第2章 数据通信技术.pptVIP

数据通信技术是计算机网络的数据交换基础。为了使计算机之间能够相互进行通信，进行数据传输，就需要将计算机处理的数字信号转换成可以在网上传输的光电信号，然后才能通过网络传输介质进行传输。本章将介绍与数据数据通信相关的技术，包括通信信道、编码、信道复用、数据交换、数据的安全性与完整性等内容。 2.1.1 信息、数据、信号和信道 信息（information）：是用来辨别事物的符号，把事物的某些特征（或属性）按一定规则规范化后的一种表现形式。信息具有以下的特点： 各符号所表达的事物特性是固定不变的。 信息符号需要以某种媒体作为载体。 数据：是信息的表现形式，将数据表现为电子或电气特性，称为信号，信号在传输过程中的通道称为信道。 信号。是时间的函数，如果信号随时间的变化而连续变化，称为模拟信号；如果信号是时间的矩形波（有跳跃），称为数字信号。严格地讲，传输是对信号而言的，而通信是相对于数据而言的。 信道（channel）：就是通信双方以传输介质为基础的信号传递通道。从微观上讲，信道是指电信号在通过传输介质时所占用的一段频带，它在准许信号通过的同时，对信号的传输进行限制。一个完整的信道包括相关的传输介质和连接设备。 概括地讲，数据是信息的表现形式，将数据表现为电子或电气特性，称为信号。信号在传输过程中的通道称为信道。 2.2 数据通信模型 通信的概念：通信就是将数据从一个地方传送到另一个地方的过程。传送数据的方式是多种多样的，但是要想顺利地传送数据，每种通信方式都必须包含信源、传输介质和信宿。 信源：是将要处理的原始数据转换成为原始电信号。 信号转换（改变）设备：是将原始电信号转换成适合信道传输的信号。因为信源发出的原始电信号需要进行信号转换，才能够在信道中传输。 信号转换（复原）设备：是将在传输介质另一端接收到的信号还原为原始的电信号，然后交给信宿处理。 信宿：是将接收到的信号转换成为数据。 噪声源：在数据信号的传输过程中，会出现各种噪声，噪声将会导致信号在传输中出错。 2.2.1 数据通信的过程 所谓数据通信是指通信系统中所传输的是数据信息。 数据通信过程就是数据从信源经过传输介质的传输到达信宿的过程。 第一阶段：建立通信线路，通过网络设备为信源与信宿建立双方通信的物理通道。 第二阶段：建立数据传输链路，使信源与信宿保持同步联系，保证双方均处于正确的收发状态。 第三阶段：信源传送数据及相关的控制信息，信宿负责接收。 第四阶段：数据传输结束后，信源与信宿通过通信控制信息确认通信结束。 第五阶段：信源或信宿通知网络设备通信过程结束，网络设备清除通信通道，以供其他设备使用。 当采用专用通信线路时，物理链接通道始终保持连接，不存在接通和中断过程，上述五个阶段中就可以省去第一阶段和第五阶段。 2.2.2 数据通信的特点 计算机之间的通信过程需要定义出严格的通信协议和标准。 通常情况下，语音和电视系统的误码率为≤10-2，而数据通信系统的要求为≤10-8。 在数据通信系统中，由于采用的计算机和终端设备的类型多种多样，它们在通信速率、编码格式、同步方式和通信规程等方面都存在较大的差别。 数据通信的数据传输速率要求较高，且接续和传输的响应较快。数据通信中，数据信号的传输速率根据所使用信道的不同而不同。例如，一条128Kbit/s速率的ISDN数据线路，每分钟可以传960000个字符，即使是早期的2400bit/s速率的模拟电话信道，每分钟也可以传输18000个字符。这个速率对于使用模拟信号的传统电话通信来说是根本不可能实现的。 模拟和数字信号可在适当的传输介质中传输。允许模拟信号在传输过程中有一定的衰减和噪声，或者说允许有一定程序的失真。而数字传输是和它的内容紧密相关的，信号传输过程中，数据位的任何差错，都可能影响对数据的正确理解。 在通信中，信号在传送过程中的衰减是不可避免的。因此在通信线路中有时需要设置将信号增强或复原的设备，在模拟通信系统中用放大器，而在数字通信系统中则使用中继器（重发器）。 通信信道主要有专用线路和交换网络两种。一般情况，交换网络多是指电信部门的广域网络，而专用线路则是本单位内部组建的局域网。 在数据通信系统中，DTE发出和接收的都是数据，连接通信双方DTE的电路是用来传输DTE发出的数据。所以，把DTE之间的通路（包括DCE和通信信道）称之为数据电路。为了实现有序、有效的通信，当数据电路建立后，还需要按一定的规程对传输过程进行规范，这些规范工作是由通信控制设备来完成的。加了通信控制设备的数据电路称为数据链路（Data Link，DL）。通常，只有在数据链路建立起来后，通信双方（计算机或终端设备）之间才能进行真正有效的数据传输。