数据通信模型详解

1.数据通信系统的组成

实现通信的方式有很多，目前采用得最广泛的方式是电通信，即使用电信号携带所要传送的信息，然后通过各种电信号进行传输，达到通信的目的。在计算机网络中，数据通信系统的任务是: 把数据源计算机所产生的数据迅速、可靠和准确地传输给目标计算机或专用外部设备。

一个完整的数据通信系统由4 部分组成: 数据终端设备(DTE)、通信控制器、通信信道和信号变换器(DCE)。

(1)数据终端设备是数据的生成者和使用者，最常用的数据终端设备就是网络计算机。此外，还可以是网络中的专用数据输出设备。

(2)通信控制器除了进行通信状态的连接、监控和拆除操作外，还可以接收来自多个数据终端设备的信息，并转换信息格式。

(3)通信信道是信息在信号变换器之间的传输通道。

(4)信号变换器的功能就是把通信控制器提供的数据转换成适合通信信道要求的信号形式，或者把信道中传来的信号转换成可供数据设备终端使用的数据，最大限度地保证传输质量。

数据通信系统模型如图1-6-1 所示。

图1-6-1　数据通信系统模型

2.数据通信的方向

通信线路可以由一个或者多个信道组成，根据信道在某一时间传输信息的方向，数据通信可以分为3 种通信方式: 单工、半双工和全双工。(www.xing528.com)

1)单工

单工通信是指传送的信息始终在一个方向的通信。对于单工通信，发送端把信息发往接收端，根据信息流向即可决定哪一端是发送端，哪一端是接收端。单工通信的信道一般是二线制。也就是说，单工通信存在两个信道，即传输数据用的主信道和监测信号用的监测信道。在生活中，广播和电视就是单工通信的例子。

2)半双工

半双工通信是指信息流可以在两个方向传输，但在同一时刻只限于在一个方向传输。对于半双工通信，通信的双方都具备发送和接收的装置，即每一端既可以是发送端，又可以是接收端，信息轮流使用发送装置和接收装置。监测信号可由两种方法传输: 一种是在应答时转换传输信道；另一种是把主信道和监测信道分开设立，另设一个容量小的窄带传输信道供监测信号使用。例如，对讲机、集线器的通信方式就是半双工。

3)全双工

全双工通信是指可以同时双向传输的通信，即通信的一方在发送信息的同时还可以接收信息。全双工通信一般采用多条线路或频分法来实现，也可采用时分复用或回波抵消等技术。若采用四线制，则有两个数据信道进行数据传输，有两个监测信道进行监测信号传输，这样，通信线路两端的发送装置和接收装置就能够同时发送信息和接收信息。若采用频分信道，则传输信道可以分成高频群信道和低频群信道，这时使用的是二线制。这种全双工通信方式适合于计算机与计算机之间的通信。交换机的通信方式就是全双工。

3.数据通信的方式

1)模拟数据通信

模拟数据通信是用来传输模拟数据或数字数据对应的模拟信号。例如，既可以使用公用电话线来传输语音或计算机数字数据对应的模拟信号，也可以使用公共电视网来传输视频或计算机数字数据对应的模拟信号，还可以使用微波与卫星通信来传输模拟数据或数字数据对应的模拟信号。为了用模拟数据通信的方法实现模拟数据和数字数据的远距离传输，一般不直接传输模拟信号(包括由数据信号转换而来的模拟信号)，而是在发送方使用某一频率的电磁波作为载波，然后用模拟信号(或数字信号)对其调制，调制后的载波信号(为模拟信号)占有以该载波频率为中心的一段频谱，并能在适于该载波频率的介质上传输；接收方则通过解调来还原叠加于载波上的模拟信号(或数字信号)。

2)数字数据通信

数字数据通信是指直接利用数字传输技术在数字设备之间传输数字数据(或模拟数据对应的数字数据)。由于计算机使用二进制数字信号，因此计算机与其外部设备之间，以及计算机局域网、城域网大多直接采用数字数据通信。目前，北美采用24 路脉冲编码调制(PCM)系统(速率为1.544 Mbps)，欧洲和我国采用30 路脉冲编码调制系统(速率为2.048 Mbps)，电话系统均是数字数据通信系统。由于数字数据通信传送的是离散的数字信号，即逐位传送二进制数字代码，因此要求系统能准确知道传输线上正在传送的数字是0 还是1。