数据通信及有关概念[详细]
数据通信系统概述
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大数据分析技术能够处理大规模数据集，提高数据处理的速度
和准确性，为企业提供更精准的市场预测和用户洞察。
大数据分析技术将与云计算、人工智能等技术相结合，形成更
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强大的数据处理和分析能力，为企业创造更大的价值。
人工智能技术
人工智能技术是当前科技领域的 热门话题，它通过模拟人类的智 能行为和思维过程，实现机器自
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数字信号传输的特点是信息表 示精确、抗干扰能力强、传输 距离远，但需要较高的采样率 和数据传输速率。
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数字信号传输广泛应用于计算 机通信、光纤通信和卫星通信 等领域。
无线传
无线传输是通过无线电波在空中传输 信息的方式。
无线传输广泛应用于移动通信、无线 网络和广播等领域。
无线传输的特点是无需布线、灵活方 便、可移动性好，但传输距离受限于 发射器和接收器之间的视距，且易受 到环境干扰和阻挡。
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动态主机配置协议 （DHCP）
用于动态分配IP地址给网络中的 主机。
传输层协议
传输控制协议（TCP）
提供可靠的数据传输服务，通过流量控制、拥塞控制和错误纠正机制来确保数据的可靠 传输。
用户数据报协议（UDP）
提供无连接的数据传输服务，适用于对实时性要求较高的应用，如流媒体和在线游戏。
应用层协议
智能公交
在智能公交中，数据通信系统用于车辆定位、乘客信息系统和自动 报站等功能，提高公共交通的便利性和效率。
智能停车
通过数据通信系统连接停车场管理系统和车辆导航系统，实现快速 寻找空车位、预约停车和自动计费等功能。
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数据通信系统的未来发 展趋势
5G通信技术
5G通信技术是当前数据通信领域的重要发展方 向，相较于4G技术，5G技术具有更高的传输速 度、更低的延迟和更大的网络容量。
数据通信
数据通信通常是以传送数据信息为主的通信。
数据通信传送数据的目的不仅是为了交换，而主要是为利用计算机能够对数据进行处理。
1.数据通信的定义：依照通信协议，利用数据传输和交换技术在两个功能单元之间传输数据信息，它可以实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。
它通过数据电路将分布在远端的数据终端设备与中央计算机系统连接起来，实现数据的传输、交换、存储和处理功能。
1.数据终端设备（DTE）数据终端设备（DTE,Data Terminal Equipment）通常由数据输入设备（信息源）、数据输出设备（信宿）和传输控制器组成。
2.传输控制器传输控制器按照约定的数据通信控制规程，控制数据的传输过程。
3.数据电路终接设备(DCE) 是数据电路的组成部分，其作用是将数据终端设备输出的数据信号变换成适合在传输信道中传输的信号。
4.接口是数据终端设备和数据电路之间的公共界面。
5. 数据电路数据电路包括传输信道和数据电路终接设备（DCE,Data Circuit Terminating Equipment）,它位DTE和DTE之间，或DTE与中央计算机系统之间，为数据通信提供传输信道。
6. 数据链路（DL）数据链路（DL,Data Link）是一个广义信道，它是指包括数据电路及其两端DTE中的传输控制器在内的信号通路。
7.通信控制器又称前置处理，用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。
8. 中央计算机系统（CCS）中央计算机系统（CCS,Centre Computer System）通过通信线路可连接多个DTE，实现主机资源共享。
CCS主要功能是处理与管理DTE来的数据信息，并将结果向相应DTE输出。
数据通信的特点：（1）传统电话通信是人－人之间的通信，而数据通信是机（计算机）－机之间、人－机之间的通信。
机－机间通信需要按事先约定好的规程或协议来完成，而电话通信则没有那么复杂; （2）电话通信的信源与信宿都是模拟的电压信号，其传输是利用现有的公用电话交换网（PSTN）.而数据通信的数据终端设备发出的数据都是离散信号（数字信号），传输时，既可以利用现有的PSTN,又可以利用数据网络来完成; （3）数据通信具有差错控制能力,在数据通信的中间转换环节对信号进行抽样、判决，以消除噪声积累，而传统电话则不能（4）数据通信具有灵活的接口能力，以适应各种各样的计算机与数据终端设备;（5）数据通信每次呼叫平均时间较短，要求接续和传输响应时间快;（6）数据通信抗干扰能力强，因为数据信号比模拟信号的抗干扰能力强;（7）数据通信容易加密，且加密技术、加密手段由于传统通信方式. 定义：计算机网络是用通信线路和网络连接设备将分布在不同地点的多台独立式计算机系统互相连接，按照网络协议进行数据通信实现资源共享，为用户提供各种应用服务的信息系统。
数据通信基础
数据通信基础收藏一．基础概念1．信号（signal）信息（information）是事物现象及其属性标识的集合，它是对不确定性的消除。
数据（data）是携带信息的载体。
信号（signal）是数据的物理表现，如电气或电磁。
根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，信号可以分为两大类：（1）模拟信号：连续信号，代表消息的参数的取值是连续的。
（2）数字信号：离散信号，代表消息的参数的取值是离散的。
2．频率（frequency）物理学中的频率是单位时间内完成振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量。
信号通信中的频率往往是描述周期性循环信号在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量。
频率常用符号f或v表示，单位为赫兹（秒-1）。
常用单位换算：1kHz=1000Hz，1MHz=1000kHz，1GHz=1000MHz。
人耳听觉的频率范围约为20~20000Hz，超声波不为人耳所觉察；人的视觉停留大概是1/24秒，故影视帧率一般为24~30fps；中国电源是50Hz的正弦交流电，即一秒钟内做了50次周期性变化；GSM（全球移动通信系统）系统包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等几个频段；WiFi（802.11b/g）和蓝牙（bluetooth）的工作频段为2.4GHz。
3．信号带宽（Signal Bandwidth）信号带宽即信号频谱的宽度，它是指信号中包含的频率范围，取值为信号的最高频率与最低频率之差。
例如对绞铜线为传统的模拟电话提供300～3400Hz的频带，即电话信号带宽为3400-300=3100Hz。
4．数据通信系统（Data Communication System）数据通信系统实现信息的传递，一个完整的数据通信系统可划分为三大组成部分：（1）信源（源系统：发送端、发送方）（2）信道（传输系统：传输网络）（3）信宿（目的系统：接收端、接收方）5．信道带宽（Channel Bandwidth）信道是指通信系统中传输信号的通道，信道包括通信线路和传输设备。
数据通信原理1
ch 0 ch1
2.048Mbps传输线路
ch 2 ch 3 ch 30 ch 31
复用与解复用 E1系统
时分复用帧
T(125us)
t
ch0 ch1 ch2 ch3 ch15 ch16 ch17 ch31
15个话路
同步
15个话路 传送信令
1.3.3 噪声与干扰
信道内噪声的来源是很多的,它们表现的形式也多种多样。根据它们 的来源不同,可以粗略地分为3类。 1.工业噪声 2.天电噪声 3.内部噪声
1.5.2同步传输与异步传输
在串行传输时数据传输有异步传输和同步传输两种方式。 异步传输中,每次传送一个字符或一个信息传输单元。 即在发送每一个字符代码的前面均加上一个“起”信号,其长度规定为 一个码元,极性为“0”,后面均加一个“止”信号。即：每个字符的传 输需要： 1个起始位、5～8个数据位、1、1.5或2个停止位 采用这种异步方式的通信也称“异步通信”。 起止式的优缺点： 频率的漂移不会积累，每个字符开始时都会重新获得同步； 每两个字符之间的间隔时间不固定； 增加了辅助位，所以传输效率低； 例如，采用1个起始位、 8个数据位、 2个停止位时，其传输效 率为8/11≈73％ 应用： 1200bps以下低速数据传输
数据通信原理
参考
《通信原理》或《数字通信原理》 《计算机网络》或《计算机通信网》 《纠错编码技术》或《信息论与编码》 《高频电子线路》 《数据通信技术基础》或《数据通信与计算 机网络》
第一章 概述
1.1 数据通信的概念
1.1.1 数据与数据通信 数据的概念：数据是预先约定的、具有某种含义
2.电话网传输信道 所谓电话网传输信道是指通过用于传输话音信号 的电话网络传输数据信号。电话网络的连接示意图 如图1-4所示。
第二章数据通信技术基础
（2）并行数据传输
并行传输指可以同时传输
一组比特，每个比特使用单独
一条线路（导线）。这些线路
通常被捆扎在一条电缆里。并
行传输非常普遍，特别是应用
于两个短距离和设备之间。
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2.3 数据通信方式-பைடு நூலகம்步与同步
2
2.1 数据通信的基本概念
4、信道
在数据通信系统中，信道是传输信号的通道。 逻辑上，信道一般都是用来表示向某一个方向 传送信息的“介质”。一般来说，一条通信线路至 少包含两条信道，一条用于发送的信道和一条用于 接收的信道。 信道可分为适合传送模拟信号的模拟信道和适 合传送数字信号的数字信道。
3
2.1 数据通信的基本概念
半双工通信由要频繁调换信道方向，故效率低，但可节省 传输线路。
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2.3 数据通信方式-传输方向
3．全双工通信（双向同时通信 ） 全双工通信是指能同时做双向通信。如图所示。这种方
式适用于普通电话、手机以及计算机——计算机间高速数据 通信。
全双工与半双工比较,全双工通信效率高，控制简单，但 是结构较复杂，成本较高。
例如，一般不发字符时线路保持“1”状态，当发送一个 字符代码时，字符前面要加一个起始信号，极性为“0”，即 空号极性，预告字符的信息代码即将开始。在数据位和校验 位结束后面要加一个终止符号，极性为“1”，即传号极性， 表示该字符已结束。
异步方式实现起来简单容易，每个字符都为该字符的位同步
提供了时间基准，对线路和收发器要求较低。缺点是通信开销较
(2)如果不是二进制码元，必须折合成二进制来计算。 传输延迟 数据从信源（源计算机）到信宿（目的计算机）所花 费的时间。
第01章_-数据通信基本概念
数据通信是指在两点或多点之间通过通信系 数据通信 统以某种数据形式进行信息交换的过程，它 可以把信息从某一处安全可靠地传送到另一 处。数据通信是伴随着计算机技术和通信技 术的发展以及两者之间的相互渗透与结合而 发展起来的一种新的通信方式，它是计算机 技术与通信技术相结合的产物，数据通信有 着广泛的应用领域以及广阔的发展前景。
图1.3 通信系统模型
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第1章 数据通信基本概念
信源提供的语音、数据、图像等待传递信息 由发信终端设备变换成适合于在传输媒介上传 送的通信信号发送到传输媒介上传输，当该信 号经传输媒介进行传输时，被叠加上了各种噪 声干扰，收信终端将收到的信号经解调等逆变 换，恢复成信宿适用的信息形式，这一过程就 是对通信系统工作原理的简单描述。 通信系统分为模拟通信和数字通信，以模拟 信号来传送信息的通信方式称为模拟通信，以 数字信号传送信息的通信方式称为数字通信。
图1.6 数据通信系统结构
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第1章 数据通信基本概念
数据通信领域经常用到的一些设备名词 数据终端设备DTE DTE(Data Equipment)： 数据终端设备DTE(Data Terminating Equipment)：能生 成并向数据通信网络发送和接收数据信息的设备，起着实 现人与数据通信网之间的联系的作用，是人机之间的接口， 在数据通信网络中，如果是信息的发出者称为信源, 在数据通信网络中，如果是信息的发出者称为信源,如果 是信息的接收者称为信宿。常见的DTE有终端机、POS机 是信息的接收者称为信宿。常见的DTE有终端机、POS机 (电子收款机)、PC机等。 电子收款机) PC机等。 数据电路终端设备DCE DCE(Data Circuit数据电路终端设备DCE(Data Circuit-Terminating Equipment)： Equipment)：连接数据终端设备与传输信道，将原始数据 信号转换成特殊的电信号使其适合于在信道上进行传输的 设备。它提供信号的变换和编码，建立、保持和释放线路 连接等功能。 通信控制器：完成中央处理机与数据通信组网设备之间进 通信控制器：完成中央处理机与数据通信组网设备之间进 行数据交换所必需的通信控制功能，如数据缓冲、速度匹 配、串/ 配、串/并转换等任务。
数据通信的基础知识
并行通信信道
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串行通信与并行通信的比较
1、在相同的发送时钟下，并行通信的数据传输速 率将大于串行通信。
2、并行通信需要多个并行信道，实现昂贵。 3、并行通信方式适合于近距离通信（如计算机中）
而在远程通信中一般采用串行通信方式。
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二、数据通信的系统模型
信号（signal）是数据在传输过程中的电磁波 表示形式。
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模拟信号与数据信号
模拟信号是指信号 数字信号是指信号的因
的因变量随时间连
变量不随时间连续变化的
续变化的信号，又
信号，通常表现为离散的
被称为连续信号。
脉冲形式，因此也被称作
离散信号。
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模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据
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三、数据通信系统的性能指标
速率（数据传输速率） 数据传输速率是指单位时间内信道上所能传输 的数据量，其基本单位是比特每秒（bit per second，简写为bps）。
信道的最大传输速率又被称为信道容量，它是指单 位时间内在信道上所能传输的最大比特数。
信道带宽是指信道的频率宽度，即信道所能传输信 号的频率范围，其单位为Hz。
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
PC 机 调制解调器 源系统
公用电话网 传输系统
调制解调器 PC 机 目的系统
输 源点 输 发送器
发送
传输 系统
入
入
的信号
信
数
息
据
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
数据通信及有关概念
数据通信及有关概念数据通信是现代社会中非常重要的一项技术，它通过传输数据的方式，使得信息可以在不同的设备之间进行传递和共享。
本文将介绍数据通信的基本概念、数据通信的分类、常用的传输介质以及一些相关的术语。
一、数据通信的基本概念数据通信是指在通信系统中，通过某种介质传输数据的过程。
它涉及到数据的产生、传输和接收三个基本环节。
数据的产生可以通过各种设备和传感器实现，例如计算机、手机、摄像头等。
数据的传输则需要借助于一些传输介质和协议来实现，而数据的接收可以通过显示器、喇叭等设备来呈现给用户。
二、数据通信的分类根据传输的方式和范围，数据通信可以分为以下几种类型：1.点对点通信：数据直接从一个点传输到另一个点，例如电话通信。
2.广播通信：数据从一个点传输到多个点，例如电视广播。
3.多点通信：数据可以从多个点传输到多个点，例如互联网。
三、常用的传输介质数据通信需要借助不同的传输介质来实现，常见的传输介质包括：1.电缆：例如双绞线、同轴电缆等，可用于局域网和城域网的数据传输。
2.光纤：光纤的传输速度较快，可用于广域网和互联网中的数据传输。
3.无线电波：例如Wi-Fi、蓝牙等，可用于无线局域网和个人设备之间的数据通信。
四、相关术语在数据通信中，有一些术语是需要了解的：1.带宽：带宽指的是单位时间内传输的数据量，通常以bit/s或者Mbps为单位。
2.延迟：延迟是指数据从发送端到接收端的时间，也称为延迟时间。
延迟时间越短，通信速度越快。
3.误码率：误码率是指在数据传输过程中出现错误的比率，通常以百分比或者千分比来表示。
4.协议：协议是指在数据通信过程中，对于数据的格式、传输方式和错误处理等方面的约定。
结论数据通信是现代社会中不可或缺的技术，它极大地方便了信息的传递和共享。
通过本文的介绍，我们了解了数据通信的基本概念、分类、常用的传输介质以及相关术语。
在不断发展的信息时代，数据通信将会继续发挥重要作用，并不断提升其速度和稳定性，以满足人们对于高效通信的需求。
2.1 __数据通信的概念
一次完整的数据通信过程常由五个阶段 建立通信线路
•
•
在这一阶段要在通信双方之间建立一条物理线路。
通信双方建立同步联系，相互核对地址，使双方设备处于正确的 收发状态。 把要传送的数据，通过已建立的数据传输链路依次送到对方。
– 数据传输完毕后，双方通过通信控制信息确认此次通信结束，拆除链 路连接。
误比特率Pb：
误字符率Pw：
本
节
结
束
返
回
–
码元：指数据信号的单位，
又称为信号速率。
比特率：指每秒钟能传送的二进制位 数，单位为比特/秒（bps）。通常 将比特率作为数据传输率。
数据传输速率
数据传输速率
比特率与波特率的关系： 设比特率为S，波特率为B，则 S=B·log2N (bps), N为码元状态数 根据奈奎斯特定律： Smax=2H·log2N (bps) 字符速率：消息速率（Rm）
2.1.1通信系统模型
2)双向模型
2.1.1通信系统模型
系统中信道是能进行两个方向信号传输的双向信道 数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment）：是 数据源和宿，DTE通常是一台计算机或终端，现在也可 以是I/O设备。ITU（国际电信联盟）所定义的DTE是数 字设备，它产生的是数字信号，也只能接收数字信号。 数据电路端接设备DCE（Data Circuit Terminating Equipment）：这是介于DTE和传输媒体之间的设备， 把DTE发出的原始电信号转换为适于传输媒体传输的信 号形式，并将它发送到传输媒体上。反之，接收、转换、 送给DTE。 虽然DTE有较强的处理能力，但它一般要借助于DCE的 转换功能来实现数据的发收。
数据通信技术详解
数据通信技术详解数据通信技术是指通过各种传输媒介将数据从一个地方传送到另一个地方的过程。
随着信息技术的快速发展，数据通信技术在现代社会中扮演着至关重要的角色。
本文将详细介绍数据通信技术的基本概念、常见的传输媒介、数据传输方式以及相关的协议和标准。
一、基本概念1. 数据通信：指在一定的传输媒介上，通过发送方将数据传送给接收方的过程。
数据通信可以是单向的，也可以是双向的。
2. 数据：指以二进制形式表示的信息，可以是文字、图片、音频、视频等形式。
3. 传输媒介：指数据在传输过程中所经过的物理媒介，常见的传输媒介包括铜缆、光纤、无线电波等。
4. 传输速率：指单位时间内传输的数据量，通常用比特率（bps）来表示。
二、传输媒介1. 铜缆：铜缆是一种常见的传输媒介，具有成本低、易于安装和维护等优点。
常见的铜缆类型包括双绞线和同轴电缆。
- 双绞线：双绞线是一对一对绝缘的铜线，常用于局域网中。
根据传输速率的不同，双绞线分为Cat5、Cat6等不同等级。
- 同轴电缆：同轴电缆由中心导体、绝缘层、外导体和外护套组成，常用于电视信号和宽带接入等领域。
2. 光纤：光纤是一种通过光信号传输数据的传输媒介，具有高带宽、抗干扰能力强等优点。
光纤分为单模光纤和多模光纤，常用于长距离传输和高速网络中。
3. 无线电波：无线电波是一种通过无线电信号传输数据的传输媒介，常用于无线通信领域。
常见的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙和移动通信等。
三、数据传输方式1. 串行传输：串行传输是指将数据位按照顺序一个接一个地传输的方式。
串行传输适用于长距离传输和高速传输，但传输速率较低。
2. 并行传输：并行传输是指将多个数据位同时传输的方式。
并行传输适用于短距离传输和低速传输，但传输速率较高。
四、协议和标准1. TCP/IP协议：TCP/IP协议是互联网中最常用的协议之一，它规定了数据在网络中的传输方式和格式。
TCP/IP协议包括TCP（传输控制协议）和IP（互联网协议）两部分，其中TCP负责数据的可靠传输，IP负责数据的路由和寻址。
数据通信资料
数据通信的模型
• 通信过程模型：如OSI七层模型、TCP/IP模型等 • 信道模型：如高斯信道、瑞利信道等 • 网络模型：如LAN、WAN、MAN等
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数据通信的网络协议
多路复用
• 多路复用技术：将多个信号复用到一个信道中传输 • 复用方式：如频分多路复用（FDMA）、时分多路复用（TDMA）、码分多路复 用（CDMA）等
分路复用
• 分路复用技术：将一个信道中的信号分离成多个信号 • 复用方式：如频分多路复用（FDMA）、时分多路复用（TDMA）、码分多路复用 （CDMA）等
以太网与无线网络协议
以太网协议
• 标准以太网：10Mbps、100Mbps、1000Mbps等 • 快速以太网：100Mbps、1000Mbps等 • 千兆以太网：1000Mbps、10Gbps等 • 万兆以太网：10Gbps、40Gbps等
无线网络协议
• Wi-Fi协议：IEEE 802.11系列，如a/b/g/n/ac等 • 蓝牙协议：IEEE 802.15.1系列 • 移动通信协议：如GSM、CDMA、WCDMA、LTE等
物联网
• 物联网概念：通过信息传感设备，实现物品与物品、物 品与人之间的智能互联 • 物联网应用：如智能交通、智能医疗、智能工业等
智能家居
• 智能家居概念：通过家庭网络，实现家庭设备的智能化 控制 • 智能家居应用：如智能照明、智能安防、智能家电等
数据通信在工业自动化与医疗领域的应用
工业自动化
• 工业自动化概念：实现生产过程的自动化、智能化、网络化 • 工业自动化应用：如生产线控制、仓库管理、设备监控等