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数据通信常识 

所有计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。 传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用,为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。 计算机与计

一切计算机之间之间经过计算机网络的通讯都触及由传输介质传输某种方式的数据编码信号。 传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通讯效果,为数据信号供给从一个节点传送到另一个节点的物理通路。 计算机与计算机网络中选用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。
  一、有线传输介质(Wired Transmission Media)
  有线传输介质在数据传输中只作为传输介质,而非信号载体。 计算机网络中盛行运用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为:铜线和玻璃纤维。

  1. 铜线
  铜线(Copper Wire)因为具有较低的电阻率、价廉和简单设备等长处因而成为最早用于计算机网络中的传输介质,它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。为了尽可能减小铜线所传输信号之间的彼此干与(Interference),咱们运用两种根本的铜线类型:双绞线和同轴电缆。
  (1)双绞线
  双绞线(Twisted Pair)是把两条彼此绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通讯线路,它既可减小流过电流所辐射的能量,也可防止来自其他通讯线路上信号的干与。双绞线分屏蔽和无屏蔽两种,其形状结构如图1.1所示。双绞线的线路损耗较大,传输速率低,但价格便宜,简单设备,常用于对通讯速率要求不高的网络衔接中。
  (2)同轴电缆
  同轴电缆(Coaxial Cable)由一对同轴导线组成。同轴电缆频带宽,损耗小,具有比双绞线更强的抗干扰才干和更好的传输功能。按特性阻抗值不同,同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于一起传输多路信号)两种。同轴电缆是现在LAN局域网与有线电视网中遍及选用的比较抱负的传输介质。

  2.玻璃纤维
  现在,在计算机网络中非常盛行运用易曲折的石英玻璃纤维来作为传输介质,它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体,因而咱们又将之称为光导纤维,简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable)。
  光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯),外加包层(硅橡胶)和保护层构成。在光缆一头的发射器运用LED光发射二极管(Light Emitting Diode)或激光(Laser)来发射光脉冲,在光缆另一头的接纳器运用光敏半导体管勘探光脉冲。

  模仿数据通讯与数字数据通讯

一、通讯信道与信道容量(Communication Channel Channel Capacity)
  通讯信道(Communication Channel)是数据传输的通路,在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。物理信道指用于传输数据信号的物理通路,它由传输介质与有关通讯设备组成;逻辑信道指在物理信道的基础上,发送与接纳数据信号的两边经过中心结点所完结的逻?quot;联络,由此为传输数据信号构成的逻辑通路。逻辑信道可所以有衔接的,也可所以无衔接的。 物理信道还可依据传输介质的不同而分为有线信道和无线信道,也可按传输数据类型的不同分为数字信道和模仿信道。 信道容量(Channel Capacity)指信道传输信息的最大才干:关于数字信道一般用单位时刻能够传输的最大二进制位(比特bit)数来表明,关于模仿信道则由信道的带宽表明。信道容量的巨细还受信道质量和可运用时刻的影响,当信道质量较差时,实践传输速率将下降。

二、模仿数据通讯和数字数据通讯 (Analog Data Communication Digital Data Communication)
1.模仿数据与数字数据
  咱们一般将数据分为模仿数据和数字数据两大类。
  模仿数据(Analog Data)是由传感器收集得到的接连改变的值,例如温度、压力,以及现在在电话、无线电和电视广播中的声响和图画。 数字数据(Digital Data)则是模仿数据经量化后得到的离散的值,例如在计算机顶用二进制代码表明的字符、图形、音频与视频数据。现在,ASCII美国信息交流规范码(American Standard Code for Information Interchange)已为ISO世界规范化安排和CCITT世界电报电话咨询委员会所选用,成为世界通用的信息交流规范代码,运用7位二进制数来表明一个英文字母、数字、标点或操控符号;图形、音频与视频数据则可别离选用多种编码格局。

2.模仿信号与数字信号
  (1)模仿信号与数字信号
  不同的数据有必要转化为相应的信号才干进行传输:模仿数据一般选用模仿信号(Analog Signal),例如用一系列接连改变的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波),或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表明;数字数据则选用数字信号(Digital Signal),例如用一系列断续改变的电压脉冲(如咱们可用稳定的正电压表明二进制数1,用稳定的负电压表明二进制数0),或光脉冲来表明。 当模仿信号选用接连改变的电磁波来表明时,电磁波自身既是信号载体,一起作为传输介质;而当模仿信号选用接连改变的信号电压来表明时,它一般经过传统的模仿信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。 当数字信号选用断续改变的电压或光脉冲来表明时,一般则需求用双绞线、电缆或光纤介质将通讯两边衔接起来,才干将信号从一个节点传到另一个节点。
  (2)模仿信号与数字信号之间的彼此转化
  模仿信号和数字信号之间能够彼此转化:模仿信号一般经过PCM脉码调制(Pulse Code Modulation)办法量化为数字信号,即让模仿信号的不同起伏别离对应不同的二进制值,例如选用8位编码可将模仿信号量化为2^8=256个量级,有用中常采纳24位或30位编码;数字信号一般经过对载波进行移相(Phase Shift)的办法转化为模仿信号。 计算机、计算机局域网与城域网中均运用二进制数字信号,现在在计算机广域网中实践传送的则既有二进制数字信号,也有由数字信号转化而得的模仿信号。可是更具运用开展前景的是数字信号。

3.模仿数据通讯与数字数据通讯
(1)模仿数据通讯
  路来传输模仿数据或数字数据对应的模仿信号。例如现在咱们广泛运用共用电话线路来传输语音或计算机数字数据对应的模仿信号,咱们也能够运用公共有线电视网来传输视频和计算机数字数据对应的模仿信号;而微波与卫星通讯传输的也可所以模仿数据或数字数据对应的模仿信号。
为了用模仿数据通讯的办法完结模仿数据和数字数据的远距离传输,咱们一般不直接传输模仿信号(包含由数字信号转化而来的模仿信号),而是在发送方运用某一频率的电磁波作为载波(Carrier),然后用模仿信号或数字信号对其进行调制(Modulation),调制后的载波信号(为模仿信号)占有以该载波频率为中心的一段频谱,并能在适于该载波频率的介质上传输;而在接纳方则经过解调制(Demodulation)复原叠加于载波上的模仿信号或数字信号。咱们将可一起完结调制和解调的设备称为调制解调器(MODEM)。
(2)数字数据通讯
  数字数据通讯(Digital Data Communication)指直接运用数字传输技能在数字设备之间传输数字数据,或模仿数据对应的数字信号。因为计算机运用二进制数字信号,因而计算机与其外部设备之间,以及计算机局域网、城域网大多直接选用数字数据通讯。此外,现在北美选用的24路PCM脉码调制(速率为1.544Mpbs),以及欧洲和我国选用的30路PCM脉码调制(速率为2.048Mbps)电话体系均是数字数据通讯体系。
因为数字数据通讯传送的是离散的数字信号,即逐位传送二进制数字代码,因而要求体系应能确知传输线上正在传送的数位是0仍是1。
(3)数字数据通讯的长处
  与模仿数据通讯相比较,数字数据通讯具有下列长处:
  a. 来自声响、视频和其他数据源的各类数据均可一致为数字信号的方式,并经过数字通讯体系传输
  b. 以数据帧为单位传输数据,并经过检错编码和重发数据帧来发现与纠正通讯过错,然后有用确保通讯的可靠性
  c. 在长距离数字通讯中可经过中继器放大和整形来确保数字信号的完好及不累积噪音
  d. 运用加密技能可有用增强通讯的安全性
  e. 数字技能比模仿技能开展更快,数字设备很简单经过集成电路来完结,并与计算机相结合,而因为超大规模集成电路技能的迅速开展,数字设备的体积与本钱的下降速度大大超越模仿设备,功能/价格比高
  f. 多路光纤技能的开展大大进步了数字通讯的功率。
  需求指出,鉴于传统共用电话网已在世界范围遍及,现在家庭个人计算机用户大都经过电话线路与计算机网络相连;此外,跟着卫星通讯的开展,高容量、高宽带的多路复用传输也大大进步了模仿通讯的传输功率。可是,如果在两台计算机的通讯线路之间,只要部分电路选用数字通讯,则数字通讯的长处并不能充分地得到发挥。因而,为了进步通讯功率,有条件的用户应设备数字数据通讯专线,或直接接入局域网;此外,应大力开展陆上和海底的洲际光缆。 近20年来,数字数据通讯技能已开端开展并得到广泛运用。现在,数字通讯已开端在长距离话音和数字数据范畴逐步代替传统的模仿通讯。计算机网络技能的运用开展,则大大推动了数字通讯技能的迅速开展。能够预言,数字数据通讯最终将替代模仿数据通讯。

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