2.1_2 数据通信基础知识

一、典型的数据通信模型

       

       数据：传送信息的实体，通常是有意义的符号序列。

二、三种通信方式

1. 单工通信：只有一个方向的通信而没有反方向的交互，且任何时候都不能改变信号的传输方向，仅需要一条信道。为了保证正确传输数据信号，接收方需要对接收到的数据进行校验，若校验出错，则通过监控信道发送重新请求重新发送数据信号的信号。此种方式通常用于数据收集系统，如气象数据的收集、计算机和打印机之间的数据传输。
2. 半双工通信/双向交替通信：通信的双方都可以发送或接收消息，但任何一方都不能同时发送和接收，即为可以改变信号的传输方向的单工通信，需要两条信道，如：对讲机。
3. 全双工通信/双向同时通信：通信双方可以同时发送和接受信息，也需要两条信道，所以全双工通信效率高，控制简单，但造价高。

三、串行传输&并行传输

       数据传输方式分为串行传输和并行传输，串行传输是将表示一个字符的8位二进制数按由低位到高位的顺序依次发送，并行传输是将表示一个字符的8位二进制数同时通过8条信道发送，如下图。串行传输的速度慢，费用低，适合远距离，并行传输速度快，费用高，适合近距离，通常用于计算机内部数据传输，如：连接打印机、扫描仪。

四、同步传输&异步传输

       同步传输：在同步传输的模式下，数据的传送是以一个数据区块为单位，因此同步传输又称区块传输。在传送数据时，需先送出一个或多个同步字符，再送出整批的数据。
异步传输：异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8为的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方不知道他们会在什么时候到达，所以传送数据时，通常会加一个符号起始位和一个符号终止位，用于给计算机反应的时间，每个组需要多传送两个比特，如果一个组8个比特，总则传输负载就增加了25%，所以只适用于数据传输量较小的低速设备。

二、信源、信宿、信道、信号

• 信源：信号的来源，数据的发送方。
• 信宿：信号的“归宿”，数据的接收方。
• 信道：信号的通道。一条物理线路通常包括两条信道，即为发送信道和接收信道。传播数字信号的信道叫数字信道，传播模拟信号的信道叫模拟信道。
• 信号：数据的载体，信号又可以分为数字信号和模拟信号，数字信号的信号值是离散的，模拟信号的信号值是连续的。

二、码元、速率

       每一个信号就是一个码元，可以把信号周期称为码元宽度。每一个信号周期内可能出现的信号种数越多，每个信号周期就可以传输更多的信息，即为每个码元可以携带更多信息。但是需要加强信号功率，并且对信道的要求更高。如果一个周期内可能出现K种信号，则1码元携带\(\log_2 K\)bit的数据。
       速率：速率是数据传输速度，可以用码元传播速率表示（波特率），即为每秒传输几个码元，单位为码元/秒，或者波特（Baud），也可以用比特的传播速率表示（比特率），即为每秒传输几个比特，单位为bit/s，b/s，bps。