数据通信系统的组成:
数据通信是计算机与计算机或计算机与终端之间的通信,以实现数据传输、交换、存储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由信号源、发送设备、信道(传输系统)、接收设备和接收器五部分组成,如图 2-3 所示。
1. 发送端:
发送端是发送信号的一端,它包括以下两个必需部分。
信号源:产生要传输数据的计算机或服务器等设备。例如,文字输入到 PC,产生输出的数字比特流。
发送设备:通常信号源生成的数据要通过发送设备编码后,才能够在传输系统中进行传输。例如,调制解调器将 PC 输出的数字比特流转换成能够在用户电话线上传输的模拟信号
2. 接收端:
接收端是接收发送端所发送的信号的一端。它包括以下两个必需的部分。
接收设备:接收传输系统传送过来的信号,并将其转换为能够被目的设备处理的信息。
例如,调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号,将其转换成数字比特流。
接收器:又称为目的站,获取传送来的信息。
3. 传输系统:
在源系统和目的系统之间的传输系统可能是简单的传输线,也可能是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统。例如双绞线通道、同轴电缆通道、光纤通道或无线电波通 道等,当然还包括线路上的交换机和路由器等设备。
信道可以分成传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两大类。
提示:数字信号在经过数/模变换后就可以在模拟信道上传送。而模拟信号在经过模/数变换后也可以在数字信道上传送。
信道上传送的信号有基带(Baseband)信号和宽带(Broadband)信号之分。简单来说,所谓基带信号就是将数字信号 1 和 0 直接用两种不同的电压来表示,然后送到线路上去传输;而宽带信号是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。基带信号进行调制后,其频谱搬移到较高的频率处。由于每一路基带信号的频谱被搬移到不同频段,因此合在一起后不会互相干扰。这样就做到在一条电缆中同时传送许多路的数字信号,提高了线路的利用率。
通信系统的分类:
信道是信号传输的通道,包括传输介质和通信设备。传输介质可以是有形介质,例如双绞线、电缆、光纤等,也可以是无形介质,例如传输电磁波的空间。信道可以按不同的方法分类,其分类方法如下。
1. 有线信道与无线信道:
信道按所使用的传输介质分类,可以分为有线信道与无线信道两类。
(1) 有线信道:使用有形介质作为传输介质的信道称为有线信道,包括电话线、双绞线、同轴电缆和光缆等。
(2) 无线信道:以电磁波在空间传播的方式传送信息的信道称为无线信道,包括无线电、微波、红外线和卫星通信信道等。
2. 模拟信道与数字信道:
按传输信号的类型分类,信道可以分为模拟信道与数字信道两类。
(1) 模拟信道:能传输模拟信号的信道称为模拟信道。模拟信号的电平随时间连续变化,例如语音信号是典型的模拟信号。要利用模拟信道传送数字信号,必须经过数字与模拟信号之间的变换。调制解调器就是用于完成这种变换的。模拟通信系统的结构模型如 图 2-4 所示
(2) 数字信道:能传输离散数字信号的信道称为数字信道。离散数字信号在计算机中是指由“0”和“l”二进制代码组成的数字序列。当利用数字信道传输数字信号时不再需要进行变换,而通常需要进行数字编码。数字通信系统的结构模型如图 2-5 所示。
在数字通信系统中,如果信源发出的是模拟信号,要经过信源编码器对模拟信号进行调制编码,将其变换为数字信号。如果信源发出的是数字信号,要对其进行数字编码。信源编码有两个主要作用:一个是实现数/模转换;另一个是降低信号的误码率。而信源译码则是信源编码的逆过程。
3. 专用信道和公用信道
信道按使用方式可以分为专用信道和公用信道两类。
(1) 专用信道:专用信道是一种连接于用户设备之间的固定电路,由用户自己架设或向电信部门租用。采用专用电路时有两种连接方式,一种是点对点连接,另一种是多点连接。专用信道一般用于短距离和数据传输量比较大的网络需求情况。
(2) 公用信道:也称公共交换信道。它是一种通过交换机转接,为大量用户提供服务的信道。采用公用信道时,用户与用户之间的通信需通过交换机到交换机之间的电路转接,其路径不是固定的。例如,公共电话交换网就属于公用信道。对于不同的信道,其特性和使用的方法有所不同。数据传送从本质上来说都属于两台计算机通过一条通信信道相互通信的问题。数据在计算机中是以离散的二进制数字信号来表示的。但在数据通信过程中,是传输数字信号还是传输模拟信号,主要取决于选用的通信信道所允许的传输信号类型。