第三章数据通信基础.pptVIP

2008年8月6日 第3章 数据通信基础 3.1 基本概念 3.2 数字数据传输 3.3 传输模式 3.4 数据调制与编码技术 3.5 多路复用技术 3.6 数据交换技术 3.7 错误检测与纠正技术 3.1 基本概念 1．数据（Data） 数据是对客观事物的符号描述，可以有不同的形式，如数字、文字、图形、图像、视频、声音等都是数据。可以说，凡是能被计算机处理的对象都可以称为数据。 数据从形式上可以分为模拟数据和数字数据。模拟数据是指在某个区间内连续取值的数据，例如，声音、温度和大气压强等都是随时间连续变化的量。数字数据的取值在其定义区间是离散的，例如自然数，英文字母、汉字、电子表显示的时间等都是离散的数据。 2．信息（Information） 信息通常意义上被认为是有一定含义的、经过加工处理的、有价值的数据。数据经过处理仍然是数据，只有经过解释后才有意义，才成为信息。 3．信号（Signal） 信号是指通信中承载信息的电、磁编码，它是随时间变化的电压、电流或电磁场。相应于数据的分类，信号也可以分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的信号；数字信号是指离散变化的信号。 4．信道（Channel） 信道是信息从发送端到接收端所经过的传输介质。按通信的信号形式可将信道分为数字信道和模拟信道；按传输介质的类型分类可将信道分为有线信道和无线信道。 3.2 数字数据传输 3.2.1 并行传输 3.2.2 串行传输 3.2.1 并行传输 在并行传输中，在两个通信设备之间传输数据时有n条通信信道，因此一次可发送一个由n个比特组成的位组。显然，这种传输方式的速度很快，但使用的线路较多，成本较高，因此一般只用于近距离的通信。 3.2.2 串行传输 在串行传输中，两个通信设备之间只有一条通信信道，比特是一个一个依次发送的，因此，串行传输的速度只是并行传输的1/n，但成本较低，只有并行传输的1/n。 3.2.2 串行传输 3.2.2.1 异步传输 3.2.2.2 同步传输 3.2.2.1 异步传输 在异步传输模式中，信号的时序并不重要，但要求信息必须以一种约定的模式来被接收和解释，只有遵照约定的模式，接收设备才能正确地获取信息。 异步传输以字符为单位，其数据格式如图3-1所示。每个字符都要附加1位起始位和1位、1.5位或2位停止位，以标记字符的开始和结束。此外，要附加1位奇偶校验位，一个字符占用5-8位，具体位数与字符集有关。 3.2.2.2 同步传输 在同步传输中，比特流被组装成更长的“帧”或数据块，一个数据块包含有许多个字符，传输时以数据块为单位，每个数据块的头部或尾部用特殊字符或比特序列作为开始和结束的标记。由于同步的标记方式不同，所以有两种不同的同步传输方式，即面向字符的同步传输和面向比特的同步传输。 1．面向字符的同步传输 在面向字符的同步传输中，每个数据块的头部用一个或多个同步字符SYN来标记数据块的开始，用ETX标记数据块的结束。IBM公司的BISYNC就是一个典型的实例。 2．面向比特的同步传输 面向比特的同步传输是把数据块作为比特流而不是作为字符流来处理。在面向比特的同步传输中，由于数据块中可以有任意的比特模式，因此规定帧头和帧尾都使用位模式作为定界标志，同时为了避免在数据块中也出现这种模式，发送方在所发送的数据中每当出现5个连续的1之后就插入一个附加的0。当接收方检测到5个连续的1的序列时，就检查后续的一位数据，若该比特是0，接收方就删除掉这个附加的0，否则就表示数据的开始或结束。这种就是位填充技术。 3.3 传输模式 3.3.1 单工模式 3.3.2 半双工模式 3.3.3 全双工模式 3.3.1 单工模式 在单工模式（simplex mode）下，通信是单方向的，如同看电视一样，电视台只管播放，用户则只能收看。键盘和传统的显示器分别用来输入和输出，都是典型的单工通信设备。 3.3.2 半双工模式 在半双工模式（half-duplex mode）下，每台设备均能发送和接收，但不能同时进行。半双工如同两人相向过独木桥，当一人从一边过桥时，另一人必须在另一边等待。对讲机就是半双工系统的典型设备。 3.3.3 全双工模式 在全双工模式（full-duplex mode）下，双方主机都能同时发送和接收。全双工就像双车道的公路，允许车辆在两个方面同时行进。常见的全双工例子是电话网络，通话的双方都能同时说和听。一条传输通路用于发送，另一条用于接收。 3.4 数据调制与编码技术 3