计算机导论：数据通信基本概念

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：在数据通信中，产生或发送数据的一端称为信源，接收数据的一端称为信宿。在传递数据的过程中，信道传递的电信号可能受到干扰，如电磁波等的干扰。图9-6为数据通信系统的总体模型。模拟信号是随时间连续变化的信号。模拟信号的主要参数有幅度、相位和频率。以模拟信号或者数字信号传输的数字数据称为数据通信。模拟通信基本模型如图9-8所示。而模拟信号进行传送时，信号的失真问题比较严重。

通信的目的就是传递数据。在数据通信中，产生或发送数据的一端称为信源，接收数据的一端称为信宿。信源与信宿之间是通过信道（或称传输介质）连接的。在传递数据的过程中，信道传递的电信号可能受到干扰（或称噪声），如电磁波等的干扰。图9-6为数据通信系统的总体模型。

图9-6 通信系统模型

信源产生的信号有模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的信号。模拟信号是连续的数值信号。模拟信号的主要参数有幅度、相位和频率。如电话线路、电视摄像机产生的信号都属于模拟信号。数字信号是不连续的跳动信号。数字信号的特点是只有有限个离散值，数字信号之间的转化几乎是瞬时的。模拟信号与数字信号的波形如图9-7（a）和图9-7（b）所示。

图9-7 模拟信号与数字信号的波形

（a）模拟信号波形；（b）数字信号波形

传输模拟信号的信道称为模拟信道，这种通信称为模拟通信。传输数字信号的信道称为数字信道，这种通信称为数字通信。以模拟信号或者数字信号传输的数字数据称为数据通信。数据通信包括模拟通信和数字通信。用模拟信号传输时，其频带比较窄，所以信道利用率高；但是，由于信号衰减，模拟信号传输时需要加放大器，而放大器会把混入信号中的噪声也同时放大。用数字信号传输时，频带要求宽，信道利用率低；但是抗噪声性能强，差错容易控制，数据容易加密。模拟通信基本模型如图9-8（a）所示。数字通信基本模型如图9-8（b）所示。

图9-8 通信基本模型

（a）模拟通信基本模型；（b）数字通信基本模型(www.chuimin.cn)

传输数字信号较传输模拟信号有很多的优点：

（1）数字信号传输的出错率比模拟信号传输的出错率低。数字信号虽然在传送时衰减和变形比模拟信号严重，但在工程上很容易实现失真数字信号的恢复，其方法是在一段距离后设置一个信号再生器。这样，数字信号就可以远距离传输而不失真。而模拟信号进行传送时，信号的失真问题比较严重。

（2）数字信号形式的话音、数据、音乐和图像信号可互相混杂进行传输，从而可有效地利用信道和设备。

（3）数字信号传输比模拟信号传输便宜。原因是数字信号只需要区别0和1，而模拟信号需要再生模拟波形。

（4）维护数字系统比维护模拟系统更容易。因为数字系统传输的数据不是正确，就是错误，这样，故障跟踪要容易一些。

任何信道都以一定的带宽传递数据。带宽是指任何实际的信道所能传输信号的频率范围，这个频率范围称为该信道频带的宽度，或者称为带宽（Bandwidth）。信道带宽是由传输媒体、相关的附加设备、电路的频率特性等综合因素决定的。