數(shù)字通信(digital telecommunications)是用數(shù)字信號作為載體來傳輸消息,或用數(shù)字信號對載波進行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它可傳輸電報、?shù)字數(shù)據(jù)等數(shù)字信號,也可傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語聲和圖像等模擬信號。
數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。要在兩地間傳輸信息必須有傳輸信道,根據(jù)傳輸媒體的不同,有有線數(shù)據(jù)通信與無線數(shù)據(jù)通信之分。但它們都是通過傳輸信道將數(shù)據(jù)終端與計算機聯(lián)結(jié)起來,而使不同地點的數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)軟、硬件和信息資源的共享。
五種基本的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 脫機數(shù)據(jù)傳輸是簡單地利用電話或類似的鏈路來傳輸數(shù)據(jù),不包括計算機系統(tǒng)。這樣一條鏈路兩端所使用的設(shè)備不是計算機的部件,或至少不是立刻把數(shù)據(jù)提供給計算機處理,即數(shù)據(jù)在發(fā)送或接收時是脫機的。這種數(shù)據(jù)通信相對來說比較便宜和簡單。 遠程批處理一詞適用于這樣一種方法:采用數(shù)據(jù)通信技術(shù)來使數(shù)據(jù)的輸入和輸出在地理上遠離按批處理模式處理處理它們的計算機。 聯(lián)機數(shù)據(jù)收集指的是用數(shù)據(jù)通信技術(shù)來向計算機即時提供剛產(chǎn)生的輸入數(shù)據(jù)這種方法。數(shù)據(jù)于是存儲在計算機里(比如磁盤上),并按預(yù)定時間間隔或者根據(jù)需要進行處理。
詢問--應(yīng)答系統(tǒng),顧名思義,是為用戶提供從計算機提取信息的功能。詢問功能是被動的。也就是說,它不修改所存儲的信息。提問可以很簡單,例如:“檢索雇員號碼為1234的記錄”也可以是復(fù)雜的。這類系統(tǒng)可能要使用能產(chǎn)生硬拷貝和(或)可視顯示的終端。 實時系統(tǒng)是這樣一類系統(tǒng),其中計算機系統(tǒng)是在動態(tài)情況下取得和處理信息,以便可使計算機采取動作來影響正在發(fā)生的事件(比如在過程控制應(yīng)用中)或者可通過存儲在計算機里的準確且不斷更新的信息來影響人(操作員),比如在預(yù)售系統(tǒng)中。
1.數(shù)據(jù)通信原理--簡介
數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。它的通信方式是指通信的雙方或多方之間的工作形式和信號傳輸?shù)姆绞?。如果要在兩地間傳輸信息必須有傳輸信道,根據(jù)傳輸媒體的不同,有有線數(shù)據(jù)通信與無線數(shù)據(jù)通信之分。但它們都是通過傳輸信道將數(shù)據(jù)終端與計算機聯(lián)結(jié)起來,而使不同地點的數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)軟、硬件和信息資源的共享。
2.數(shù)據(jù)通信原理--結(jié)構(gòu)組成
一個完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),一般有以下幾個部分組成:數(shù)據(jù)終端設(shè)備,通信控制器,通信信道,數(shù)據(jù)通信設(shè)備,如下圖所示。
數(shù)據(jù)終端設(shè)備----英文名稱為Data Terminal Equipment,簡稱DTE,即數(shù)據(jù)的生成者和使用者,它根據(jù)協(xié)議控制通信的功能。最常用的數(shù)據(jù)終端設(shè)備就是網(wǎng)絡(luò)中的微機。
通信控制器----它的功能除進行通信狀態(tài)的連接、監(jiān)控和拆除等操作外,還可接收來自多個數(shù)據(jù)終端設(shè)備的信息,并轉(zhuǎn)換信息格式。
通信信道----它是信息在數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間傳輸?shù)耐ǖ?。如電話線路等模擬通信信道、專用數(shù)字通信信道、寬帶電纜和光纖等。
數(shù)據(jù)通信設(shè)備----英文名稱為Data Communication Equipment,簡稱DCE,它的功能是把通信控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合通信信道要求的信號形式,最大限度地保證傳輸質(zhì)量。
3.數(shù)據(jù)通信原理--通信過程
數(shù)據(jù)在通信線路上進行傳輸。通常來說,從源結(jié)點到目的結(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信需要經(jīng)過若干中間結(jié)點的轉(zhuǎn)接。常用的交換技術(shù)有電路交換、報文交換和分組交換。下面以電路交換為例介紹其原理。
電路交換的三個過程:
(1)電路建立:在傳輸任何數(shù)據(jù)之前,要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。若H1站要與H3站連接,典型的做法是,A結(jié)點選擇經(jīng)B結(jié)點的電路,并告訴B它還要連接C結(jié)點;B再呼叫C,建立電路BC。最后,結(jié)點C完成到H3站的連接。這樣A與C之間就有一條專用電路ABC。
(2)數(shù)據(jù)傳輸:電路ABC建立以后,數(shù)據(jù)就可以從A發(fā)送到B,再由B交換到C;C也可以經(jīng)B向A發(fā)送數(shù)據(jù)。在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中,所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。
(3)電路拆除:數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后,由某一方(A或C)發(fā)出拆除請求,然后逐節(jié)拆除到對方結(jié)點。
4.數(shù)據(jù)通信原理--主要技術(shù)指標
數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標是衡量數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院涂煽啃缘?a target="_blank">參數(shù)。有效性主要由數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)速率、調(diào)制速率、傳輸延遲、信道帶寬和信道容量來衡量。常用的數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標有以下幾種:
(1)信道帶寬:信道可以不失真地傳輸信號的頻率范圍。傳輸模擬信號時,單位為赫(HZ),傳輸數(shù)字信號時,單位為比特每秒,以位/秒(bit/s)表示,簡記bps。
(2)數(shù)據(jù)傳輸速率(bps):數(shù)據(jù)傳輸速率是指信道在單位時間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲蟊忍財?shù)。 局域網(wǎng)的帶寬一般為10Mbps、100Mbps、1000Mbps、而廣域網(wǎng)的帶寬一般為64Kbps、2Mbps、155Mbps、2.5Gbps等。
(3)差錯率/誤碼率:描述信道或者數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)質(zhì)量的一個指標。是指數(shù)據(jù)系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下信道上傳輸比特總數(shù)與其中出錯比特數(shù)的比值。
(4)傳輸延遲:是指由于各種原因的影響,而使系統(tǒng)信息在傳輸過程中存在著不同程度的延誤或滯后的現(xiàn)象。
計算機網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⒍际菙?shù)字數(shù)據(jù),計算機之間的通信就是數(shù)據(jù)通信方式,數(shù)據(jù)通信是計算機和通信線路結(jié)合的通信方式。根據(jù)所允許的傳輸方向,數(shù)據(jù)通信方式可分成單工通信、半雙工通信、雙工通信三種方式。
數(shù)據(jù)通信傳輸方式
并行傳輸
并行傳輸指的是數(shù)據(jù)以成組的方式,在多條并行信道上同時進行傳輸。常用的就是將一個字符代碼的幾位二進制碼,分別在幾個并行行道上進行傳輸。例如,采用8單位代碼的字符,可以用8個信道并行傳輸,一次傳送一個字符,因此收、發(fā)雙方不存在字符的同步問題,不需要加“起”、“止”信號或者其他信號來實現(xiàn)收、發(fā)雙方的字符同步,這是并行傳輸?shù)囊粋€主要優(yōu)點。但是,并行傳輸必須有并行信道,這帶來了設(shè)備上或?qū)嵤l件的限制。
串行傳輸
串行傳輸是構(gòu)成字符的二進制代碼在一條信道上以位(碼元)為單位,按時間順序逐位傳輸?shù)姆绞?。按位發(fā)送,逐位接收,同時還要確認字符,所以要采取同步措施。速度雖慢,但只需一條傳輸信道,投資小,易于實現(xiàn),是數(shù)據(jù)傳輸采用的主要傳輸方式。也是計算機通信采取的一種主要方式。
異步傳輸
異步傳輸是字符同步傳輸?shù)姆绞?,又稱起止式同步。當(dāng)發(fā)送一個字符代碼時,字符前面要加一個“起”信號,長度為1個碼元寬,極性為“0”,即空號極性;而在發(fā)完一個字符后面加一個“止”信號,長度為1,1.5(國際2號代碼時用)或2個碼元寬,極性為“1”,即傳號極性。接收端通過檢測起、止信號,即可區(qū)分出所傳輸?shù)淖址?。字符可以連續(xù)發(fā)送,也可單獨發(fā)送,不發(fā)送字符時,連續(xù)發(fā)送止信號。每一個字符起始時刻可以是任意的,一個字符內(nèi)碼元長度是相等的,接收端通過止信號到起信號的跳變(“1” “0”) 來檢測一個新字符的開始。該方式簡單,收、發(fā)雙方時鐘信號不需要精確同步。缺點是增加起、止信號,效率低,使用于低速數(shù)據(jù)傳輸中。
同步傳輸同步傳輸是位(碼元)同步傳輸方式。該方式必須在收、發(fā)雙方建立精確的位定時信號,以便正確區(qū)分每位數(shù)據(jù)信號。在傳輸中,數(shù)據(jù)要分成組(或稱幀),一幀含多個字符代碼或多個獨立碼元。在發(fā)送數(shù)據(jù)前,在每幀開始必須加上規(guī)定的幀同步碼元序列,接收端檢測出該序列標志后,確定幀的開始,建立雙方同步。接收端DCE從接收序列中提取位定時信號,從而達到位(碼元)同步。同步傳輸不加起、止信號,傳輸效率高,使用于2 400 bit/s以上數(shù)據(jù)傳輸,但技術(shù)比較復(fù)雜。
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