數(shù)據(jù)通信介紹

1、數(shù)據(jù)通信數(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。分類按信息分電話通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)有線電視系統(tǒng)按調(diào)制分基帶傳輸調(diào)制傳輸按傳輸信號特征分模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸手段電纜通信雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調(diào)制方式：SSB/FDMo基于同軸的PCM時分 多路數(shù)字基帶傳輸技術(shù)。光纖將逐漸取代同軸。微波中繼通信比較同軸電纜，易架設(shè)、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB

2、/FM/FDM調(diào) 制，通信容量6000路/頻道。數(shù)字微波采用BPSK、QPSK及QAM調(diào)制技術(shù)。采用64QAM、 256QAM等多電平調(diào)制技木提高微波通信容量，可在40M頻道內(nèi)傳送19207680路PCM數(shù) 字電話。光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸?shù)奶匦赃M行的，具有通信容量大、通信距離長及抗干擾 性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸，并逐漸發(fā)展用戶光纖通信網(wǎng)。目前基于長波 激光器和單模光纖,每路光纖通話路數(shù)超過萬門，光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來， 光纖通信技術(shù)發(fā)展迅速，并有各種設(shè)備應(yīng)用，接入設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè) 備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。光纖通信設(shè)備有光電轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信

3、號處理單元兩部分組成。衛(wèi)星通信通信距離遠(yuǎn)、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前，成熟技術(shù)使 用模擬調(diào)制、頻分多路及頻分多址。數(shù)字衛(wèi)星通信采用數(shù)字調(diào)制、時分多路及時分多址。移動通信移動通信(Mobile communication)是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。 移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態(tài)中的物體。移動通信系 統(tǒng)由兩部分組成：(1)空間系統(tǒng)地面系統(tǒng)：衛(wèi)星移動無線電臺和天線；關(guān)I站、基站。移動通信系統(tǒng)從20世紀(jì)80年代誕生以來，到2020年將大體經(jīng)過5代的發(fā)展歷程，而 且到2010年，將從第3代過渡到第4代(4G)。到4G,除蜂窩

4、電話系統(tǒng)外，寬帶無線接入系 統(tǒng)、毫米波LAN、智能傳輸系統(tǒng)(ITS)和同溫層平臺(HAPS)系統(tǒng)將投入使用。未來幾代移動通 信系統(tǒng)最明顯的趨勢是要求高數(shù)據(jù)速率、高機動性和無縫隙漫游。實現(xiàn)這些要求在技術(shù)上將 面臨更大的挑戰(zhàn)。此外，系統(tǒng)性能（如蜂窩規(guī)模和傳輸速率）在很大程度上將取決于頻率的高 低?？紤]到這些技木問題，有的系統(tǒng)將側(cè)重提供高數(shù)據(jù)速率，有的系統(tǒng)將側(cè)重增強機動性或 擴大覆蓋范圍。從用戶角度看，可以使用的接入技術(shù)包括：蜂窩移動無線系統(tǒng)，如3G；無繩系統(tǒng)，如 DECT；近距離通信系統(tǒng)，如藍(lán)牙和DECT數(shù)據(jù)系統(tǒng)；無線局域網(wǎng)（WLAN）系統(tǒng);固定無線接入 或無線本地環(huán)系統(tǒng)：衛(wèi)星系統(tǒng)；廣播系統(tǒng),如D

5、AB和DVB-T； ADSL和Cable Modemo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(yuǎn)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(yuǎn)離按批 處理模式處理它們的計算機。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。交互式系統(tǒng)顧名思義，是為用戶提供從計算機提取信

6、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：“檢索員工號碼為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(zhǔn)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?；A(chǔ)理論編輯頻譜與帶寬信號是數(shù)據(jù)的電磁編碼，信號中包含了所要傳遞的數(shù)據(jù)。信號一般以時間為自變量，以 表示消息（或數(shù)據(jù)）的某個參量（振幅、頻率或相位）為因變量。信號按其自變量時間的取 值是否連

7、續(xù)，可分為連續(xù)信號和離散信號；按其因變量的取值是否連續(xù)，又可分為模擬信號 和數(shù)字信號。信號具有時域和頻域兩種最基本的表現(xiàn)形式和特性。時域特性反映信號隨時間變化的情 況。頻域特性不僅含有信號時域中相同的信息量，而且通過對信號的頻譜分析，還可以清楚 地了解該信號的頻譜分布情況及所占有的頻帶寬度。為了得到所傳輸?shù)男盘枌邮赵O(shè)備及信 道的要求，只了解信號的時域特性是不夠的，還必須知道信號的頻譜分布情況。信號的時域 特性表示出信號隨時間變化的情況。由于信號中的大部分能量都集中在一個相對較窄的頻帶 范圍之內(nèi)，因此我們將信號大部分能量集中的那段頻帶稱為有效帶寬，簡稱帶寬。任何信號 都有帶寬。一般來說，信號的

8、帶寬越大，利用這種信號傳送數(shù)據(jù)的速率就越高，要求傳輸介 質(zhì)的帶寬也越大。總結(jié)信號是消息（或數(shù)據(jù)）的一種電磁編碼，信號中包含了所要傳遞的消息。信號按其因變 量的取值是否連續(xù)，可分為模擬信號和數(shù)字信號，相應(yīng)的也可將通信分為模擬通信和數(shù)字通 信。傅立葉已經(jīng)證明：任何信號（不管是模擬信號還是數(shù)字信號）都是由各種不同頻率的諧 波組成的，任何信號都有相應(yīng)的帶寬。而旦任何信道在傳輸信號時都會對信號產(chǎn)生衰減，因 此，任何信道在傳輸信號時都存在一個數(shù)據(jù)傳輸率的限制，這就是奈奎斯特定理和香農(nóng)定理 所要告訴我們的結(jié)論。傳輸介質(zhì)是計算機網(wǎng)絡(luò)與通信的最基本的組成部分,它在整個計算機網(wǎng)絡(luò)的成本中占有 很大的比重。為了提高

9、傳輸介質(zhì)的利用率，我們可以使用多路復(fù)用技術(shù)。多路復(fù)用技術(shù)有頻 分多路復(fù)用、波分多路復(fù)用和時分多路復(fù)用三種，它們用在不同的場合。數(shù)據(jù)交換技術(shù)包括 電路交換、報文交換和分組交換三種，它們各自有優(yōu)缺點。Modem是用于在模擬電話網(wǎng)上 傳輸計算機的二進制數(shù)據(jù)的設(shè)備。Modem的調(diào)制方式有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相以及正交幅度調(diào) 制，而且Modem還支持?jǐn)?shù)據(jù)壓縮和差錯控制。相關(guān)雜志編輯數(shù)據(jù)通信雜志由信息產(chǎn)業(yè)部數(shù)據(jù)通信科學(xué)技術(shù)研究所主辦，雙月刊，主要內(nèi)容涉及 下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體通信、無線通信、網(wǎng)絡(luò)與信息安全、數(shù)據(jù)處理、數(shù) 據(jù)傳輸、測試與維護。特點編輯數(shù)據(jù)通信具有許多不同于電報、電話通信的特點。它所

10、實現(xiàn)的，主要是“人（通過終端） -機（計算機）”通信與“機-機”通信，但也包括“人（通過智能終端）-人”通信。在數(shù)據(jù) 通信中所傳遞的信息均以二進制數(shù)據(jù)形式來表現(xiàn)。數(shù)據(jù)通信的另一個重要特點是它總是與遠(yuǎn) 程信息處理相聯(lián)系的。這里的信息處理是指包括科學(xué)計算、過程控制等廣義的信息處理。由 于信息處理內(nèi)容與處理方式的不同，對數(shù)據(jù)通信的要求也有很大差別。例如，根據(jù)系統(tǒng)的不 同應(yīng)用，即信息處理內(nèi)容及處理方式的不同，對終端類型、傳輸代碼、傳輸速率、傳輸方式、 系統(tǒng)響應(yīng)時間、信息的安全性與準(zhǔn)確性、系統(tǒng)的可靠性等方面的要求也不同。因而在實現(xiàn)數(shù) 據(jù)通信時涉及的因素也比較復(fù)雜。關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，必須進

11、行數(shù)據(jù)傳輸，即將位于一地的數(shù)據(jù)源發(fā)出的數(shù)據(jù)信息通過傳 輸信道傳送到另一地的數(shù)據(jù)接收設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸用的信道可以是實線基帶電路，也可以是頻 分模擬電路或時分?jǐn)?shù)字電路。由于電話網(wǎng)的發(fā)展歷史長，通信容量大，覆蓋面廣，因而利用 它來提供數(shù)據(jù)傳輸信道在經(jīng)濟上和技術(shù)上都是比較合適的，是一種常用的方式。但是利用電 話電路作數(shù)據(jù)傳輸信道時，必須采取一定的措施使之適應(yīng)傳輸數(shù)據(jù)信號的要求。在一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，僅有將一地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)送往另一地的傳送功能往往還不能滿足 要求。為了改善傳輸質(zhì)量，降低差錯率，并使傳輸過程能有效地進行，系統(tǒng)中還必須具有數(shù) 據(jù)鏈路控制規(guī)程（見數(shù)據(jù)鏈路）。在此類規(guī)程中對包括差錯控制在內(nèi)的全部傳輸

12、控制功能作 了詳細(xì)規(guī)定。對實際的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或計算機網(wǎng)規(guī)定有不同類型的數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程，其中 有的是符合國際標(biāo)準(zhǔn)的，也有的是國家或公司自己制訂的。數(shù)據(jù)交換及通信協(xié)議在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或計算機網(wǎng)中，所用傳輸信道可以是固定的，也可以由交換網(wǎng)提供的。 數(shù)據(jù)交換的方式主要有兩種：電路交換與分組交換，其中分組交換在實際的數(shù)據(jù)網(wǎng)中較多采 用。在一個采用分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)中，除了在相鄰交換節(jié)點之間需實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)鏈路 控制規(guī)程所要求的各項功能外，在每一交換節(jié)點上尚需完成數(shù)據(jù)分組的存儲與轉(zhuǎn)發(fā)：路由選 擇、流量控制、擁塞控制、用戶入網(wǎng)連接以及有關(guān)網(wǎng)路維護、管理等多方面的工作。與此相 應(yīng)，在與數(shù)據(jù)交換網(wǎng)相連接的端系

13、統(tǒng)中也需實現(xiàn)某些相關(guān)的功能。所有這些與構(gòu)成數(shù)據(jù)交換 網(wǎng)相關(guān)的功能均以通信協(xié)議的形式來加以規(guī)定，它們也包括端系統(tǒng)與網(wǎng)的接I I協(xié)議。所謂協(xié) 議，就是通信雙方為準(zhǔn)確有效地進行通信所必須遵循規(guī)則和約定。它們在數(shù)據(jù)通信中具有重 要意義，上面提到的數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程實際上也是一種數(shù)據(jù)通信協(xié)議。數(shù)據(jù)通信協(xié)議可以分為兩類。一類是與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（從計算機網(wǎng)構(gòu)成角度來講，有時也 稱為通信子網(wǎng)）有關(guān)的協(xié)議，包括網(wǎng)內(nèi)節(jié)點與節(jié)點間，以及網(wǎng)與端系統(tǒng)間的協(xié)議。它們是為 了構(gòu)成數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和通過它實現(xiàn)端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信所必需的協(xié)議。另一類是端系統(tǒng)與端 系統(tǒng)之間的協(xié)議，它們是在前一類協(xié)議所實現(xiàn)的功能基礎(chǔ)上，為了實現(xiàn)端系統(tǒng)間的互通

14、與達(dá) 到一定的應(yīng)用目的，或者確切地說，是為了在兩個端系統(tǒng)的應(yīng)用進程之間進行通信所必需的 協(xié)議。一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或計算機網(wǎng)的全部通信功能一般均按一定的層次結(jié)構(gòu)來劃分與組織。 數(shù)據(jù)通信協(xié)議實際上就是對每層功能的內(nèi)容和實施規(guī)則所作的具體規(guī)定，因而它們一般也都 是按層來制訂的。應(yīng)用作為一種通信業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)通信為實現(xiàn)廣義的遠(yuǎn)程信息處理提供服務(wù)。隨著計算機與各種 具有處理功能的智能設(shè)備在各領(lǐng)域的口益廣泛使用，數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用范圍也口益擴大。其典 型應(yīng)用有：文件傳輸、電子信箱、話音信箱、可視圖文、目錄查詞、智能用戶電報及遙測遙 控等。對于每種具體應(yīng)用，在遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)或計算機網(wǎng)內(nèi)部均須相應(yīng)地實現(xiàn)與該應(yīng)用相 關(guān)的通信功能，這些功能也都通過分層協(xié)議的形式來加以規(guī)定。發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)通信的發(fā)展趨勢集中表現(xiàn)為：應(yīng)用范闈與應(yīng)用規(guī)模的擴大，新