2數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

第2章網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

本章學(xué)習(xí)要求：了解數(shù)據(jù)通信的概念認(rèn)識(shí)模擬傳輸與數(shù)字傳輸技術(shù)掌握數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型掌握數(shù)據(jù)交換技術(shù)掌握多路復(fù)用技術(shù)認(rèn)識(shí)差錯(cuò)控制方法2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念

1、通信技術(shù)的發(fā)展及概念古時(shí)候的通信 近現(xiàn)代時(shí)期的通信

附：20世紀(jì)10項(xiàng)重大通信信息技術(shù)

1838年莫爾斯發(fā)明有線電報(bào)，開(kāi)始了電通信階段。其重要性在于提出了一個(gè)新的完整的通信方法，即包括數(shù)據(jù)通信設(shè)備與數(shù)據(jù)編碼的完整的方法。1895年無(wú)線電報(bào)，馬可尼利用無(wú)線電波技術(shù)試驗(yàn)成功無(wú)線電報(bào)機(jī)。1918年載波通信，改變了一對(duì)線傳送一路電話的局面，能夠在同一物理介質(zhì)上傳送多個(gè)音頻電話信號(hào)。電視20年代電視的發(fā)明深刻地改變了人們的生活，它加大了信息傳播速度和信息量，使世界開(kāi)始變小。電子計(jì)算機(jī)1946年2月10日，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC正式宣告誕生。計(jì)算機(jī)被認(rèn)為是本世紀(jì)最重要的發(fā)明。6.集成電路微電子技術(shù)的突破性發(fā)展，使人類(lèi)的信息傳輸能力、信息處理能力有了空前的提高。7.光纖通信光纖通信的出現(xiàn)，使通信線路資源變得極大豐富，并尋求到一種真正能夠承擔(dān)起未來(lái)信息化基礎(chǔ)設(shè)施傳輸平臺(tái)的物理介質(zhì)。8.衛(wèi)星通信1960年8月，美國(guó)發(fā)射“回聲一號(hào)”衛(wèi)星，這是人類(lèi)使用人造天體實(shí)現(xiàn)通信所邁出的第一步。衛(wèi)星通信將人類(lèi)帶入了太空通信時(shí)代。9.蜂窩移動(dòng)通信70年代，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功了先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)AMPS并于1979年在芝加哥試運(yùn)行，這是世界第一個(gè)蜂窩模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)。10.因特網(wǎng)1969年，美國(guó)國(guó)防部出資興辦一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)———ARPANET，它是因特網(wǎng)的前身。因特網(wǎng)的出現(xiàn)把人類(lèi)社會(huì)推入了信息時(shí)代，把地球變成了一個(gè)沒(méi)有距離的村落。通信的概念： 廣義上講，用任何方法，通過(guò)任何媒介將信息從一個(gè)地方發(fā)送到另一個(gè)地方，就是通信。 當(dāng)今，普遍采用電信號(hào)來(lái)進(jìn)行信息的傳遞，數(shù)據(jù)通信是指建立在特定通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，利用各種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)在長(zhǎng)距離的通信終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息。

2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成和基本原理

數(shù)據(jù)終端設(shè)備---DTE數(shù)據(jù)通信設(shè)備---DCE通常將計(jì)算機(jī)或終端與數(shù)據(jù)傳輸線路連接起來(lái)，達(dá)到傳輸、收集、分配和處理數(shù)據(jù)目的的系統(tǒng)，稱(chēng)其為數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信主要是針對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和信息處理，其中包含了通信和信息處理兩方面的含義。通常點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)包括信源，信道和信宿三個(gè)部分。網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語(yǔ)

信息數(shù)據(jù)信號(hào)通信信道數(shù)據(jù)傳輸信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)通信的目的是交換信息，信息的載體可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形或圖像，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的信息一般是字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像的組合為了傳送這些信息，首先要將字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像用二進(jìn)制數(shù)據(jù)來(lái)表示-—數(shù)據(jù)為了傳輸二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)，必須將它們用模擬或數(shù)字編碼的方式表示—信號(hào)數(shù)據(jù)通信是指在不同計(jì)算機(jī)之間傳送表示字母、數(shù)字、符號(hào)的二進(jìn)制代碼0、1比特序列的模擬或數(shù)字信號(hào)的過(guò)程數(shù)據(jù)被定義為有意義的實(shí)體，而信息是指數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。對(duì)于數(shù)據(jù)通信來(lái)說(shuō)被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱(chēng)之為“數(shù)據(jù)”（DATA），數(shù)據(jù)是信息的載體，數(shù)據(jù)涉及對(duì)事物的表示形式，信息涉及對(duì)數(shù)據(jù)的所表示的內(nèi)容。數(shù)據(jù)通常分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種形式。模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生的連續(xù)的數(shù)值。而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指產(chǎn)生的離散的數(shù)值。信號(hào)信號(hào)是數(shù)據(jù)的表示形式，或稱(chēng)為數(shù)據(jù)的電子編碼、電磁編碼，它使數(shù)據(jù)能以適當(dāng)?shù)男问皆诮橘|(zhì)上傳輸。信號(hào)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種基本形式。模擬信號(hào)(analogsignal)是指在一定數(shù)值范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號(hào)，是一種連續(xù)變化的電信號(hào)。見(jiàn)圖(a)數(shù)字信號(hào)(digitalsignal)是一種離散的脈沖序列。見(jiàn)圖(b)通信信道通信信道是指電信號(hào)沿發(fā)送器到接收器的通路，它包括傳輸介質(zhì)及其有關(guān)的中間通信設(shè)備。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中經(jīng)常采用的傳輸介質(zhì)有雙絞線、光纖、電話線以及衛(wèi)星通信等。

數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸是指電信號(hào)把數(shù)據(jù)從發(fā)送端傳送到接收端的過(guò)程。通信信道為數(shù)據(jù)信號(hào)從發(fā)送端到接收端提供了電通路，但也會(huì)使信號(hào)畸變和帶來(lái)噪聲和干擾，其結(jié)果是使數(shù)據(jù)在傳輸后造成差錯(cuò)。同時(shí)，通信信道的介質(zhì)特性不同，信息傳輸率也會(huì)不同。 計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸隨著傳輸距離的增加，傳輸?shù)臏?zhǔn)確性會(huì)受到很大的影響，數(shù)據(jù)通信所關(guān)注的正是獨(dú)立于端點(diǎn)的計(jì)算機(jī)或其他數(shù)據(jù)信號(hào)源之外的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程3、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)在數(shù)據(jù)通信中有很多技術(shù)指標(biāo)，下面將對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。傳輸速率信道帶寬出錯(cuò)率數(shù)據(jù)延遲傳輸速率（碼元速率（RB）數(shù)據(jù)速率（Rb）報(bào)文速率（Rm））數(shù)據(jù)速率數(shù)據(jù)速率是指?jìng)魉偷男畔⒘棵棵耄瑔挝粸閎it/s，記為bps（bitpersecond）。由于二進(jìn)制信號(hào)每個(gè)碼元含1個(gè)bit信息，故碼元速率和數(shù)據(jù)速率在數(shù)值上是相等的。但對(duì)于M進(jìn)制信號(hào)，數(shù)據(jù)速率大于碼元速率，信道帶寬信道帶寬是指信道中傳輸?shù)男盘?hào)在不失真的情況下所占據(jù)的頻率范圍，通常也被稱(chēng)為信道的通頻帶，它是由信道的物理特性所決定的。 如：電話頻率范圍300Hz-3400Hz 帶寬越大，信道容量越大。要提高信號(hào)的傳輸率，信道就要有足夠的帶寬，目前人們也常用信道帶寬來(lái)表示信道容量。出錯(cuò)率出錯(cuò)率是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或信道傳輸可靠性的一個(gè)指標(biāo)。它一般指?jìng)鬏斨谐霈F(xiàn)錯(cuò)誤碼元（或bit）的個(gè)數(shù)占傳輸總碼元（或bit）數(shù)的比例，即誤碼率。但有時(shí)也指?jìng)鬏斨绣e(cuò)誤的字符數(shù)、信息組數(shù)，它們的表示公式如下：1）誤碼率（Pe）Pe=接收中錯(cuò)誤的碼元數(shù)/傳輸?shù)目偞a元數(shù)2）誤bit率（Pb）3）誤字符率（Pw）4）誤組率（PB）數(shù)據(jù)延遲對(duì)信道而言，延遲用來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)中相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)站點(diǎn)之間的傳播時(shí)間。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上的某一站點(diǎn)來(lái)講，延遲表示從接收信息到將該信息再轉(zhuǎn)發(fā)出去的時(shí)間。2.2

模擬傳輸與數(shù)字傳輸數(shù)據(jù)是一組有意義的實(shí)體，信號(hào)則是對(duì)數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼，數(shù)據(jù)信號(hào)可用于表示任何信息。可以把數(shù)據(jù)理解成有意義的邏輯實(shí)體，而信號(hào)則是邏輯數(shù)據(jù)在實(shí)際傳輸介質(zhì)中的表現(xiàn)形式。在數(shù)據(jù)通信中，各種數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)和處理都必須被轉(zhuǎn)換為0或1表示的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這些0或1表示的二進(jìn)制數(shù)據(jù)串必須被轉(zhuǎn)換成通信信號(hào)才能在通信線路中進(jìn)行傳輸，也就是將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)或者其他信號(hào)，這種對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換的方法就是數(shù)據(jù)編碼技術(shù)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與編碼在通信系統(tǒng)中，模擬信號(hào)在時(shí)間和振幅上都是連續(xù)的，它雖然直觀、易于實(shí)現(xiàn)，但是存在保密性差、抗干擾能力弱等缺點(diǎn)。數(shù)字信號(hào)的振幅取值為離散的，信號(hào)振幅的數(shù)值被限制在有限的離散數(shù)值內(nèi)，數(shù)字信號(hào)的保密性較高，而且抗干擾能力強(qiáng)；但其存在占用頻帶較寬、處理技術(shù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)編碼類(lèi)型

模擬信道傳輸數(shù)字信號(hào)的簡(jiǎn)化模型

1、模擬傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)都能夠在合適的傳輸媒體上進(jìn)行傳輸，即模擬傳輸和數(shù)字傳輸。模擬信號(hào)可以表示模擬數(shù)據(jù)，也可以表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。無(wú)論哪種情況，在傳輸一定距離之后，模擬信號(hào)都將衰減。為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，模擬傳輸系統(tǒng)要用放大器來(lái)增強(qiáng)信號(hào)的能量，但同時(shí)也會(huì)使噪音分量加大，以至引起信號(hào)畸變。在數(shù)據(jù)發(fā)送端，信源發(fā)送的是基帶信號(hào)，即沒(méi)有經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的原始信號(hào)，只有通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合模擬信道傳輸?shù)念l帶信號(hào)后才能夠在模擬信道中傳輸；而在數(shù)據(jù)的接收端，需要通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將接收到的頻帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)后，接收方才能夠順利地讀取和接收發(fā)送端發(fā)送的信號(hào)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼模擬信號(hào)的發(fā)送基礎(chǔ)是一種稱(chēng)為載波信號(hào)的連續(xù)的頻率恒定的信號(hào)，通常會(huì)采用載波的3種特性之一對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼：振幅、頻率、相位。幅移鍵控法（ASK，Amplitude-shiftKeying）通過(guò)正弦載波信號(hào)的振幅變換來(lái)進(jìn)行編碼的，振幅是關(guān)于基帶數(shù)字信號(hào)的變量，每種振幅代表了數(shù)字信號(hào)元。頻移鍵控法（FSK，F(xiàn)requency-shiftKeying）通過(guò)正弦載波信號(hào)的頻率的變換來(lái)進(jìn)行編碼的相移鍵控法（PSK，Phase-shiftKeying）通過(guò)正弦載波信號(hào)的相位變換來(lái)進(jìn)行編碼的2、數(shù)字傳輸1）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字傳輸數(shù)字信號(hào)可以直接采用基帶傳輸，所謂基帶就是指基本頻帶。基帶傳輸就是在線路中直接傳送數(shù)字信號(hào)的電脈沖，這是一種最簡(jiǎn)單的傳輸方式?；鶐鬏敃r(shí)，需要解決數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示以及收發(fā)兩端之間的信號(hào)同步問(wèn)題。對(duì)于傳輸數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，使用高、低電平的方式來(lái)表示1、0這兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字是將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)最簡(jiǎn)單的辦法。常用的數(shù)字信號(hào)編碼方式有多種。

不歸零編碼曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼信號(hào)編碼方式2）模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸---脈沖編碼調(diào)制（PCM）編碼通常情況下，使用脈沖編碼調(diào)制（PCM，PulseCodeModulation）能夠?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。PCM將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程分為采樣、量化和編碼3個(gè)步驟。采樣--要保證不失真地還原出初始的模擬信號(hào)，采樣頻率不能低于模擬信號(hào)自身最高頻率（fm）的2倍。這就意味著需要按照采樣時(shí)間周期T（T≤1/(2fm)）的時(shí)間間隔測(cè)量模擬信號(hào)的幅度值。量化--量化是將采樣幅度值賦予一個(gè)整數(shù)值。在這里使用數(shù)字2的倍數(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行量化。編碼--編碼是將量化后的結(jié)果轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制代碼。采樣、量化與編碼的過(guò)程

2.3數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型

數(shù)據(jù)的傳輸類(lèi)型，可以按照不同的分類(lèi)方法進(jìn)行劃分，下面將介紹幾種常用的數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型。1）按傳輸信號(hào)的類(lèi)型分：基帶傳輸、頻帶傳輸與寬帶傳輸2）按數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞椒郑翰⑿袀鬏敽痛袀鬏?）按數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚍郑簡(jiǎn)喂ねㄐ?、半雙工通信和全雙工通信

1、基帶傳輸、頻帶傳輸與寬帶傳輸基帶傳輸頻帶傳輸寬帶傳輸基帶傳輸所謂基帶，是一個(gè)原始信號(hào)所占有的基本頻帶，若信號(hào)具有基本頻帶時(shí)，稱(chēng)為基帶信號(hào)。通常情況下，沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制的原始信號(hào)都是基帶信號(hào)，可以是模擬的或者是數(shù)字的信號(hào)?；鶐鬏斒且环N最簡(jiǎn)單的傳輸方式，它將基帶信號(hào)直接送到信道上進(jìn)行傳輸。基帶信號(hào)所占有頻帶很寬，基帶傳輸時(shí)需要獨(dú)占信道的帶寬，傳輸易于衰減，傳輸距離受到限制。頻帶傳輸將基帶信號(hào)調(diào)制后形成的模擬信號(hào)稱(chēng)為頻帶信號(hào)，將頻帶信號(hào)通過(guò)信道進(jìn)行傳輸則稱(chēng)為頻帶傳輸。頻帶傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是傳輸距離長(zhǎng)，缺點(diǎn)是信道容量有限。寬帶傳輸多路的基帶信號(hào)、音頻信號(hào)和視頻信號(hào)通過(guò)調(diào)制后，可以利用一條電纜的不同頻段來(lái)傳輸，其中各條信號(hào)互相不會(huì)干擾，這種傳輸方式稱(chēng)為寬帶傳輸。寬帶傳輸一般指?jìng)鬏斀橘|(zhì)的頻帶寬度為300MHz～400MHz。寬帶傳輸提高了傳輸介質(zhì)的利用率。2、并行傳輸和串行傳輸 從傳輸數(shù)據(jù)的方式來(lái)看，可將數(shù)據(jù)傳輸分為串行傳輸和并行傳輸兩類(lèi)。串行傳輸并行傳輸串行傳輸在串行傳輸中，在發(fā)送端和接收端利用一條通信信道，發(fā)送端按照字符所包含的比特順序逐位傳送。在傳輸?shù)倪^(guò)程中，需要在收發(fā)雙方的接口上加上并/串轉(zhuǎn)換設(shè)備。由于串行傳輸方式費(fèi)用低、實(shí)現(xiàn)方便，因此這種方式在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中被廣泛使用。串行傳輸方式并行傳輸在并行傳輸中，發(fā)送端和接收端提供了多條通信信道，發(fā)送端按照字符順序逐個(gè)傳送，每位能發(fā)送多個(gè)比特，每個(gè)比特通過(guò)一條信道。并行傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，缺點(diǎn)是系統(tǒng)成本高，因此它多用于近距離傳輸數(shù)據(jù)。3、單工通信、半雙工通信和全雙工通信 按照通信雙方數(shù)據(jù)通信時(shí)數(shù)據(jù)在信道中的傳輸方向，數(shù)據(jù)傳輸分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信3種方式。單工通信半雙工通信全雙工通信單工通信半雙工通信全雙工通信單工通信、半雙工通信和全雙工通信示意圖三種通信方式單工通信是指數(shù)據(jù)通過(guò)一條信道，只能向一個(gè)方向傳送，數(shù)據(jù)只能從A站到B站。在數(shù)據(jù)的發(fā)送端只有發(fā)送裝置，接收端只有接收裝置，而不需要同時(shí)具有發(fā)送和接收裝置。半雙工通信是指數(shù)據(jù)在一條通信信道中，可實(shí)現(xiàn)兩方向上傳送，但在某個(gè)時(shí)刻只能單向傳送。通信雙方都可以發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)發(fā)送或接收。在半雙工通信時(shí)，當(dāng)一方發(fā)送時(shí)，另一方只能接收。通信雙方都需要備有發(fā)送裝置和接收裝置，通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行切換，交替發(fā)送或接收。全雙工通信是指通信雙方能夠同時(shí)發(fā)送或接收信息。要實(shí)現(xiàn)全雙工通信，需要通信雙方都具備發(fā)送裝置和接收裝置，并且需要兩條信道。數(shù)據(jù)通信的同步技術(shù) 在數(shù)據(jù)通信的過(guò)程中，需要迫切地解決數(shù)據(jù)同步的問(wèn)題，這是保證數(shù)據(jù)信號(hào)正確發(fā)送和接收的一個(gè)重要前提。無(wú)論是并行傳輸還是串行傳輸，都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)同步操作。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中，并行傳輸是通過(guò)增加控制信號(hào)線來(lái)保證數(shù)據(jù)的同步；串行傳輸是通過(guò)嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證數(shù)據(jù)的同步。數(shù)據(jù)通信的同步技術(shù) 串行數(shù)據(jù)通信是由若干個(gè)比特位組合成字符，再由多個(gè)字符組合成報(bào)文。實(shí)際傳輸時(shí)，以比特流的形式按位傳輸。這里，同步保證了接收端接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)一致，即正確區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)位、數(shù)據(jù)字節(jié)和報(bào)文。為此，同步操作必須解決位同步、字符同步和塊同步3個(gè)問(wèn)題。數(shù)據(jù)通信的同步技術(shù)位同步：接收端根據(jù)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的起止時(shí)間和時(shí)鐘頻率，來(lái)校正自己的時(shí)間基準(zhǔn)與時(shí)鐘頻率，以確保區(qū)分信號(hào)中的每個(gè)比特。字符同步：保證收發(fā)雙方能夠正確傳輸字符的過(guò)程稱(chēng)為字符同步，它能夠正確區(qū)分信號(hào)中的每個(gè)字符。塊同步：保證收發(fā)雙方能夠正確傳輸數(shù)據(jù)塊的過(guò)程稱(chēng)為塊同步，它正確區(qū)分信號(hào)塊（報(bào)文）。數(shù)據(jù)通信的同步技術(shù)異步傳輸同步傳輸異步傳輸 1、以字符為單位獨(dú)立傳輸是異步傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。在數(shù)據(jù)進(jìn)行異步傳輸時(shí)，在每個(gè)字符的前后需要添加起始位和終止位，以此表示一個(gè)字符的開(kāi)始和結(jié)束。在起始位和終止位之間是5～8位的字符數(shù)據(jù)。2、在異步傳輸中，收發(fā)雙方通過(guò)事先約定的一個(gè)傳輸速率來(lái)實(shí)現(xiàn)位同步；通過(guò)起始位和終止位實(shí)現(xiàn)字符同步；使用傳送的特殊控制字符實(shí)現(xiàn)塊（幀）同步。3、異步傳輸?shù)奶攸c(diǎn)如下：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單：每個(gè)字符的起始時(shí)刻任意，字符與字符間的時(shí)間間隔也是任意的，傳送的數(shù)據(jù)中不需要包含時(shí)鐘信號(hào)。傳輸效率較低：每個(gè)字符都要加上起始位和終止位，因此造成了傳輸效率較低。傳輸速率低：收發(fā)雙方的傳輸速率總會(huì)有差異，常用于低速的終端操作。同步傳輸在數(shù)據(jù)同步傳輸中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀同步的方法是通過(guò)在數(shù)據(jù)塊前后加上幀頭和幀尾標(biāo)記，接收端根據(jù)這個(gè)標(biāo)記來(lái)正確判定數(shù)據(jù)塊（幀）的開(kāi)始和結(jié)束位置。同步傳輸有兩種方式，一種是面向字符的同步傳輸，另一種是面向比特的同步傳輸，下面將對(duì)面向比特的同步傳輸進(jìn)行講解。 在面向比特的同步傳輸中，數(shù)據(jù)塊是以比特流來(lái)處理的。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是比特位構(gòu)成的數(shù)據(jù)塊（幀），其前后加上標(biāo)志序列FLAG，以此來(lái)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始與結(jié)束。2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸采用了以數(shù)據(jù)交換的方式，從交換技術(shù)的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，數(shù)據(jù)交換技術(shù)主要經(jīng)歷了電路交換、報(bào)文交換、分組交換的發(fā)展過(guò)程。下面將詳細(xì)介紹這3種數(shù)據(jù)交換技術(shù)。1、電路交換技術(shù)2、報(bào)文交換技術(shù)3、分組交換技術(shù)1、電路交換技術(shù)電路交換技術(shù)是指在發(fā)送端和接收端之間建立起一條實(shí)際的專(zhuān)用線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸期間，該專(zhuān)用線路一直為收發(fā)兩端占用，直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束才被釋放。電路交換技術(shù)包含3個(gè)主要的通信階段。線路建立階段--建立端對(duì)端的線路。數(shù)據(jù)傳輸階段--數(shù)據(jù)在建立的線路上進(jìn)行傳輸。線路拆除階段

--當(dāng)數(shù)據(jù)通信完后，通信雙方應(yīng)該釋放建立起的通信線路。電路交換特點(diǎn)在電路交換技術(shù)中，其優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)的傳輸延時(shí)很小，數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性好，交換設(shè)備成本較低等；而其缺點(diǎn)在于通信網(wǎng)絡(luò)利用率低，費(fèi)用較高，不具備存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力和差錯(cuò)控制能力，無(wú)法檢測(cè)和糾正傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)差錯(cuò)。電路交換比較適于信息量大、長(zhǎng)報(bào)文的固定用戶間的通信。2、報(bào)文交換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)是發(fā)送方與接收方事先不需要建立連接，而是先將數(shù)據(jù)組裝成報(bào)文，發(fā)送到本地交換機(jī)，等到連接該交換機(jī)的中繼線路空閑時(shí)，再根據(jù)確定的路由將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到目的交換機(jī)。由于每份報(bào)文的頭部都含有完整的目的地址，所以每條路徑不是固定分配給某一用戶的，而是由多個(gè)用戶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用的。數(shù)據(jù)報(bào)文以“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”的方式在通信網(wǎng)內(nèi)傳輸。報(bào)文交換技術(shù)的主要特點(diǎn)如下：傳輸效率高：報(bào)文交換可以同時(shí)將數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送給多個(gè)目的地址，傳輸效率高。靈活性高：數(shù)據(jù)報(bào)文的發(fā)送可隨時(shí)進(jìn)行，只要用戶有發(fā)送數(shù)據(jù)的需要，就能夠立即將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)絡(luò)中。傳輸延遲較大3、分組交換技術(shù)分組交換技術(shù)，又稱(chēng)為包交換技術(shù)。在分組交換技術(shù)中，分組是交換的基本數(shù)據(jù)單元，它分組是將報(bào)文分成若干個(gè)片段，每個(gè)片段封裝上目的地址、源地址及相關(guān)控制信息而構(gòu)成。同報(bào)文交換方式相比，分組交換方式在各交換節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳送更為靈活，交換節(jié)點(diǎn)不必等待整個(gè)報(bào)文的所有分組全部到齊，而是一個(gè)分組、一個(gè)分組地轉(zhuǎn)發(fā)。這樣可以大大降低節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)容量，也縮短了網(wǎng)路時(shí)延。另外，較短的分組比報(bào)文大大減少了差錯(cuò)的產(chǎn)生，提高了傳輸?shù)目煽啃?。分組交換可采用數(shù)據(jù)報(bào)分組交換和虛電路分組交換兩種傳輸方式。數(shù)據(jù)報(bào)分組交換虛電路分組交換

虛電路分組交換

虛電路分組交換方式是面向連接的服務(wù)提供方式，在數(shù)據(jù)發(fā)送之前要建立一條邏輯連接，連接建立后，分組數(shù)據(jù)將在這條邏輯連接上傳輸。虛電路技術(shù)建立的是邏輯信道，而并不是電路交換中具有一條專(zhuān)用的獨(dú)占物理信道。通過(guò)數(shù)據(jù)報(bào)分組交換和虛電路分組交換兩種傳輸方式，分組交換提供了更靈活和有效的服務(wù)，可以根據(jù)數(shù)據(jù)通信的要求提供不同的服務(wù)。2.5多路復(fù)用技術(shù)

在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，傳輸媒體的帶寬或容量是有限的，為了有效地利用通信線路，往往希望一個(gè)信道可以同時(shí)傳輸多路信號(hào)，這就是所謂的多路復(fù)用技術(shù)(MultIPlexing)。幾種常用的多路復(fù)用技術(shù)1）頻分復(fù)用技術(shù)FDM2）時(shí)分復(fù)用技術(shù)TDM3）碼分復(fù)用技術(shù)CDMA4)波分多路復(fù)用WDM

1、頻分復(fù)用技術(shù)FDM

（FrequencyDivisionMultiplexing） 在物理信道的可用帶寬超過(guò)單個(gè)信號(hào)所需帶寬的情況下，可將物理信道的帶寬分割成若干個(gè)與單個(gè)信號(hào)帶寬相同(或略寬)的子信道，每個(gè)子信道傳輸一路信號(hào)，這就是頻分多路復(fù)用。多路不同的信號(hào)在傳輸前，先要通過(guò)頻譜搬移技術(shù)將各路信號(hào)的帶寬搬移到物理信道頻譜的不同段上，即使不同信號(hào)的帶寬不相互重疊，這可以通過(guò)采用不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。 頻分復(fù)用技術(shù)中復(fù)合信號(hào)也稱(chēng)為寬帶信號(hào)。被復(fù)合的各路信號(hào)必須是模擬信號(hào)。2、時(shí)分復(fù)用技術(shù)TDM

（TimeDivisionMultiplexing） 若媒介能達(dá)到的傳輸速率超過(guò)所傳數(shù)據(jù)的傳輸速率，則可采用時(shí)分多路復(fù)用TDM技術(shù)，即將一條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片輪流地分配給多個(gè)信號(hào)使用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號(hào)占用，而不像FDM那樣，同一時(shí)間同時(shí)發(fā)送多路信號(hào)。這樣，利用每個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。這種交叉可以是位一級(jí)的，也可以是由字節(jié)組成的塊或更大的信息組進(jìn)行交叉。時(shí)分多路復(fù)用過(guò)程（用于數(shù)字信號(hào)，同步時(shí)分與異步時(shí)分）3、碼分復(fù)用技術(shù)CDMA 為了區(qū)分用戶，碼分復(fù)用技術(shù)（CDMA，CodeDivisionMultiplexingAccess）給每一個(gè)用戶分配一個(gè)地址碼，它是基于碼型來(lái)分割信道的。這些地址碼碼型互不重疊，通過(guò)擴(kuò)頻技術(shù)，所有用戶使用不同的擴(kuò)頻編碼來(lái)共享信道的頻率資源。碼分復(fù)用技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前，它主要用于無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)計(jì)算機(jī)連網(wǎng)通信。4、波分多路復(fù)用WDM 波分多路復(fù)用（WDM，WavelengthDivisionMultiplexing）是將光纖信道按波長(zhǎng)劃分成多個(gè)波段，每一路光信號(hào)占用一個(gè)波段，利用衍射光柵實(shí)現(xiàn)不同頻率光波的合成與分解，從而實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)共享一條光纖。波分多路復(fù)用主要在光纖網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用。2.6差錯(cuò)控制1、差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差