間+發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的響應(yīng)時間+通信設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)和等待時間

   6、誤碼率：

   是指接收的錯誤碼元數(shù)占傳送總碼元數(shù)的比例，即碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率。

   Pc=Ne/N

   Ne表示單位時間內(nèi)接收的錯誤碼元數(shù)；N表示單位時間內(nèi)系統(tǒng)接收的總碼元數(shù)

   誤碼率越低，通信系統(tǒng)的可靠性越高，通信質(zhì)量越好。

   數(shù)據(jù)的傳輸

   串/并行通信

   數(shù)據(jù)的傳輸方式有串行通信和并行通信兩種，并行通信用于較低距離的數(shù)據(jù)傳輸，串行通信用于較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸

   1、串行通信

   串行通信在傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信上傳輸?shù)?/p>

   USB指串行總線。網(wǎng)卡負(fù)責(zé)串行數(shù)據(jù)和并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換工作。

   2、并行通信

   是指要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中多個數(shù)據(jù)位同時在兩個設(shè)備中傳輸，發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)位通過對應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備，還可附加一位校驗(yàn)位。接收設(shè)備可同時接收到這些數(shù)據(jù)，而且無需變換就可以直接使用

   并行通信特點(diǎn)：傳輸速度快，處理簡單

   通信線路的連接方式

   1、點(diǎn)對點(diǎn)連接方式

   指在發(fā)送端和接收端之間采用一條線路連接，使用的線路可以是專用線路、租用線路或交換線路。

   2、多點(diǎn)連接方式

   指各個站點(diǎn)通過一條公共的通信線路或集線器連接起來

   信道的通信方式

   1、單工通信

   在單工通信方式中，信號只能向一個方向傳輸，任何時候都不能改變信號的傳輸方向。

   2、半雙工通信

   信號可以雙向傳送，但必須交替進(jìn)行，在任一時刻只能向一個方向傳送。

   3、全雙工通信

   信號可以雙向傳送數(shù)據(jù)，通信效率高，適合于計算機(jī)與計算機(jī)之間的通信

   信號的傳輸方式

   基帶傳輸指按照它們的原樣進(jìn)行傳輸

   頻帶傳輸是利用它們調(diào)制載荷的高頻載波信號進(jìn)行傳輸。根據(jù)載波信號的不同又可分為模擬傳輸和數(shù)字傳輸

   1、基帶傳輸

   把矩形脈沖信號的固有頻帶稱做基帶，把矩形脈沖信號叫做基帶信號。在數(shù)據(jù)通信信道上直接傳輸數(shù)據(jù)基帶信號的通信方式稱為基帶傳輸

   發(fā)送端要通過編碼器將信源的數(shù)據(jù)變換為直接傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號，在接收端通過譯碼進(jìn)行解碼，恢復(fù)發(fā)送端的原始數(shù)據(jù)

   基帶傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是無需調(diào)制就可以傳送數(shù)字信號，從而簡化了通信處理過程，提高了傳輸速度?；鶐鬏敳贿m合遠(yuǎn)距離傳輸

   2、頻帶傳輸

   是將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號后再發(fā)送和傳輸，到達(dá)接收端時再把音頻信號解調(diào)成原來的數(shù)字信號。需要使用調(diào)制解調(diào)器

   3、寬帶傳輸

   寬帶是指比音頻更寬的頻帶，包括大部分電磁波頻譜，利用寬帶進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸稱為寬帶傳輸。寬帶傳輸可容納全部的廣播信號，可以把聲音、圖像及數(shù)據(jù)等信息綜合到一個物理信道進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，采用頻分多路復(fù)用的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

   寬帶傳輸優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)，可達(dá)幾十千米，技術(shù)復(fù)雜，傳輸系統(tǒng)的成本相對較高

   數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐郊夹g(shù)

   常用的同步技術(shù)有兩種：異步傳輸方式和同步傳輸方式

   1、異步傳輸

   每傳送一個字符，都要在字符前加1個起始位，表示字符的開始，在字符代碼和檢驗(yàn)碼后面加1或2個停止位，表示字符的結(jié)束。接收方根據(jù)起始位或停止位判斷一個字符開始或結(jié)束，從而起到通信雙方的同步作用。

   特點(diǎn)：

   （1）每個字符作為一個獨(dú)立的整體進(jìn)行傳送

   （2）字符之間的時間間隔是任意的

   （3）每傳輸一個字符都需要多使用2-3個二進(jìn)制位，增加了通信的開銷，適合于低速通信

   2、同步傳輸

   是數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行傳輸，在數(shù)據(jù)塊之前先發(fā)送一個或多個同步字符SYN，用于接收方進(jìn)行同步檢測，從而使通信雙方進(jìn)行同步狀態(tài)。在同步字符之后，可以連續(xù)發(fā)送任意多個字符或數(shù)據(jù)塊，發(fā)送完畢，再使用同步字符來標(biāo)識整個發(fā)送過程結(jié)束。

   特點(diǎn)：

   傳輸效率高，對傳輸設(shè)備要求高

（責(zé)任編輯：liushengbao）

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