1.1 数据通信的定义

1.数据通信

数据是指以任何形式表示的信息。数据可以是连续的模拟数据，如声音和图像；也可以是离散的数据，如符号和文字。在计算机系统中，数据以二进制数表示。数据的格式需由创建和使用数据的双方达成共识。因此，数据的表示有文本、数字、图像、音频和视频等多种形式。

数据通信是指设备之间通过传输介质进行数据交换的过程。

数据通信正在改变企业的商务活动和人们的生活方式。商务活动依赖于计算机和网络互连，在更快连接到网络之前，需要知道网络是如何运转的、网络使用了哪些类型的技术，以及何种网络设计最能够满足实际应用的需求。

远程实体之间的数据通信可以通过连网完成。该过程包括计算机、传输介质和网络设备之间的连接。网络可以分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）、个域网（PAN）和无线网络等五类。Internet是由网络互连设备连接起来的LAN和WAN的集合。通信时会共享信息，这种共享可以是本地的，也可以是远程的。本地通信是面对面发生的，远程通信发生在一定的距离之间。电信（Telecommunication）包括电话通信、电报通信和电视通信，它们都是在一定距离之间的通信，这种共享信息的方式就是远程的。

2.数据通信系统

在数据通信的过程中，由软件程序和硬件物理设备结合组成的通信设备就成了通信系统的一部分。数据通信系统的效率取决于传递性、准确性、及时性和抖动性4个关键因素。

传递性：系统要将数据传送到正确的目的地，使数据由预定的设备或用户接收。

准确性：系统必须准确地传递数据，传递过程中发生改变的和错误的数据均不可用。

及时性：系统必须及时地传递数据，传递延误的数据是不可用的。例如，视频和音频数据在数据产生时就即时传递，所传递数据的顺序和产生的顺序是相同的，没有明显的延迟。这种传递称为实时传输。

抖动性：分组到达时间的变化，音频和视频的分组在传递过程中的延迟各不相同。如每30ms发送一个视频的分组，其中某些分组可能延迟30ms，而另一些分组可能延迟40ms，引起视频卡顿。

3.常用术语

数据通信基本概念中的常用术语如下。

（1）数据（Data）：传输（携带）信息的实体。

（2）信息（Information）：数据的内容或解释。

（3）信号（Signal）：是信息的载体，数据以信号的形式传播。

（4）模拟信号：信号的某一个或某几个参数是连续的，包含无穷多个信号值。

（5）数字信号：时间上离散，幅值上离散，仅包含有限数目的信号值。

（6）周期信号：每隔一个固定的时间间隔重复变化的信号（如正弦波）。

（7）非周期信号：没有固定的循环模式和波形的信号（如语音的音波信号）。

（8）信道（Channel）：传输信息的通道（或通路）。

（9）数字信道：以数字脉冲（离散信号） 形式传输数据的信道。

（10）模拟信道：以模拟信号形式传输数据的信道。

（11）比特（bit）：信息量的单位。比特率为每秒传输二进制位的个数。

（12）码元（Code Cell）：时间轴上的一个信号编码单元。

（13）同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始。同步脉冲可位于码元的中部，一个码元可与多个同步脉冲相对应。

（14）波特（Baud）：码元传输的速率单位。波特率是每秒传送的码元数（即数据传输速率）。1 Baud = log2M （bit/s），其中，M是信号的编码级数。也可以写成Rbit= RBaudlog2M，式中，Rbit为比特率，RBaud为波特率。

一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，就是一个码元中可以传送多个比特。例如，M=16，波特率为9600Baud时，数据传输速率为38.4kbit/s。

（15）误码率：信道传输的可靠性指标，是概率值。

（16）信息编码：将信息用二进制数表示。

（17）数据编码：将数据用物理量表示。例如，字符A的ASCII值为01000001。

（18）带宽：带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之差，是衡量介质传输能力的参数，传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）作为计量单位。计算机网络中一般使用位数每秒（bit/s）作为带宽的计量单位，主要包括kbit/s、Mbit/s、Gbit/s。一个以太局域网理论上每秒可以传输1×107bit的数据，它的带宽相应为10Mbit/s。

（19）时延：信息从网络的一端传送到另一端所需的时间。