数据通信原理 ③壮京叟大学一本设得自生 2021/2/20
1 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 数据通信原理
数据通信系统模型 〉数据通信系统的模型如下图所示,其中,:产生要发送 的数据的设备.对信号进行转换或编码以产生能在传输 系统中传输的电磁信号,寨连接源和目的地的传输线或 复杂的网络,曼从传输系统接受信号并转换成目的站设备 能处理的信号,的从接受器接受数据的设备 数据通信模型 Datacom Model 通信系统长收目的 源系统 目的系统 Source systerm De stinator 2021/2/20
2 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 数据通信系统模型 ➢ 数据通信系统的模型如下图所示. 其中,源: 产生要发送 的数据的设备.发送器:对信号进行转换或编码以产生能在传输 系统中传输的电磁信号.传输系统:连接源和目的地的传输线或 复杂的网络.接受器:从传输系统接受信号并转换成目的站设备 能处理的信号.目的站:从接受器接受数据的设备
数据通信系统的作用和功能 数据通信系统的基本作用是在两个实体之间交换数据 数据通信系统要完成如下关键任务 日传输系统利用率:要有效的利用由很多通信设备共享的传输设施,需要采 用多路复用技术、拥塞控制技术等 日接口:为了通信,设备必须和传输系统接口,使产生的信号特性(如信号形式 和信号强度)能适应传输系统传输以及在接受端等对数据解释 口同步:传输系统和接受设备之间发送器和接受器之间都需要同步,接受器 必须确定信号何时开始,何时结束,以及毎个信号的间距, 口交换管理∶在两个实体进行通信期间各种协调管理 口差错检测和校正:对通信中的差错检测并纠错,并需要流控 口寻址和路岀:决定信号到达的目的地路径选择过程 口恢复:当因某种原因系统被中断,需要对系统恢复 口报文格式:两个对话实体进行协商使报文格式一致 口安全:保证正确地、完整地、不被泄露地将数据从源发到目的 网络管理:对复杂的通信系统进行配置、监控、欹障管理等管理 共京卸叟大學卖故术自容点实堂 2021/2/20
3 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 数据通信系统的作用和功能 ➢ 数据通信系统的基本作用是在两个实体之间交换数据 ➢ 数据通信系统要完成如下关键任务: ❑ 传输系统利用率:要有效的利用由很多通信设备共享的传输设施,需要采 用多路复用技术、拥塞控制技术等. ❑ 接口:为了通信,设备必须和传输系统接口,使产生的信号特性(如信号形式 和信号强度)能适应传输系统传输,以及在接受端等对数据解释. ❑ 同步:传输系统和接受设备之间,发送器和接受器之间都需要同步,接受器 必须确定信号何时开始,何时结束,以及每个信号的间距. ❑ 交换管理:在两个实体进行通信期间各种协调管理. ❑ 差错检测和校正:对通信中的差错检测并纠错,并需要流控. ❑ 寻址和路由:决定信号到达的目的地路径选择过程 ❑ 恢复:当因某种原因系统被中断,需要对系统恢复 ❑ 报文格式:两个对话实体进行协商使报文格式一致 ❑ 安全:保证正确地、完整地、不被泄露地将数据从源发到目的 ❑ 网络管理:对复杂的通信系统进行配置、监控、故障管理等管理
模拟数据传输和数字数据传输 >几个基本术语 口数据∶定义为有意义的实体,数据涉及到事物的形式,而信息涉及的 是这些数据的内容。数据又分为模拟数据(连续)和数字数据(禽散) 口信号和信号发送:信号是数据的电磁或电子编码,信号发送是指沿传 输介质传输信号的动作。信号又分为:模拟信号(连续变化的电磁波) 和数字信号(0、1电压脉冲) 口传输:指传播和处理信号的数据通信 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号表 示和传播,而模拟信号和数字信号都可以在合适的传 输介质上传输,通常,将传输过程中使用模拟信号的传 输方式称为模拟数据传输(可能需要调制解调器);将 传痈过程中使用数字信号的传输方式称为数字数据传 输(可能需要编解码) ③壮京叟大学一本设得自生 2021/2/20
4 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 模拟数据传输和数字数据传输 ➢ 几个基本术语: ❑ 数据:定义为有意义的实体，数据涉及到事物的形式，而信息涉及的 是这些数据的内容。数据又分为模拟数据(连续)和数字数据(离散) ❑ 信号和信号发送:信号是数据的电磁或电子编码，信号发送是指沿传 输介质传输信号的动作。信号又分为：模拟信号(连续变化的电磁波) 和数字信号(0、1电压脉冲) ❑ 传输:指传播和处理信号的数据通信. ➢ 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数字信号表 示和传播.而模拟信号和数字信号都可以在合适的传 输介质上传输.通常,将传输过程中使用模拟信号的传 输方式称为模拟数据传输(可能需要调制解调器);将 传输过程中使用数字信号的传输方式称为数字数据传 输(可能需要编解码)
数据通信方式 ≯数据通信方式是指数据在信道上传输所采取的方式 通常有如下三种分类方法 按数据代码传输的顺序分为串行传痈和并行传输 按数据传输的同步方式分为同步传输和异步传输 按数据传输的流向和时间关系分为:单工、半双工和 双工传输 ③壮京叟大学一本设得自生 2021/2/20
5 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 数据通信方式 ➢ 数据通信方式是指数据在信道上传输所采取的方式. 通常有如下三种分类方法 ➢ 按数据代码传输的顺序分为:串行传输和并行传输 ➢ 按数据传输的同步方式分为同步传输和异步传输 ➢ 按数据传输的流向和时间关系分为:单工、半双工和 双工传输
串行通信:数据流以串行方式在一条信道上传输,该 方法实现简单,采用较多缺点是:为解决收、发方 组或字符同步,需要外加同步措施 并行通信:将数据以成组方式在两条以上的并行信道 上同时传输,并行传输不鼐要另外的措施就可实现收 发叉方的字符同步,缺点是∶需要传输信道多、设备复 杂、成本高,故较少采用 值得注意的是:串行和并行的概念是指组成一个字符 的各码元是依顺序逐位传输还是并行地传输。至于数 据字符还是逐个依次发送。 ③壮京叟大学一本设得自生 2021/2/20
6 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 ➢ 串行通信：数据流以串行方式在一条信道上传输.该 方法实现简单,采用较多.缺点是:为解决收、发方码 组或字符同步，需要外加同步措施 ➢ 并行通信：将数据以成组方式在两条以上的并行信道 上同时传输.并行传输不需要另外的措施就可实现收 发双方的字符同步.缺点是:需要传输信道多、设备复 杂、成本高，故较少采用。 ➢ 值得注意的是：串行和并行的概念是指组成一个字符 的各码元是依顺序逐位传输还是并行地传输。至于数 据字符还是逐个依次发送
同步传输一 >在串行传输中如何解决码组(字)的同步问题:同步 传输和异步传输 同步传输:以固定时钟节拍来发送数据信号的,在串行 数据流中各信号码元之间的相对位置都是固定的,接 受端要从收到的数据码流中正确区分发送的字,些 须建立同步的时钟,同步传输是以帧为单位发送数据, 并有帧的起始和终止标志 与异步传输相比,同步传输在技术实现上复杂,但不需 要对每一个字符单独加起、止码元作为识别字符的标 志。只是在一串字脊的前后加上标志序列因此,传输 效率高适合较高速率的数据通信系统(2.4kb/s以上) ③壮京叟大学一本设得自生 2021/2/20
7 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 同步传输 ➢ 在串行传输中,如何解决码组(字符)的同步问题:同步 传输和异步传输 ➢ 同步传输:以固定时钟节拍来发送数据信号的.在串行 数据流中,各信号码元之间的相对位置都是固定的,接 受端要从收到的数据码流中正确区分发送的字符,必 须建立同步的时钟.同步传输是以帧为单位发送数据, 并有帧的起始和终止标志. ➢ 与异步传输相比,同步传输在技术实现上复杂,但不需 要对每一个字符单独加起、止码元作为识别字符的标 志，只是在一串字符的前后加上标志序列.因此,传输 效率高,适合较高速率的数据通信系统(2.4kb/s以上)
a)囗囗囗囗 SYNO EoT囗 L (b)口口囗口 常部辱女故本与信同你变点实脸堂 2021/2/20 8
8 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 起 起 起起起起 起 起起起起 (a) 起起起起 SYN起 起 SYN起 起 SOH起 起 起起起起 EOT起 起 起起起起 (b) 起起起起
异步传输一 异步传输:每次传输一个字奇代码(5-8bits),传输时 在一个字符的前后均加上一个特殊的标志(称为起始 位和终止位)通常,起始位为一个码元,极性为0,终止 位为1-2个码元极性为1 每一个字符的起始时刻是随机的、任意的(这就是异 步的含义),但在同一字符内码元的长度是相等的。 接受端从根据“终止位”到“起始位”的跳变 C1>0")识别一个新的字符,从而区分一个个字奇 异步传输的优点是:字符同步实现简单,收发双方的 时钟信号不需要精确的同步。缺点是:每个字符增加 了2-3bit,降低了传输效率,适合1.2kb/S以下的数 据传输。 0共京度大学世生 2021/2/20 9
9 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 异步传输 ➢ 异步传输:每次传输一个字符代码(5-8bits),传输时 在一个字符的前后均加上一个特殊的标志(称为起始 位和终止位).通常,起始位为一个码元,极性为0, 终止 位为1-2个码元,极性为1 ➢ 每一个字符的起始时刻是随机的、任意的（这就是异 步的含义）,但在同一字符内码元的长度是相等的。 接 受 端从 根据 “终 止位 ” 到“ 起始 位” 的跳 变 (“1”→“0”)识别一个新的字符，从而区分一个个字符 ➢ 异步传输的优点是：字符同步实现简单，收发双方的 时钟信号不需要精确的同步。缺点是：每个字符增加 了2-3bit，降低了传输效率，适合1.2kb/s以下的数 据传输
单工数据传输:两站之间只能沿指定方向传输数据, 反向传联络信号 正向数据信道 A站 B站 反向信道 半双工数据传输:两站之间可以沿两个方向传输数据 但两个方向不能同时传输 正向数据信道 A站 B站 反向信道 双工数据传输:两站之间可以同时两个方向传输数据 A站上一 B站 ③壮京叟大学一本设得自生 2021/2/20 10
10 交换技术与通信网国家重点实验室 2021/2/20 ➢ 单工数据传输：两站之间只能沿指定方向传输数据， 反向传联络信号 ➢ 半双工数据传输：两站之间可以沿两个方向传输数据， 但两个方向不能同时传输 ➢ 双工数据传输:两站之间可以同时两个方向传输数据 A站 B站 正向数据信道 反向信道 A站 B站 正向数据信道 反向信道 A站 B站