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数据通信技术 第一章 数据通信概述 PAGE 12 PAGE 11 第一章 数据通信概述 1.1 数据通信的概念 电报电话的出现，使得人们在异地之间可以借助于电信网进行书面的和实时的信息交流。计算机的出现和广泛应用，使得计算机与计算机之间或计算机与其终端之间需要进行信息的沟通。计算机中的信息是以二进制数“1”和“0”表示的，它代表着文字、符号、数码、图象和声音等，这就是数据信息。所谓数据通信就是按照通信协议，利用传输技术在功能单元之间传递数据信息，从而实现计算机与计算机之间、计算机与其终端之间以及其他数据终端设备之间的信息交互而产生的一种通信技术。 这里需要指出的是:数据通信和数字通信有概念上的区别，数据通信是一种通信方式，而数字通信则是一种通信技术体制。电信系统中，电信号的传输和交换既可采用模拟技术体制，也可采用数字技术体制。对于数据通信，既可采用模拟通信技术体制，也可采用数字通信技术体制。 1.2 数据通信系统的基本结构 数据通信系统由三大部分组成，即发送器、信道和接收器。在双向通信中，通信的每一方都具有发送器和接收器，也就是说，通信的每一方都可同时发送和接收数据。目前，使用较多的是采用七个部分的通用数据电路（Universal Seven-Part Data Circuit）来描述一个A点与B点间的数据通信系统（见图1-1）。 (a) 数据通信系统的七部分组成示意图 (b) 目前常用的数据通信系统组成图 图1-1 数据通信系统的基本结构 图1-1中，DTE（Data Terminal Equipment）是数据终端设备；DCE（Data Circuit-Terminating Equipment）为数据电路终接设备；DTE/DCE接口则分别位于DTE和DCE上。传输信道可以是模拟信道，也可以是数字信道。 在构成数据通信系统的七个部分中，DTE可以是计算机或计算机终端，也可以是其他数据终端；DCE在模拟技术体制下是调制解调器，而在数字技术体制下可以是数据业务单元（Data Service Unit，简称DSU）。 DCE和传输信道可以完成将数据从A点传送到B点的功能或者相反。通常，它们并不知道也不关心信息的内容。 数据通信系统只负责数据以编码格式在两点之间准确传输。系统并不对信息内容作任何操作。这意味着本书所说的传输信息准确，即收到的信息与发送的信息应完全相同。 DTE/DCE接口由DCE和DTE内部的输入/输出电路以及连接它们的连接器和电缆组成。通常，接口遵从国际标准化组织（ISO）、国际电信联盟电信标准部（ITU-T）和美国电子工业协会（EIA）制定的标准（如RS-232标准）。 1.3 数据的传输方式 在数据传输通信系统中，用户数据信号传输方式可有下列几种形式： 1.3.1 采用四线基带传输方式 这是数字通信技术体制下的数据传输方式。由数据终端发出的二进制直流脉冲信号属于基带信号。该信号仅经过码型变换而直接在实线电路上传输，这就是基带传输方式，基带传输模型如图1-2所示。 图1-2 基带传输系统模型 采用四线基带传输方式，即收发各用电缆中的一对双绞线，将位于用户端的数据业务单元(DSU)与位于本地局的局内信道单元(OCU)联接起来，采用基带传输方式传送用户数据和控制信号，如图1-3(a)所示。这种方式实现简单，适用于用户接入线路比较短(5Km以内)的情况。 图1-3 数字数据网用户接入方式 1.3.2 采用二线基带传输方式 这种方式收发合用电缆中的一对双绞线，实现二线全双工基带传输，如图1-3(b)所示。常用的方法有时间压缩法(或称乒乓法)与回波抵消法。 时间压缩法是将每个方向发送的数据在时间上进行压缩，并通过提高线路上的传输速率来达到两个方向的时分复用的目的，如图1-4所示。 图1-4 时间压缩法实现二线全双工原理 采用回波抵消法实现二线全双工的原理如图1-5所示。图中S、R分别为发送信号和接收信号，E是本地DCE与线路之间不匹配而引起的回波(称为近端回波)，它混入接收信号R中，另外还有一部分是由线路本身不匹配而产生的远端回波，精心设计的回波消除器，使其产生一个与E幅度相等极性相反的等效回波E，则图中U＝E＋R＋E＝R，接收机收到的就只有对方送来的“纯”R信号了，如图1-5所示。 图1-5 回波抵消 由于采用回波抵消法来实现二线全双工传输时，不需要提高线路上的传输速率，在同样的条件下，最大传输距离可比时间压缩法要长。采用此种传输方式可以节省一对用户接入线路，但对DSU和OSU设备则比四线方式复杂。此方式适用于用户接入线路较长时采用。 1.3.3 通过模拟传输线路接入网路 这是在模拟通信技术体制下的数据传输方式。这时在用户端和交换局中，均需装设调制解调器，如图1-3(c)所示。这种方