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第二章—数据通信基础

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友智君官方认证 实名认证 发表于 2020-1-7 22:32:48 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
【2.1数据通信的基础概念】
+ V8 s- t% e" P+ q
) ~( ^! p# G* |& o9 r/ s1 s" r+ Q数据通信是两个实体之间的数据传输和交换,在计算机网络中占有十分重要的地位,它是通过各种不同的方式和传输介质,把处在不同位置的终端和计算机,或计算机与计算机连接起来,从而完成数据传输、信息交换和通信处理等任务。1 e% J2 @- O) E9 c" l  w, N

$ u2 O' y1 r, A/ u6 S0 |7 Y$ ?! f' i- Q" b
+ Q, |( S# K9 ~* j7 v# I
【2.1.1信息和数据】7 D) y. P' F+ ]" E% c2 H

! b8 o2 f4 @! t! w  j; M# f* e( A
1 ^/ ~" c1 N1 {* T) G& o# }1.信息
1 R8 _: R" C: O! k' ]  T
" A8 y* L6 Y# c" A6 e% `" b  信息是客观事物的反映。信息有各种存在形式,例如数字、文字、声音、图形和图像等。% w- B7 g3 U' V+ A) o3 `

, F5 ], k7 o3 n! M! A6 M& I, P
0 I) F8 ]9 d$ n9 f
2.数据, C) @% e- O7 r9 C
+ M% t. o+ r3 h8 [
  信息可以用数字的形式来表示,数字化的信息称为数据。一般来说,数据有两种类型:一种取连续值的数据称为模拟数据,另一种是取离散值的数据称为数字数据。) r6 I, q9 r1 |  Q  C$ G5 j0 X

. G5 f8 F( \3 S; Q! I: X  1 a8 W" v' _! Y6 _
& b" d1 j0 E/ C! G5 }% |: T7 y; _+ z8 w
其二者的关系则是:数据是信息的载体,信息是数据的内在含义或解释。7 U9 G& g8 `! ?$ d+ T4 U* t

, P. G8 v% [+ i+ a8 X
) f" s$ a  q# G& d* q$ ~. l$ D0 z( p* Z

+ G0 l; B3 c! g2 U1 D! y1 P9 G1 Q7 g2 o5 \+ T: }
【2.1.2信道和信道容量】! B8 {( @! z. R1 B$ D
. I, m; P9 f8 u! A% V
) a) }- D+ k. |9 v2 |0 a
, C4 y$ [. y1 A7 X& j
1.信道
* O5 r. k' D9 C  ^( m, B0 G4 P# Y  Y. N
  信道是传送信道的一条通道,可以分成物理信道和逻辑信道。其中物理信道是指用来传送信号的或数据的物理通道,有传输介质及其附属设备组成。逻辑信道也是指传输信息的一条通路,但在信号的收、发节点之间并不一定存在与对应的物理传输介质,而是在物理信道基础上,由节点设备内部的连接实现的。- g2 \  D; B3 e* G; ?

6 d7 _- H  i7 U; V  信道按使用权限可分为专用信道和共用信道;按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道;按传输信号的种类可分为模拟信道和数字信道等。" c: n5 Y8 Y3 ~; v3 C" H+ B

& f) X, a3 a* I3 z2 U- y+ U% T  l) l2 A: g, N
/ L5 F( u9 D  g5 P5 Y
2.信道容量/ A" t* r- o* s. f7 P, v

' J; u- j* i) C- [& g  是指信道传输信息的最大能力,通常用信息速率来表示。其表达式为:
# C6 `8 j- J; g. u2 p& x
7 K% y" x2 O4 r4 }                    
' \/ K7 n) Z" S2 y. [9 M: l
* ?" j" j# h6 I- b" x                  C=Blog2(1+S/N)
  \5 l% T6 x2 G! H$ i" |* P: G$ ^" H% P1 G7 p6 Y/ K) v
  在表达式中,B为信道带宽(Hz);S为接收短信号的平均功率(W);N为信道内噪声平均功率(W);C为信道容量,即极限传输速率(bps)。其中信道带宽、接收短信号的平均功率、信道内噪声平均功率是影响信道容量的三要素。. @: J2 |5 ], Q
3 z, S$ J- @3 V

/ f: N4 q' R, _; I3 {" J- U. ?
! m, O% Q: Y4 j( u' y【2.1.3码元和码字】! v% w3 Z- R2 ^$ _0 z1 d( m9 L' L

- r" C/ J! N8 v0 r
, j5 d( X/ Y" E
5 O5 a2 ]8 ?! T  每1位二进制数字称为“码元”或者“码位”。例如二进制数字1000001是由7个码元组成的序列,通常称为“码字”。
$ V8 l) ]; L; ^# F9 B5 Z
& h8 R/ a8 P6 @6 Z
3 T1 _. E' n: t( s  {+ O: E5 k, I
【2.1.4数据通信系统主要技术指标】
$ B% {% p/ j5 X- Q  G! F' G! i$ c; C- H- h. L8 [! r: J) u+ C6 B
1.比特率    2.波特率      3.误码率; j- q7 n4 \0 C1 C" q

7 \/ m* ]0 N2 [5 T
( @. h# _; S2 B/ m& d; A% i
" T# T  o# @2 d% e6 D3 c! `2 ^4.吞吐量    5.信道的传播延迟
& t! l% m! J  \! T2 c: k: ]3 G4 K8 T. q) ]
2 q! H5 f) h4 u3 q, h

" f7 a( }4 _1 |6 s8 w5 g& q【2.1.5带宽与数据传输速率】7 x3 n- ~( R5 }# Q4 k  N9 B
# E7 ~* F; m: u: G+ N

) a4 k1 k8 F4 q8 g+ V
6 J* Y' v7 j2 S: k3 j1.信道带宽
. |3 H& K; n& S; k+ b
: V5 ~: N2 A5 Z1 K0 j  是指信道所能传送的信号频率宽度,它的值为信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差。! c3 X! l$ j; R+ H; H) L1 v7 j# L: d
0 L+ o4 A6 T0 d9 I
5 b3 q5 n3 Q' W' P! C$ R

8 `% \+ F9 \5 Z9 f3 y$ q6 }2.数据传输速率
3 Y5 {+ h) C2 I7 w8 H& t4 o% |( o" S1 O; C/ v/ L' g
  是指单位时间内信道内传输的信息量。
7 x2 a& f2 m, }' T( L6 z' w
4 V+ ?' D! m+ |4 v1 b3 c. t9 J3 Q【2.1数据通信的基础概念】
, M, f5 K8 e) k
# R/ e( l) q4 t, t数据通信是两个实体之间的数据传输和交换,在计算机网络中占有十分重要的地位,它是通过各种不同的方式和传输介质,把处在不同位置的终端和计算机,或计算机与计算机连接起来,从而完成数据传输、信息交换和通信处理等任务。
9 L' M( I: b1 |& f8 K& D8 E/ c+ Y  F* x
! g$ I$ w. _& M  b) ^+ z( z【2.1.1信息和数据】
) r+ ?' g9 Q" T; b4 k
0 O" o  I( l" s8 g  s1.信息
( o6 q7 o4 ^6 L. S+ o( ^. I! p5 j; j
  信息是客观事物的反映。信息有各种存在形式,例如数字、文字、声音、图形和图像等。# `5 f  m' r5 N' y$ n: |- v3 o1 u
; C! P& _  b! k9 @  r
2.数据. ~; Y8 D* @. t) y4 H

7 T4 @4 K+ T! n6 L  信息可以用数字的形式来表示,数字化的信息称为数据。一般来说,数据有两种类型:一种取连续值的数据称为模拟数据,另一种是取离散值的数据称为数字数据。
8 E! z' I* `5 y8 y& e1 I
5 R0 u5 [0 l2 y: d3 f) I其二者的关系则是:数据是信息的载体,信息是数据的内在含义或解释。
3 U* M  K# b, c% |2 N' `3 L$ m) a& L0 u4 l
【2.1.2信道和信道容量】- c# X4 B5 k1 D7 h
$ `: P+ m4 w9 l) I9 O- K+ k5 m
1.信道, w# j# u/ i: s/ C6 }2 ?+ @/ ?, e

2 P  e: A6 `! J0 k0 k7 F% G  信道是传送信道的一条通道,可以分成物理信道和逻辑信道。其中物理信道是指用来传送信号的或数据的物理通道,有传输介质及其附属设备组成。逻辑信道也是指传输信息的一条通路,但在信号的收、发节点之间并不一定存在与对应的物理传输介质,而是在物理信道基础上,由节点设备内部的连接实现的。
, }- K( j# p( t- L# b/ [
* b5 p/ F1 D# Q$ Q- [/ b( V' O8 v+ s  信道按使用权限可分为专用信道和共用信道;按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道;按传输信号的种类可分为模拟信道和数字信道等。6 J, ~/ V& o% Z+ {) ]

6 s4 L% {3 J( v8 q( I& L# b2.信道容量+ t3 H$ T9 |: ^1 \  Q

& U$ p' y, J; p. C0 ?9 }  是指信道传输信息的最大能力,通常用信息速率来表示。其表达式为:* s- P. j  }5 S! Q& C
& |% B: _  z% m! j* ?
                  C=Blog2(1+S/N)4 H6 X. V2 X% U

& w8 M4 C: A, Z$ o  在表达式中,B为信道带宽(Hz);S为接收短信号的平均功率(W);N为信道内噪声平均功率(W);C为信道容量,即极限传输速率(bps)。其中信道带宽、接收短信号的平均功率、信道内噪声平均功率是影响信道容量的三要素。
+ x3 z. v) A5 f4 K3 `: Z
4 v2 ^3 @0 M* c8 I1 N; E" g1 ?* q: p【2.1.3码元和码字】
5 ?2 ?2 g9 p0 a5 Y& e
+ K& t8 w6 t  G- q7 n( |  每1位二进制数字称为“码元”或者“码位”。例如二进制数字1000001是由7个码元组成的序列,通常称为“码字”。3 }3 Q5 w6 f3 B. s

; Q, `$ H# c( D# a3 q$ a【2.1.4数据通信系统主要技术指标】! E, R. f" Y9 }+ d
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1.比特率 2.波特率 3.误码率
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6 r% t; G. z1 T/ a) }2 Q4 N, s5 b4.吞吐量 5.信道的传播延迟+ d1 G5 d1 l3 l7 k+ i8 ]

& U5 F8 ]+ H( h  o* T9 X% W【2.1.5带宽与数据传输速率】, p' C- W+ [! p) `% _3 X

, B6 H! ?( R2 j7 [6 [9 J0 a  R1.信道带宽
4 F( d9 N, _. M' J( H& q- |; [5 ^- Z  G" R
  是指信道所能传送的信号频率宽度,它的值为信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差。
8 L! S/ _! t9 U5 V7 x$ {1 e, D6 p! {; N) u2 ~2 O
2.数据传输速率0 H9 U, K, ?! I2 C+ I8 e- D

; {* Z$ |1 K, y! }; O. O  是指单位时间内信道内传输的信息量。
9 b0 {+ M4 y3 P0 `+ E, x
S=Blog2NB是波特率,N事调制点平数。
( m% j8 M; X0 `3 n2 _; Y
7 ]- H* ~3 e  N7 ]& v
2.2数据传输方式
6 ?$ {1 c) E1 D3 V" |# _  x6 B

  p. F% T2 k" j# w' p7 e
2.2.1数据通信系统模型】

& N/ t* o) ]2 r1 u" S
9 [% |4 B7 Y8 `
1. 数据终端设备
是指用于处理用户数据的设备,是数据通信系统的信源和信宿。

+ q! i4 k0 T8 f* N( S, z& T7 p
2. 数据线路端接设备
称之为数据通信设备。

: j4 X- O; S6 }: `) ^- x% A) V
4 c/ G5 b- j( w# t& k& s# i+ H
2.2.2数据线路的通信方式】

' U( U/ }: y& F2 p7 ~- C3 e/ N
4 C; C  U6 I$ F2 k; i. x, y
1. 单工通信:信息只能在一个方向发送,例如:电视广播。

& b4 Z  V/ H6 O+ w) Z
2. 半双工通信:双方可交替的发送和接收信息,但不能同时发送和接收,例如:对讲机。

% W9 l1 s9 z9 ?7 o/ g
3. 全双工通信:双方可同时发送和接收信息传输。
- [. H3 @5 B  S1 o6 M
2.2.3数据传输方式】
3 a' x3 J6 ]7 C4 f4 b
1. 基带传输
矩形脉冲信号的固有频带称之为基本频带简称基带。
" _4 F) o; Z' ^9 X- Y
2. 频带传输
就是讲代表数据的二进制信号,通过调制解调器,变换成具有一定频带范围的模拟数据信号进行传输,传输到接收端后再将模拟数据信号调节还原原来的数字信号。
4 O; j' g0 y- ~1 k
3. 宽带传输
在同一信道上,宽带传输即可以进行数字信息服务也可以模拟信息服务。
5 S5 E* j1 O* |8 a
2.3数据交换技术
9 s/ i% ~' c% v9 E1 Q/ x3 n
2.3.1电路交换】

& y4 ~% K2 _6 R. H
电路交换的特点是:
) j, s) o/ r% j- I5 B(1)电路交换中的每个节点都是电子式或电子机械式的交换设备,它不对传输的信息进行任何处理。
. r4 u9 f* Q  s$ Y8 ]0 i(2)数据传输开始前必须建立两个工作站之间实际的物理连接,然后才能通信。(3)通道在连接期间是专用的,线路利用率较低。
' A* x( [! I- O- A0 Z; c: A(4)除链路上的传输延时外,不再有其他的延时,在每个节点的延时是很小的。(5)整个链路上有一一致的数据传输速率,连接两端的计算机必须同时工作。

( e  h  k7 L8 F& C+ I; b
【2.3.2报文交换】
采取{储存-转发}方式。

. ^: i6 w8 f" k) L$ A
报文交换与电路交换优点:
(1)线路利用率较高,因为一个“节点一节点"的信道可被多个报文共享。
(2)接收方和发送方无须同时工作,在接收方“忙”时,网络节点可暂存报文。
(3)可同时向多个目的站发送同一报文,这在电路交换方式中是难以实现的。
(4)能够在网络上实现报文的差错控制和纠错处理
(5)报文交换网络能进行速度和代码转换。由于每个工作站以自己适当的数据传输速能接到节点上,所以两个数据传输速率不同的工作站也可以相互通信。报文交换网络还可|!实现代码格式的转换。这些特性都是电路交换所不具备的。

+ D& g& ?% D0 D9 D4 N+ C1 s( \4 @8 V/ L% Z* I5 B8 o+ F. j/ M
2.3.3分组交换】
" F* @% b( y7 n$ I, M$ e+ @
1. 数据报:优点是对于短报文数据,通信传输速率比较高,对网络故障的适应能力强,缺点是传输延迟较大,时延离散度大。

% \7 `" z4 |' O& }9 W7 {: g9 g) r( v( ~9 D/ W: m% V' j% q$ c
2. 虚电路:优点是对于数量较大的通信传输速率高,分组传输时延时短不容易丢失,缺点是对网络依赖性大。
+ b& k% z* @3 i- ]1 v
2.3.4信源交换技术】

( e8 P- y  h2 |/ B' s& N
ATM模型分为三个功能层:ATM物理层、ATM层、ATM适配层。
7 P7 c6 e, b+ ]- [) @
4种交换技术比较:
(1) 对于交互式通信来说,报文交换是不合适的。) ]% W# C! N  R5 J+ }
(2)对于较轻的间歇式负载来说,电路交换是最合适的,因为可以通过电话拨号线路来使用公用电话系统。# S2 B# V) J# w4 b& K  N
(3)对于两个站之间很重的和持续的负载来说,使用租用的电路交换线路是最合适的。
(4) 当有一批中等数量数据必须交换到大量的数据设备时,宁可用分组交换方法,这种技术的线路利用率是最高的。& @% g- ^& v: T8 `+ x0 d. t) T$ P2 h
(5)数据报分组交换适用于短报文和具有灵活性的报文。
2 }* J7 @, @3 r5 {(6)虚电路分组交换适用于大批量数据交换和减轻各站的处理负担。
(7) 信元交换适用于对带宽要求高和对服务质量要求高的应用。

! a$ `2 ~: X) f7 A/ Y
2.4差错检验与校正

& Q4 [1 |( b$ h5 f  R+ K# F
2.4.1奇偶校验】
是一种最简单的检错方法。
1 Z: T/ f4 j6 D; Z- [. T" L
2.4.循环冗余码校验】
. s3 w, C6 e8 `6 P
20200108-122834-640f.png

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xiaso2008 发表于 2020-2-12 10:19:39 | 显示全部楼层
向楼主学习
/ E5 S4 P# ^- Z/ @2 d+ g5 g
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牛哥 发表于 2020-2-12 10:19:50 | 显示全部楼层
纯粹路过,没任何兴趣,仅仅是看在老用户份上回复一下; R2 v0 H8 M, o6 v. n
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牛哥 发表于 2020-2-12 10:19:54 | 显示全部楼层
广告位,,坐下看看7 M& \% ?2 i5 k3 G) b. p
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叶细细 发表于 2020-2-12 10:19:54 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
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oi9n99jm2 发表于 2020-2-12 10:20:35 | 显示全部楼层
回个帖子,下班咯~
5 }9 ~7 y( Y) {- a9 y
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熹熹妈咪 发表于 2020-2-12 10:20:44 | 显示全部楼层
顶顶更健康: e5 U: R/ W9 w4 d5 [$ B1 V5 x
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king0014 发表于 2020-2-12 10:20:44 | 显示全部楼层
一直在看
* h( n- L& l  A# C3 _: l
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好胸弟℡ 发表于 2020-2-12 10:20:53 | 显示全部楼层
我也来顶一下..) X5 A5 u. J3 w8 z$ a7 t
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