数据通信基础

数据通信基础

【数据(Data) 】：传递（携带）信息的实体（描述物体的数字、字母或符号），信息(Information)则是数据的内容或解释。

【模拟(Analog)数据】是指在某个区间内连续变化的值。例如：声音和视频

【数字(Digital)数据】在某个区间内是离散的值。例如：文本和整数

【信号(Signal) 】：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式传播。

【模拟信号】是随时间连续变化的电流、电压或电磁波。

【数字信号】是指利用其某个参量（如幅度、频率或相位等）的变化来表示数据【信源】:通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。

【信宿】:通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。

【信道】:信源和信宿之间的通信线路（或通路）是传输信号的通路，由传输线路及相应的附属设备组成。同一条传输线路上可以有多个信道。例如：一条光缆可以同时供几千人通话，有几千条电话信道。

【信号带宽】是指信号的频率范围；

【信道带宽】是指信道上能够传输信号的最大频率范围。信号带宽不能大于信道带宽，否则无法实现通信。

实例：传输线路和信道之间的关系可以看作马路与车道之间的关系，一条马路可以划分成一车道，也可以划分成多车道；信号带宽和信道带宽之间的关系可以看作汽车宽度与车道宽度之间的关系，汽车宽度不能大于车道宽度，否则交通无法实现

【带宽(Bandwidth) 】：信号或信道占据的频率范围

【信道容量(Channel capacity) 】：信道的最大数据率

带宽是指信道能传送的信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差。信道的带宽由传输介质、接口部件、传输协议，以及传输信息的特性等因素所决定，它在一定程度上体现了信道的传输性能，是衡量传输系统的一个重要指标。信道的容量、传输速率和抗干扰性等均与带宽有着密切的联系。一般地说，信道的带宽大，信道的容量也大，其传输速率相应也高。

【比特率(Bit Rate) 】：数据传输速率(bps，b/s)是单位时间内所传送的二进制位的个数，单位为bps或b/s 。

【波特率(Baud) 】：即信号传送速率是单位时间内所传送的信号的个数（码元数），单位为baud(波特) 。

1 Baud = （log2M）bps

一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，一个码元中可以传送多个比特（bit）。

【误码率(Bit error rate) 】：信道传输可靠性指标

P= 错误的位数/ 传输的总位数

【信息编码】：将信息用二进制数表示的方法。

【数据编码】：将数据用物理量表示的规则。

通信系统的构成

◆数据传输系统：

1）传输线路（包括传输介质和中继设备）

2）传输设备：调制解调器、多路复用器、交换机、路由器等

◆数据处理系统：主要是指计算机。

【数据传输速率】--每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。

【信号传输速率】--单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud

【信道容量】表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)

信道容量与数据传输速率的区别是，前者（信道容量）表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者（数据传输速率）是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。

实际的信道上存在三类损耗：衰减、延迟、噪声。

【数字信道】：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。

【模拟信道】：以连续模拟信号形式传输数据的信道。

【模拟信号】：时间上连续，包含无穷多个值

【数字信号】：时间上离散，仅包含有限数目的预定值

【周期信号】：信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波）

【非周期信号】：信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信号），能被分解成无数个周期信号的叠加。

【并行传输方式】，可以一次传输多位数据。相应地，从发送端到接收端的信道需要若干根传输线。例如，计算机的并行口常用于连接打印机，每次并行输出8位数据

【串行传输】是一位一位地传送的，从发送端到接收端只要一根传输线即可

串行数据通信又有三种不同的方向性结构：单工、半双工和全双工

【单工】：数据单向传输（无线电广播）

【半双工】：数据可以双向传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机）

【全双工】：数据可同时双向传输（电话）

【基带传输】：不调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。

例如：以太网

【频带传输】：调制成模拟信号后再传送，接收方需要解调

例如：通过电话模拟信道传输（利用模拟信道实现数字信号传输的方法）【宽带传输】比音频带宽（200~3400HZ）更宽的频带，包括大部分电磁波频道。它可以容纳全部广播，并可进行高速数据传输。宽带传输系统允许在同一信道上进行数字信息和模拟信息服务。

计算机局域网的数据传输系统使用基带传输和宽带传输两种方式，它们的主要区别在于数据传输速率不同。基带数据传输速率为0Mbps~10Mbps，更典型的是1Mbps~2.5Mbps；宽带数据传输速率为0Mbps~400Mbps，常用的是5Mbps~10Mbps。而且一个宽带信道能被划分为多个逻辑信道，这样就能把声音、图像和数据信息的传输综合在一个物理信道中进行。

【数据同步方式】目的是使接收端与发送端在时间基准上一致(包括开始时间、位边界、重复频率等)。

有两种同步方法：

●同步传输不是以字符为单位而是以数据块（一组字符）为单位传输的。在每个数据块前后加上起始和结束标志，使接收和发送建立同步。