零.簡介
1.資料通信是以資訊處理技術和計算機技術為基礎等通信方式，為計算機網絡的應用和發展提供了技術支援和可靠的通信環境。
一.資料通信的基本概念
1.資訊、資料與信号：
(1).資訊：通信的目的是交換資訊。一般認為資訊是人們對現實世界事物存在方式或運動狀态的某種認識。資訊的載體可以是數值、文字、圖形、聲音、圖像以及動畫等。任何事物的存在都伴随着相應資訊的存在，資訊不僅能夠反映事物的特征、運動和行為，還能夠借助媒體傳播和擴散。這裡把“事物發出的消息、情報、資料、指令、信号等當中包含的意義”定義為資訊。
(2).資料：資料是指把事件的某些屬性規範化後的表現形式，可以被識别，也可以被描述。資料可分為模拟資料和數字資料兩種。模拟資料：在時間和幅度上都是連續的，其取值随時間連續變化。數字資料：在時間上是離散的，在幅值上是經過量化的。一般是由“0”、“1”二進制代碼組成的數字序列。
(3).信号：信号是資料的具體實體表現，是資訊(資料)的一種電磁編碼，具有确定的實體描述。信号中包含了所要傳遞的資訊。信号一般為自變量，以表示資訊(資料)的某個參量為因變量。資訊一般是用資料來表示的，而表示資訊的資料通常要轉變為信号進行傳遞。
2.模拟信号和數字信号
(1).模拟信号是指波高和頻率是連續變化的信号。在模拟線路上，模拟信号是通過電流和電壓的變化進行傳輸的。
(2).數字信号是指離散的信号，如計算機所使用的由“0”和“1”組成的信号。數字信号在通信線路上傳輸時要借助電信号的狀态來表示二進制代碼的值。
3.基帶信号和寬帶信号：(1).基帶信号是指将計算機發送的數字信号“0”或“1”用兩種不同的電壓表示後直接送到通信線路上傳輸的信号。(2).寬帶信号是指基帶信号經過解調後形成的頻分複用模拟信号。
4. 信道及其分類：傳輸資訊的必經之路稱為信道，包括傳輸媒體和通信裝置。信道可以按不同的方法進行分類，常見的分類有：(1).有線信道和無線信道；(2).實體信道和邏輯信道；(3).數字信道和模拟信道。
5.資料通信的技術名額：理論分析證明，信道容量和信道帶寬成正比，是以，有時用“帶寬”來表示信道容量。
(1).傳輸速率：指信道上資訊傳送的速度，是描述資料傳輸的重要技術名額。一般有兩種表示方式：信号速率(比特/秒)和調制速率(波特/秒)。
(2).信道帶寬：信道中傳輸的信号在不失真的情況喜愛所占用的頻率範圍(赫茲)。
(3).信道容量：機關時間内信道上所能傳輸的最大比特數。
6.通信方式：是指通信雙方的資訊互動的方式。在設計一個通信系統時，需要考慮以下三個問題：
(1).單工、半雙工還是全雙工？
(2).串行還是并行？
(3).同步還是異步？
二.傳輸媒體的主要特性和應用
1.傳輸媒體：網絡上資料的傳輸需要有“傳輸媒體”，就像車輛必須在公路上行駛一樣。道路品質的好壞會影響到行車的安全舒适。同樣，網絡傳輸媒體的品質好壞也會影響資料傳輸的品質。
2.傳輸媒體的主要類型：常用的網絡傳輸媒體可分為兩類：一類是有線的，一類是無線的。有線傳輸媒體主要有雙絞線(Twisted Pair，包括屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線)、同軸電纜(Coaxial Cable)及光纖(Optical Fiber)，無線傳輸媒體有無線電和微波等。
3.雙絞線：雙絞線是由互相絕緣的兩根銅線按一定扭距互相絞合在一起的類似于電話線的傳輸媒體，每根銅線的絕緣層都有顔色标記。
4.RJ-45和集線器：使用雙絞線組網時，必須要使用RJ-45水晶頭，同時還需要使用集線器。
5.同軸電纜：同軸電纜外層是金屬絲編織的網狀屏蔽層，裡面是金屬芯線，二者之間用絕緣體隔開。
6.光纖：纖由纖芯、包層和保護層組成。光束在玻璃纖維内傳輸，防磁防電，傳輸穩定，品質高。由于可見光的頻率大約是10^14Hz，因而光傳輸系統可使用的帶寬範圍極大，多适用于高速網絡和骨幹網。
7.有線媒體性能比較
三.無線與衛星通信技術
1.電磁波譜
2.頻率和帶寬的關系
3.無線通信：無線通信是指信号通過空間傳輸，不被限制在一個實體導體内。典型的無線傳輸系統包括無線電、微波和衛星通信等。無線電波的傳輸特性與頻率有關。
4.微波通信：微波通信是利用無線電波在對流層的視距範圍内進行資訊傳輸的一種通信方式，使用頻率範圍一般在2～400GHz。
5.衛星通信：衛星通信是在地球站之間利用36,000km的同步衛星作為中繼器的一種微波接力通信。通信衛星就是太空中無人值守的用于微波通信的中繼器。
四.資料交換技術
1.資料交換技術：通信子網是由若幹網絡節點和鍊路，按照異地過的拓撲結構到連起來的網絡。通信子網為所有進入子網的資料提供一條完整的傳輸路徑的通路。實作這種資料通路的技術就稱為資料交換技術。按照通信子網中的網絡節點對進入子網的資料所實施的轉發方式不同，可以将資料交換方式分為電路交換和存儲轉發交換兩大類。常用的交換技術有：電路交換、封包交換和分組交換3種。
2.電路交換：兩台計算機通過通信子網交換資料之前，首先要在通信子網中通過交換裝置間的線路連接配接，建立一條實際的實體線路。電路交換方式最重要的特點是在一對主機之間建立起一條專用的資料通路。通信過程包括線路建立、資料傳輸和線路釋放三個過程。
3.存儲轉發交換：存儲轉發交換是指網絡節點(交換裝置)先将途徑的資料按傳輸單元接收并存儲下來，然後選擇一條适當的鍊路轉發出去。根據轉發的資料單元的不同，存儲轉發交換又分為封包交換和分組交換。
4.封包交換：封包交換是指網絡中的每一個節點(交換裝置)先将整個封包完整地接收并存儲下來，然後選擇合适的鍊路轉發到下一個節點。每個節點都對封包進行存儲轉發，最終到達目的地。
5.分組交換：分組交換又稱包交換。在分組交換網中，計算機之間要交換的資料不是作為一個整體進行傳輸，而是劃分成大小相同的許多資料分組來進行傳輸，這些分組稱為“包”。在分組交換中，根據網絡中傳輸控制協定和傳輸路徑不同，可分為兩種方式：資料封包分組交換和虛電路分組交換。
6.資料封包分組交換：
7.虛電路分組交換：
五.資料傳輸技術
1.基帶傳輸技術：基帶傳輸是指在通信線路上原封不動地傳輸由計算機或終端産⽣的“0”或“1”數字脈沖信号。基帶傳輸是⼀種最簡單的傳輸⽅式，近距離通信的局域⽹⼀般都采⽤這種⽅式。基帶傳輸系統的優點是安裝簡單、成本低；缺點是傳輸距離較短(⼀般不超過2km)，傳輸媒體的整個帶寬都被基帶信号占⽤，并且任何時候隻能傳輸⼀路基帶信号，信道利⽤率低。
2.頻帶傳輸技術：頻帶傳輸也稱為寬帶傳輸，是指将數字信号調制成⾳頻信号後在發送和傳輸，到達接收端時再把⾳頻信号解調成原來的數字信号。将這種利⽤模拟信道傳輸數字信号的⽅法稱為頻帶傳輸技術。
3.多路複用技術：多路複⽤是指在傳輸系統中，允許兩個或多個資料源共享同⼀個傳輸媒體，把若⼲個彼此⽆關的信号合并為⼀個在⼀個共⽤信道上進⾏傳輸。多路複⽤⼀般可分為以下3種基本形式：
(1).頻分多路複⽤(FDM)：
(2).時分多路複⽤(TDM)：
(3).波分多路複⽤(WDM)：
六.資料編碼技術
1.資料編碼的類型：根據資料通信類型的不同，通信信道可分為兩類：模拟信道和數字信道。相應的，資料編碼的⽅法也分為兩類：模拟資料編碼和數字資料編碼。
2.數字資料的模拟信号編碼：為了利⽤公共電話交換⽹實作計算機之間的遠端資料傳輸，就必須把數字資料和模拟信号互相轉換。
3.數字資料的數字信号編碼：
七.差錯控制技術
1.差錯産生的原因：我們通常将發送的資料與通過通信信道後接收到的資料不⼀緻的現象稱為傳輸差錯，簡稱為差錯。差錯的産⽣是⽆法避免的。信号在實體信道中傳輸時，線路本身電⽓特性造成的随機噪聲、信号幅度的衰減、頻率和相位的畸變、電⽓信号線上路上産⽣的反射造成的回⾳效應、相鄰線路間以串擾以及各種外界因素，都會造成信号的失真。
2.錯誤的類型：傳輸中的差錯通常都是由噪聲引起的。噪聲有兩⼤類，即随機熱噪聲和沖擊噪聲。熱噪聲由傳輸媒體導體的電⼦熱運動産⽣，是⼀種随機噪聲，它引起的差錯通常是孤⽴的，與前後碼元沒有關系。沖擊噪聲是由外界電磁⼲擾引起的，是引起傳輸噪聲的主要原因。它引起的傳輸差錯為突發差錯，且前後碼元的差錯具有相關性。
3.誤碼率的定義：誤碼率是指⼆進制碼元在資料傳輸系統中被傳錯的機率，數值上近似為Pe=Ne/N。誤碼率是衡量傳輸可靠性的參數。資料傳輸系統應根據實際傳輸需求提出誤碼率名額。對于實際傳輸系統，有可能需要進⾏必要的轉換。
4.差錯的控制：差錯控制的⽅法有兩種。第⼀種⽅法是，改善通信線路的性能，使錯碼出現的機率降低到滿⾜系統要求的程度。第⼆種⽅法是采⽤抗⼲擾編碼和糾錯編碼将傳輸中出現的某些錯碼檢測出來，并糾正錯碼。第⼆種⽅法最為常⽤，⽬前⼴泛采⽤的有奇偶校驗碼，⽅塊碼和循環備援碼等。
(1).差錯的控制-奇偶校驗：奇偶校驗⼜叫字元校驗，其基本原理是：在每個字元編碼的後⾯另外增加⼀個校驗位，主要⽬的是使整個編碼中1的個數成為奇數或偶數。在每個字元的資料位傳輸之前，先檢測并計算奇偶校驗位，根據采⽤的奇偶校驗位是奇數還是偶數，推出⼀個字元包含“1”的數⽬，接收端重新計算收到字元的奇偶校驗位，并确定該字元是否出現傳輸差錯。
(2).差錯的控制-方塊校驗：⽅塊校驗⼜叫報⽂校驗，其基本原理是：在奇偶校驗⽅法的基礎上，在⼀批字元傳送之後，另外再增加⼀個檢驗字元，該檢驗字元的編碼⽅法是使每⼀位縱向代碼中1的個數也成為奇數或偶數。采⽤這種⽅法 可以進⼀步⼤⼤降低資料傳輸的誤碼率，效果⾮常顯著。
(3).差錯的控制-循環備援校驗：循環備援碼(Cyclic Redundancy Code，CRC)是使⽤最⼴泛并且檢錯能⼒很強的⼀種檢驗碼。 CRC的⼯作⽅法是：在發送端産⽣⼀個循環備援碼，附加在資訊資料幀後⾯⼀起發送到接收端，接收端收到的資訊按發送端形成循環備援碼同樣的算法進⾏除法運算，若餘數為“0”，就表示接收的資料正确，若餘數不為“0”，則表明資料在傳輸的過程中出錯，發送端重傳資料。
本文出自: http://www.cnblogs.com/linxx ，本部落格文章除特别聲明，全部都是原創或親身實踐過，禁止個人和公司轉載本文，謝謝了解！