第二章 数据通信基础知识点-高一《计算机网络基础》同步教学（河北科学技术出版社）

第2章 数据通信基础知识点 1. 数据通信系统基本概念 （1） 数据通信：计算机与计算机或计算机与终端设备之间的通信，它传输信息的目的不仅是为了交换数据信息，更主要是为了利用计算机来处理数据信息。 （2） 信号：数据信息的载体。 ①信号可分为模拟信号（连续信号）和数字信号（非连续、离散），数字信号更适合传输数据信息。 ②信号也可以分为基带信号（数字信号）、频带信号（模拟信号）和宽带信号（模拟信号）。 （3） 数据通信衡量标准（课本P33） ①带宽：最高频率和最低频率之差，单位Hz ②数据传输速率（比特率）：每秒能够传输多少位数据，单位b/s，有效性标准 ③信道容量：信道无误传送的最大信息量，速率上限，单位b/s ④吞吐量：信道在单位时间内成功传输的信息量，单位b/s ⑤错误率：也叫误码率，衡量通信信道可靠性的重要指标 2. 数据通信系统的组成 （1）3个基本组成部分：信源、信道（传输介质）和信宿。 （2）数据通信系统的组成：数据终端设备（DTE）、数据通信设备（DCE）和传输信道。通信信道可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。 3. 数据通信的基本方式 （1） 按码元排列划分：串行通信和并行通信。 ①并行通信：计算机内部各部件之间近距离通信，至少8个数据位同时传输。单位：比特（bit）。 ②串行通信：计算机与计算机或计算机与终端之间远距离通信，发送端一次只发送或接收一位数据位。传输速率比并行慢，成本低，应用广泛。单位：字符。 （2） 按方向和时间划分：单工、半双工和全双工通信。 ①单工：一个方向，例如：广播、电视 ②半双工：两个方向不同时，例如：对讲机 ③全双工：两个方向可同时，例如：计算机 （3） 广播式和点到点通信。 ①广播式：所有联网的计算机共享一个公共信道。例如：总线型、环型、集线器组建的星型。 ②点到点：每条物理线路连接一对计算机。——需要存储转发、路由选择。例如：交换机网 是否采用存储转发与路由选择是点到点和广播式的重要区别。 （4） 基带通信、频带通信和宽带通信。 ①基带通信：数字信号，未经调制、直接传输，不适合远距离传输。 ②频带通信：数字调制成模拟再发送，接收端把模拟解调成数字再传输。 ③宽带通信：同一信道上进行数字信息和模拟信息的传输。 4. 数据通信中的编码技术 （1） 编码/解码技术用于实现模拟信号与数字信号之间的转换。 ①编码：模拟→数字，采用脉码调制技术PCM。 ②解码：数字→模拟 （2） PCM转换的过程：采样、量化和编码。 5. 同步技术与多路复用技术 （1） 同步技术：统一收发两端动作、保持收发步调一致的过程叫“同步”，同步方式有两种。 单位 传输效率 时间消耗 控制 错误重传 同步传输方式 数据块 高 少 复杂 整个数据块 异步传输方式 字符 低 简单 一个字符 （2） 多路复用技术：一条传输线路同时传输多路信息。——提高线路利用率 ①频分多路复用（FDM）：按频率区分信号，适用于模拟信号 ②时分多路复用（TDM）：按时间片划分，适用于数字通信 统计时分多路复用（STDM）：动态分配时隙 ③波分多路复用（WDM）：主要用于光纤通信 6. 数据交换技术 两台计算机利用通信线路，通过多个中间节点在计算机网络中进行传送，中间节点不关心内容，只负责传送。 （1） 电路交换。又叫线路交换，是一种直接交换方式。通信双方需要先建立一条物理专用线路，并独占这条线路。优点：数据传输速度快、延迟小、实时性好。缺点：线路利用率低。电路交换三阶段：线路连接、数据传输和线路拆除。 （2） 存储-转发交换。先在中间节点暂存，寻找合适通路再转发。 ①报文交换。以报文为单位。报文包括报头、报文正文和报尾。优点：线路利用率高。缺点：不适合实时或交互通信、网络传输延迟较长。 ②分组交换。也称包交换。以分组为单位进行暂存、处理和转发。特点：线路利用率高、信息传输可靠性高、分组多路通信。 （3） 快速分组交换。 ①帧中继FR：在分组交换的基础上，简化了差错控制、流量控制和路由选择功能而形成的新型交换技术，大大提高了传输速率。 ②异步传输模式ATM：又称信元交换。信元长度53B、前5B为信头，后48B为传送的信息段。优点：高带宽、无速率限制、进网灵活、时延小。 7. 差错控制技术 （1） 差错：接收端收到的数据与发送端实际发出的数据不一致。 （2） 产生原因：随机热噪声（线路本身、固有、持续存在）、冲击热噪声（外界影响、随机性强、强度大） （3） 差错控制：采用可靠、有效的编码以减少或消除计算机通信系统中传输差错的方法。 （4） 检错技术：不纠正错误，也不标识哪位出错。 ①垂直冗余检验（VRC）②检验和（checksum）、③纵向冗余检验（LRC）、循环冗余检验（CRC） （5）