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第二章 數(shù)據(jù)通信
(1) 數(shù)據(jù)通信******兩個(gè)實(shí)體間的數(shù)據(jù)傳輸和交換。
2. 1數(shù)據(jù)通信技術(shù)
2.1.1 模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信
(2) 模擬數(shù)據(jù)******在某個(gè)區(qū)間為連續(xù)的值的數(shù)據(jù)
(3) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)******在某個(gè)區(qū)間為離散的值的數(shù)據(jù)
(4) 模擬、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換問題?
模擬數(shù)據(jù)通過編碼解碼器(codec)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),數(shù)字信號(hào)通過調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)(modem)
(5) 數(shù)字信號(hào)傳輸與模擬信號(hào)傳輸各自的優(yōu)缺點(diǎn)?
模擬傳輸是一種不考慮內(nèi)容的傳輸模擬信號(hào)的方法,在傳輸過程中,模擬信號(hào)經(jīng)過一定距離的傳輸之后,必定會(huì)信號(hào)衰減,為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸,模擬信號(hào)傳輸都要使用信號(hào)放大器,但是,放大器也會(huì)增加噪音分量,如果通過串連的放大器來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸,信號(hào)將會(huì)越來越畸形;
與此相反,數(shù)字傳輸與信號(hào)有關(guān)。衰減會(huì)危及數(shù)據(jù)的完整性,數(shù)字信號(hào)只能在一個(gè)有限的距離內(nèi)傳輸,但為了獲得更遠(yuǎn)的傳輸距離,可以使用中繼器,中繼器接收數(shù)字信號(hào),將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成1的模式和0的模式。
2.1.2 多路復(fù)用
(1) 多路復(fù)用的分類及其解釋
a. 頻分多路復(fù)用(fdm)
利用傳輸介質(zhì)中不同的載波頻率來同時(shí)運(yùn)載多個(gè)信號(hào)的多路復(fù)用技術(shù) b. 時(shí)分多路復(fù)用(tdm)
利用介質(zhì)能達(dá)到的位傳輸率超過傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸率的優(yōu)點(diǎn),利用每個(gè)信號(hào)在時(shí)間上交叉,從而傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的多路復(fù)用技術(shù)
(2) t1載波的位結(jié)構(gòu)及傳輸速率
共193位,第8位是信令和控制信號(hào),第193位是幀編碼,傳輸速率是1.544m/bps
(3) 兩種pcm載波的傳輸速率以及t2、t3載波的傳輸速率
一種是和t1載波一樣的1.544m/bps,另一種是2.048m/bps。t2載波的傳輸速率是6.312 m/bps,t2載波的傳輸速率是46.304 m/bps。
2.1.3 異步傳輸和同步傳輸
(1) 異步傳輸
一次傳輸一個(gè)字符的數(shù)據(jù),每個(gè)字符用一個(gè)起始位引導(dǎo),用一個(gè)結(jié)束位結(jié)束,一般起始位為0,停止位為1
(2) 同步傳輸
為了使接收方確定數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束,還需要另外一級(jí)的同步,即每個(gè)數(shù)據(jù)塊用一個(gè)前文(preamble)位的模式開始,用一個(gè)后文(postamble)位模式結(jié)束,加有前后文的數(shù)據(jù)稱為一幀。
2.2數(shù)據(jù)交換技術(shù)
2.2.1線路交換
(1) 什么是線路交換?
通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站點(diǎn)之間建立專用的通信線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕粨Q方式
(2) 線路交換所歷經(jīng)的三個(gè)階段
線路建立,數(shù)據(jù)傳送,線路拆除
2.2.2 報(bào)文交換
(1) 什么是報(bào)文交換?
將目的地址附加在報(bào)文中,然后讓報(bào)文從節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕粨Q方式
(2) 報(bào)文交換比較線路交換的優(yōu)缺點(diǎn)
a. 線路效率高
b. 無需同時(shí)使用發(fā)送器和接收器傳送數(shù)據(jù)
c. 不會(huì)出現(xiàn)如線路交換中因通信量變大而導(dǎo)致的呼叫被封鎖現(xiàn)象,只是報(bào)文傳送延遲
d. 可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地
e. 能夠建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)
f. 報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換
g. 發(fā)送部操作終端的保文可以被截獲,然后存儲(chǔ)或重新選擇到另一臺(tái)終端的路徑
h. 報(bào)文交換的主要缺點(diǎn)是他不能滿足實(shí)時(shí)或交互式的通信要求
2.2.3 分組交換
(1)概念解釋
分組交換是一種結(jié)合了報(bào)文交換和線路交換各自優(yōu)點(diǎn)的交換技術(shù),其中,它采用了限制長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)報(bào),以及虛擬連接的虛電路方法,從而達(dá)到更好的交換效果。
2.2.4三種交換技術(shù)的比較
(1) 三種交換技術(shù)適用的不同場(chǎng)合
a. 對(duì)于交互式通信來說,報(bào)文交換是不合適的;
b. 對(duì)于較輕的和/或間歇式負(fù)載來說,線路交換是最合算的,因?yàn)榭梢酝ㄟ^電話撥號(hào)線路來使用公用電話系統(tǒng)。
c. 對(duì)于兩個(gè)站點(diǎn)之間很重的和持續(xù)的負(fù)載來說,使用租用的線路交換線是最合算的。
d. 當(dāng)有一批中等數(shù)量數(shù)據(jù)必須交換到大量的數(shù)據(jù)設(shè)備時(shí),寧可用分組交換方法,這種技術(shù)的線路利用率是最高的。
e. 數(shù)據(jù)報(bào)分組交換適用于短報(bào)文和具有靈活性的報(bào)文。
f. 虛電路分組交換事宜浴場(chǎng)交換和減輕各站的處理負(fù)擔(dān)。
2.2.5 信元交換
atm(異步轉(zhuǎn)移模式)采用信元交換
2.3 數(shù)據(jù)傳送方式
(1) 分類
并行通信和串行通信
(2) 在并行通信中數(shù)據(jù)傳輸所使用的并行數(shù)據(jù)總線的物理形式
a. 計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線很多就直接是電路板
b. 扁平帶狀電纜
c. 圓形屏蔽電纜
2.3.2串行輸入/輸出
(1) 串行輸入的特點(diǎn)
串行數(shù)據(jù)傳輸中,每次只傳送一位數(shù)據(jù),速度比并行傳輸慢,但是,實(shí)現(xiàn)串行傳輸?shù)挠布哂薪?jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的特點(diǎn)。
2.3.3 串行數(shù)據(jù)通信
(1) 電話系統(tǒng)進(jìn)行串行通行的三種方式
a. 單工通信
b. 半雙工通信
c. 全雙工通信
(2) 串行數(shù)據(jù)的傳輸、接收的定時(shí)可以通過數(shù)據(jù)鏈路控制來實(shí)現(xiàn)
(3) 串行數(shù)據(jù)通信的兩種傳輸方法
a. 異步串行傳輸
通信硬件通過附加同步信息的方法傳輸數(shù)據(jù)
b. 同步串行傳輸
同步信息包含在信息塊內(nèi)的方法
(4) 同步通信與異步通信的優(yōu)缺點(diǎn)
a. 同步通信取消了每個(gè)字節(jié)的同步位,從而使數(shù)據(jù)位在傳送為中所占比率增大,提高了傳送效率。
b. 同步通信容許用戶傳送沒有意義的二進(jìn)制數(shù)據(jù)
c. 允許pc機(jī)用戶通過同步通信網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通信
2.4檢錯(cuò)與糾錯(cuò)
(1) 檢錯(cuò)法的概念
檢錯(cuò)法是指在傳輸中僅僅發(fā)送足以使接收端能夠檢測(cè)出差錯(cuò)的附加位。
(2) 檢錯(cuò)法的分類
a. 奇偶校驗(yàn)法
b. 冗余校驗(yàn)法(lrc)
c. 循環(huán)冗余校驗(yàn)法(crc)
2.4.2糾錯(cuò)法
(1) 自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)(arq)
當(dāng)發(fā)送站向接收站發(fā)送數(shù)據(jù)塊時(shí),如果無差錯(cuò),則接收站回送一個(gè)肯定應(yīng)答,即ack指令;如果接收站檢測(cè)出錯(cuò)誤,則發(fā)送一個(gè)否定應(yīng)答,即nck指令,請(qǐng)求重發(fā)。
(2) 正向糾錯(cuò)法
發(fā)送站發(fā)送能使接收站檢錯(cuò)糾錯(cuò)的冗余位
2.5 通信硬件
2.5.1調(diào)制解調(diào)器
(1) 調(diào)制解調(diào)器是一種數(shù)據(jù)通信設(shè)備(dce)
(2) 調(diào)制解調(diào)器的作用就是將數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)格式與模擬格式之間轉(zhuǎn)換
(3) at指令集
a. atd------撥號(hào)指令(atdp:脈沖撥號(hào),atdt音頻撥號(hào))
b. ath------掛機(jī)指令
c. ata------應(yīng)答指令(atso=0表示取消自動(dòng)應(yīng)達(dá),=某個(gè)非零整數(shù),則表示振鈴這個(gè)整數(shù)次后應(yīng)答)
d. atz------將調(diào)制解調(diào)器內(nèi)寄存器的值設(shè)為默認(rèn)
2.5.2 rs-232標(biāo)準(zhǔn)
(1) 何謂rs-232
由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)(eia)制定的數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備在進(jìn)行串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換時(shí)的接口,eia rs-232c
(2) rs-232的物理層特性
a. 機(jī)械特性
接口標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械部分指定兩個(gè)通信裝置如何連接。規(guī)定了有兩個(gè)連接器,接到dce的為母,接到dte的為公。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用25針連接器,db25連接器已成為一個(gè)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。
b. 電信號(hào)特性
+3v~+15v的正電壓表示space
-3v~-15v的負(fù)電壓表示mark
在-3v~+3v之間構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)換區(qū)域,實(shí)際上,傳輸通常使用+(-)12v
c. rs-232c引腳分配
i. 引腳功能分類
a. 數(shù)據(jù)線路:分為數(shù)據(jù)傳送和接收兩條線路發(fā)送數(shù)據(jù)(td,引腳2),接收數(shù)據(jù)(rd,引腳3)
b. 控制線路:控制線路傳送pc或調(diào)制解調(diào)器中某些條件的on/off指標(biāo)來指示該引腳線路的狀態(tài)處于開啟或是關(guān)閉
①dtr,引腳20:數(shù)據(jù)終端就緒,由pc產(chǎn)生以使調(diào)制解調(diào)器了解pc已準(zhǔn)備就緒
②dsr,引腳6:數(shù)據(jù)設(shè)備就緒,由modem產(chǎn)生,以告訴pc當(dāng)modem打開時(shí),已
和電話線路連接好且處于數(shù)據(jù)傳輸模式
③rts,引腳4:請(qǐng)求發(fā)送,由pc產(chǎn)生毅同志調(diào)制解調(diào)器它想要傳送數(shù)據(jù)
④cts,引腳5:清除發(fā)送,由modem產(chǎn)生告訴pc它可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送
⑤cd,引腳8:載波檢測(cè),也稱為接收線路信號(hào)檢測(cè)裝置(rlsd),有時(shí)還稱為數(shù)據(jù)載波檢測(cè)(dcd),他告訴pc機(jī)調(diào)制解調(diào)器是否已建立了有效的連接
⑥r(nóng)i,引腳22:振鈴指示
ii. 地
①sg,引腳7:信號(hào)地
②pg,引腳1:保護(hù)地
iii. 定時(shí)電路
①tc,引腳15:稱為發(fā)送定時(shí)
②rc,引腳17:稱為接收定時(shí)
(3) 空調(diào)制解調(diào)器的連接,關(guān)鍵是將發(fā)送數(shù)據(jù)td和接收數(shù)據(jù)rd交叉連接,實(shí)際上是直接通信
2.5.3 通信適配器
(1) 異步通信適配器
也叫串口,異步通信界面,通用異步接收器/發(fā)送器或uart
(2) 同步通信適配器
最常用的同步通信適配器是sdlc和bsc
2.6通信軟件功能
(1) 調(diào)制解調(diào)器的控制
a. 呼叫/回答模式切換
b. 自動(dòng)重?fù)芴?hào)
c. 電話掛起
(2) 數(shù)據(jù)控制功能
a. 流控制(xon/xoff)
b. 文件傳輸
(3) 數(shù)據(jù)操作功能
a. 字符過濾
b. 轉(zhuǎn)換表
c. 終端仿真
(4) 特殊功能
a. 外部文件操作
b. 后臺(tái)操作
c. 回到操作系統(tǒng)
d. 編輯器
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