深入理解数据通信的基本概念

1.信息

信息是客观事物属性和相互联系特性的表征，它反映客观事物的存在形式和运动状态，事物的运动状态、结构、颜色等物理特征都是信息的不同表现形式。在计算机中，有文字、语音、字符、数据等包含一定内容的信息表现形式。由于信息形式与信息内容的对立统一，有时也直接把它们看成不同的信息类型，简称文字信息、语音信息、图像信息和数据信息等。

2.信号

信号是携带信息的传输介质。在通信系统中，经常使用的电信号、电磁信号、光信号、载波信号、脉冲信号、调制信号等术语就是指携带某种信息的、具有不同形式(或特性)的传输介质。信号的频谱宽度称为该信号的带宽。

根据信号参量取值的不同，信号可以分为数字信号和模拟信号，或者称为离散信号和连续信号。计算机中输出的脉冲信号是数字信号；普通电话机输出的信号是频率和振幅连续变化的模拟信号。

3.数据

数据一般可以理解为“信息的数字化形式”和“数字化信息的形式”。狭义的“数据”通常指具有一定数据特性的信息，如统计数据、测量数据及计算机中的二进制数据等。但是，在计算机网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。语音信息、图像信息、文字信息以及从自然界直接采集的各种自然属性信息均可以转化为二进制数字编码，在计算机网络中存储、处理和传输。网络中的数据通信、数据处理和数据库通常就是指这种广义的数据。在计算机网络中，这种广义数据属于资源网的一部分。

数据可以分为模拟数据和数字数据。模拟数据在时间和幅度取值上都是连续的，其电平随时间连续变化。例如，语音是典型的模拟信号，其他由模拟传感器接收到的信号(如温度、压力、流量等)也是模拟信号。数字信号在时间上是离散的，其幅值是经过量化的，它一般是由0、1 的二进制代码组成的数字序列。在通信系统中，模拟数据表示的信号称为模拟信号，由数字数据表示的信号称为数字信号。两者可以通过模/数(或数/模)转换器相互转化。

4.信道

传输信息的必经之路称为“信道”。在计算机中，信道有物理信道和逻辑信道之分。

物理信道是指用来传送信号(或数据)的物理通路。网络中两个结点之间的物理通路称为通信链路。物理信道由传输介质及有关设备组成。

逻辑信道也是一种通路，但在信号收、发点之间并不存在一条物理上的传输介质，而是在物理信道的基础上，由结点内部的逻辑连接来实现。通常，把逻辑信道称为“连接”。信道可以分为有线信道和无线信道。

5.码元

码元是对在网络中传送的二进制数字中每一位的统称，也称为位(bit，比特)。例如，11011011 共有8 个码元。

6.调制解调器

传统的电话通信信道是传输语音一级的模拟信道，无法直接传输计算机数字信号。为了利用现有的模拟线路传输数字信号，必须将数字信号转化为模拟信号，这一过程称为调制(Modulation)。在另一端，接收到的模拟信号还要还原成数字信号，这个过程称为解调(Demodulation)。由于数据的传输是双向的，因此每端都需要调制和解调，实现这一功能的设备称为调制解调器(Modem)。

7.数据传输速率

数据传输速率是指信道上传输信息的速度，有两种表示方法，即信号速率和调制速率。信号速率S 指在单位时间内所传输的二进制位代码的有效位数，以每秒多少位计数，即bps。调制速率B 是脉冲信号经过调制后的传输速率，以波特(Band)为单位，通常用于表示调制器之间传输信号的速率。信号速率S 与调制速率B 的关系:

S ＝Blog2 N

式中，N 为一个脉冲信号所表示的有效状态。在二进制中，脉冲只有两种状态——0 或1，即N ＝2。因此，信号速率S 与调制速率B 是一致的。

8.通信协议

通信协议又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定。在该约定中，对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守。通信协议也叫作链路控制规程。

9.误码率

误码率是指信息传输的错误率，是衡量系统可靠性的指标。它以接收信息中错误位占总传输位的比例来度量，通常应低于10 -6。(www.xing528.com)

10.基带传输

基带传输是指在通信电缆上原封不动地传输由计算机(或终端)产生的数字脉冲信号(0 或1)。这样一个信号的基本频带从直流起可以高到若干兆赫，频带越宽，传输线路的电容、电感等对传输信号波形衰减的影响就越大。基带传输的距离一般不超过2 km，超过时则需使用中继放大器来放大信号，以延长传输距离。

11.频带传输

在远距离通信时，需要在发送端将数字信号调制成音频信号后发送和传输，在接收端将音频信号解调成数字信号。由此可见，采用频带传输时，要在发送端和接收端安装调制解调器，这不但使数字信号可以采用电话线传输，而且可以实现多路复用，从而提高信道利用率。

12.宽带传输

宽带传输是指传输介质的频带宽度较宽的信息传输，一般为300 ～400 MHz。系统设计时，将此频带分割成几个子频带，采用多路复用技术，在一个信道中同时转播声音、图像和数据等信息，使系统有多种用途。

13.串行传输

串行传输是指一位接一位地传输数据，从发送端到接收端只需一根传输线即可。串行传输的优点是节省设备，降低费用；缺点是传输速度慢。

14.并行传输

并行传输是指一次可以传输一字节数据，发送端到接收端一共要用8 根线。计算机内部操作很多都使用并行传输。当采用并行输出时，发送端通过并/串转换设备将并行数据流变换成串行数据流，在接收端通过串/并转换设备，将串行数据流还原为8 位并行数据。

15.数据交换方式

网络中的计算机通常经过公用通信传输线路进行数据交换，以提高传输设备的利用率。局域网中的数据交换方式分为线路交换和存储转发交换两大类。在存储交换中，常采用报文交换和分组交换。

16.字符编码

在信道上传送的数据是以二进制的形式出现的，组合0 和1 这两个码元，并使之代表不同的数据和信息，称为字符编码。

17.差错校正

字符编码在传输、接收过程中，难免发生错误。如何及时自动检测差错并进一步自动校正，是数字通信系统研究的重要课题，通常的解决办法是采用抗干扰编码或纠错编码，目前常采用的有奇偶校验码、方块码、循环冗余码等。

18.同步传输

同步传输是一种以报文和分组为单位进行传输的方式。由于报文包含许多字符，因此可大大减少用于同步的信息量，提高传输速率。目前，在计算机网络中大多采用这种传输方式。

19.异步传输

异步传输是指，传输的数据以字符为单位，字符间的发送是异步的，也就是说，后一个字符与前一个字符的发送时间无关。

20.信息容量

信息容量是指信道能传输信息的最大能力，一般以单位时间内可传送信息的最大位数表示。在实际应用中，信道容量应大于传输速率，否则高传输速率得不到充分发挥和利用。