数据通信概念：数字传输与模拟传输，基带传输与频带传输。
复用技术：时分复用，频分复用，码分复用，统计时分复用。
数据交换方式：电路交换，报文交换，分组交换，信元交换
数据通信是人与机，机与机之间的通信，要求准确性和可靠行比较高，传输快，可持续，可扩展性和传输响应时间快速，可灵活的通信。
信道：信道是数据传输的通路，分为有线信道和无线信道。 也分为逻辑信道和物理信道。
信道传输按信息传送的方向和时间分为：单工，半双工，全双工。
单工：单向传输，传统的电视，电台，没有交互性
半双工：可以传输两个方向的数据，但是在一段时间内只能接受一个方向的数据通信，双向交替。比如对讲机的通信。
全双工：两个方向的传输能够同时进行。电话
串行通信：数据以位流在一条信道上传输，费用低（单线路），传输效率也低，为并行的1/8，收发保证同步，适用于计算机之间通信与远程通信，通信线路的主要传输方式。
并行通信：数字信号与组的方式在多个并行信道上同时传输，速度快，不存在字符同步问题。费用高 并行线路间存在电平干扰，适合近距离高速度通信（计算机内部通信）
二线电路与四线电路
二线本身是模拟的，传输短，抗干扰弱，电话与电信用户局是典型应用
四线电路本身由两对线路完成，一对发送，一对接受。电信各用户局之间的线路通常是四线电路。
传输指标
传输速率，误码率，误位率，信道带宽，信道容量，时延，传播时延带宽积和往返时延。
传输速率 波特/秒
传输速率RB=信息速率RbXlog2^M(采用的进制）
信道带宽与信道容量
信道带宽是指信道中传输的信息在不失真的情况下所占的频率范围，单位Hz
由信道物理特性所决定。
信道容量是指单位时间内信道上所能传输的最大位数，用位/秒表示。
时延
一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一端所需的时间。
传播时延，从一个站点发送数据到目的的站点开始接收数据所需的时间
传播时延=信道长度/信号在信道上的传输速率
一般电缆速度是光速的2/3
发送时延，
发送时延是发送数据所需要的时间，从一个站点开始接收数据到数据接收结束所需要的时间
发送时延=需要发送的数据块长度/信道带宽
排队时延
数据在交换节点为存储转发而进行的一些必要处理所花费的时间。数据在交换节点等待发送在缓存的队列中排队所经历的时延。
总时延=传播时延+发送时延+排队时延
模拟信号，电话线上的传送的电信号是模拟用户声音大小的变化而变化。，在时间上或是在幅度上都是连续的。
模拟信号直观，容易实现，但其保密性差和抗干扰能力差。电信号在沿线路的传输过程中会受到外界和通信系统内部的各种噪音干扰，噪音和信号混合后难以分开。
数字信号
电报通信中，电报信号是用“点”和“划”组成的电码来表示文字和数字。
有电流表示 1 无电流表示 0 那么点就是 1,0 划就是1，1，1，0
离散不连续的信号，称为数字信号。
（1）加强了通信的保密性，语音信号经A/D 模拟转数字 在经过D/A
(2)提高了抗干扰的能力，数字信号在传输的过程中会混入杂音，可以利用电子电路构成的门限电压（阀值）去衡量输入的信号电压，只有通过达到某一电压幅度，电路才会有输出值，并自动成功整齐的脉冲。较小的杂音电压到达时，由于它低于阀值而被过滤掉，不会引起电路动作。因此再生的信号与原信号完全相同。
缺点
技术要求复杂，同步技术要求精度要高。需要收发双方严格实现同步
占有较高带宽
a/d转换产生量化误差
传输差错
噪音
热噪音，内调制杂音，串扰，脉冲噪音
热噪音：导体中电子震动引起，时刻存在，幅度较小，强度与频率无关。
脉冲噪音：外界电磁干扰引起，是引起传输差错的主要原因。冲击噪音引起相邻的多个数据位出错。
串扰：是信号通路之间产生了不必要的耦合，一般在临近的双绞线之间，或者在运载多个信号的同轴电缆中产生。
内调制杂音：当不同频率的信号共享同一传输介质的时候，可能导致内调制杂音，内调制杂音的结构产生一些这样的信号，频率是两个频率的和，差，倍数。
衰减
信号在传输中，由于媒介的因素，将随时间和距离而减弱的现象。
延时变形
有线传输介质独有的现象。变形是由有线类介质上信号传播速率随着频率而变化所引起的，在一个信号频带中，中心频率附近的信号速度最高，而频带两边的信号速度较低，所以信号变形的的这种效果称为延时变形。由于信号中各种成分延时使得接收到的信息变形的这种效果称为延时变形。由于延时变形，一个码元的信号成分可能溢出到其他的码元，引起信号内部的相互串扰。
通道速率的计算
码元速率B=2W带宽
数据速率C=Wlog2(1+S/N)
S/N 信噪比
数据速率R=Blog2N
N码元种类（调制技术）（位）
dB=10Xlg（S/N）
由于信噪比的比值通常太大，因此通常使用分贝数（dB）来表示
同步方式
异步传输：双方不需要使用某种方式来“对时”数据是按单个的字符来传送，每个字符被加上开始位和停止位，有时还会加上校验位。传输时，这些位按照次序经过媒体，接收方在线路空闲开始受到开始位，开始传输数据，受到停止位，意味线路开始再次空闲。计算机串口就是典型。异步传输中发送和接受时钟要一致。
同步传输：不设置开始停止位，传输一整块数据流必须使用某种方式将传输双方的时钟进行调整。传输一方不停地有规律的定时发出短的脉冲信号，接收方把这些脉冲信号当作时钟调制的依据。同步传输，传输双方需要知道数据块的边界，和异步相似，数据块被加上“前同步码，后同步码” 有时候还会加上校验码。这些组合在传输中称为“帧”。
模拟数据使用数字通道传送
模拟数据必须转化为数字信号，才能传输在数字通道，数字化要经过“采样，量化，编码”三个步骤。
1采样
每隔一定时间间隔，取模拟信号的当前值作为样本，这是模拟信号在某一时刻的瞬时值。一个信号以固定的时间间隔，并以高于这个最大主频两倍的速率进行采样，那么这些样本就包含了原信号的所有信息，然后通过低通滤波器。
2量化
取样得到的样本是连续值，需要量化为离散值，使用二进制码来描述这个样本，受到二进制码位数的限制，这个描述必然是近似值。
3编码
编码是将量化后的样本值变成相应的二进制代码
数字数据使用模拟通道传送
使用调制，用模拟信号对数字数据进行编码，幅度键控ask，频移编码fsk，相移键控psk，在高速的调制技术中正交相移键控qpsk
，四相键控dpsk。三种基本调制经常结合使用。
数字数据使用数字通道传送
使用代码，各种代码的抗噪性和定时能力各不相同。基本的数字编码有单极性码，极性码，双极性码，归零码，不归零码和双相码6种。
长用于局域网的有曼切斯特编码，差分曼切斯特编码，常用于广域网的有4b/5b码和8b/10b码
曼切斯特码是一种双相码，用低到高电平转换表示0，用高到低的电平转换表示1。可以实现自动同步，常用于10m以太网。
差分曼切斯特编码是在曼切斯特编码基础上加上了翻转特性，遇1翻转，遇0不变。常用于令牌环网。每传输1位的信息，就要求线路上有2次电平状态变化2baud，因此要实现100mps的传输速率，就需要200mhz的带宽，编码效率只有50%。
4，5，8，10，B编码，正因为曼切斯特编码的编码效率不高，因此在带宽资源宝贵的广域网以及速率要求更高的局域网中，就出现困难，因此就有mBnB编码，将m位编码成n波特（代码位），每次对m位数据进行编码，将其转为n位符号。
频分复用
当传输媒体的有效带宽比传输要求的带宽高，就可以进行频分复用技术。发送端把被传送的各路信号的频率分割开来，将不同信号分配到不同的频率段。收音机，电视都使用频分复用技术。
频分复用为了避免串扰问题，在相邻的两个信号频率断间有一个“警戒”段。每个信号的信息带宽为fm，警戒带宽为fg，有n路信号，则信道的频带总带宽为f=nx（fm+fg)
调频，无线广播的频率范围是88-108 电视是108-550 数字是550-750
时分复用
传输媒体的传输速率超过信号的数据率，时分复用的每个数据占用了传输媒体的全部频带带宽，但没有占用全部的时间。每个信息源在一个分配周期内占用的时间片叫“时隙”时隙中可能传输了数据，也可能填充的空数据。在时分复用中，每个时隙的使用是固定的
数据率不存在一定的比例情况时，这就难以决定每个时隙的划分，这是使用“脉冲填充”的方法来协调数据源之间不同的数据率。在不同的数据源的数据被填入不同的附加空数据。达到比例水平。
统计时分多路复用
由于时分复用在数据源空闲状态仍然传送该数据源的数据，造成浪费。统计复用是带宽动态分配，异步时分复用，可以动态地将时隙按需分配，不按照时分复用的固定时隙分配。主要应用是数字电视复用器。码率是不恒定的，所以按照复杂程度分配码率，实现统计复用。
实现统计复用的关键
1，如何对图像序列随时进行复杂程度的评估
2，如何适时进行视频业务的带宽动态分配。
波分复用
频分复用的一种形式，应用于光纤通信，不同波长的光线通过同一根光纤传播，和频分复用一样，每个信道有自己的频率范围。也称为色分复用。
数据交换方式
电路交换是一种直接的交换方式，提供了一条临时的专用通道，可以是物理的，也可以是逻辑的。（公用电话网广泛使用的交换方式是电路交换）
特点：电路交换需要在两站间建立一条专用通信链路需要一段时间，叫做呼叫建立时间，在通信链路建立工程中由于交换网繁忙等原因，而是建立失败，交换网则要拆除已建立的部分电路，用户需要挂掉重播，称为呼损。
信道是专用的，利用率比较低。
优势：提供给用户的是“透明通路”，交换网对用户信息的编码方式，信息格式以及传输控制程序都不加限制，有双方决定。在·传输的过程中，在每个节点的延时都可以忽略，数据以固定的数据率传输，除了传播延时，没有其他的延时，适用于实时大批量连续的数据传输。
存储交换
输入的信息在交换设备控制下先存入缓冲存储器暂存，并对存储的数据进行一些必要的处理，等待输出线路空闲时，再输出。
存储交换分为报文交换和报文分组交换。
报文交换
报文交换网中，网络节点通常为一台专用的计算机，配备足够的外存，按照目的地址转发到下一个合适的节点，被称为存储转发。
报文中有源地址和目的地址，差错检查和纠错，流量控制，速率控制，编码转换。
报文交换不要求交换网为通信双方预先建立一条专用的数据通路，不存在建立电路和拆除电路的过程，每个节点在存储转发中都要校验，纠错功能，数据传输的可靠性高。
缺点：由于采用对报文完整的接受和存储，检错，纠错，转发，产生了节点延时，并且交换对报文长度没有限制，报文可以很长，这是就可能使报文长时间占用某两节点之间的链路，不利于实时交互通信。
报文分组交换
这是对报文交换缺点所做的一种手段。
把很长的报文分成若干较短的，标准的“报文分组”，以组为单位进行发送，暂存和转发。加入分组编号，最好在接收端将各报文分组按编号顺序再重新组成报文。
优点：报文分组短，在各个不同的节点传送比较灵活。分组路径自行选择，不必等待其他分组到齐，报文短，传输中差错较少且一旦出错容易纠正。
报文到达目的节点，先去掉附加的冗余控制信息，再按编号组原来的报文，传送给用户。配合节点机和通信软件完成。（不同传输路径，可能产生失序，重复，丢失等情况)
数据报
对于短报文，一个报文分组就足够容纳所传送的数据信息。单个报文分组叫做数据报，每个分组的传送是单独处理，本身携带有足够的信息。数据报服务是无连接的服务。
虚电路
为了弥补报文分组交换方式的不足，减轻目的节点对报文分组进行重组的负担。在发送者和接受者之间建立一条逻辑电路，一条物理链路可以建立多条逻辑链路。虚电路一经建立就要赋予虚电路好，反映信息的传输通道。这样报文就不必要再注明全部地址，相应地缩短了信息量。
两种建立虚电路的方法：
交换虚电路：像打电话一样，临时建立客户之间的虚电路，一次完整通信，分为3个阶段，呼叫建立，数据传送，拆线。适用于数据传输量小，随机性强的场合。
永久虚电路：如同租用专线一样，在客户之间建立固定的通路。它的建立有网络管理中心预先根据客户需求而设定，只有数据传输阶段，没有了建立与拆线。
信元交换
ATM采用的交换方式，很大程度就是按照虚电路方式进行分组交换，信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息的信元不需要在传输链路上周期性出现。
ATM协议包括物理层，ATM层，ATM适配层，和高层，物理层负责ATM信元的线路编码，并将信元递交给物理介质。传输汇聚层从ATM层接受信元。组装成适当格式后传送给物理介质子层。。无信息传输时，由传输层插入空闲信元，以保持信元流的连续。接受端,传输汇聚层从来自物理介质子层的位流中提取信元，验证信元头，删去空闲信元。传递给ATM层
ATM层：负责生成信元
一般流量控制GFC：仅在UNI信元中存在，ATM只在端设备与用户设备处进行流控制。
虚路径标识符VPI：在ATM中，若干虚通道组成一个虚路径，并以/vp作为网络管理单位，相当于X.25中的逻辑信道群号。
虚通道表示符VCI:标志一个VPI群中的唯一呼叫，在呼叫建立是分配，呼叫结束时释放。ATM中呼叫由VPI和VCI共同决定。唯一决定。
净荷类型PTI，用于指示信息字段的信息是用户信息还是网络信息。
信元抛弃优先级CLP，当clp为1 表示当网络拥塞时可以抛弃该信元：相反0 不能
信头差错控制HEC，为了提高处理效率，ATM仅进行信头差错控制，以防VOI/VCI差错
用户与网络之间接口UNI：ATM终端机和ATM网间的通信接口
网络与网络之间接口NNI：ATM网络与ATM网络的通信接口
ATM高层
这是一个与业务相关的高层。按速率，分5层
1为定位速率UBR，对传输速率没有指定，但可靠性要求很高，尽力去传输，用于传输IP分组
2不变位速率CBR，面向连接，有固定的带宽要求，适用实时的话音和视频信号传输，即模拟铜线和光纤通道。
3可变为速率ABR，只需要指定峰值和谷值，用于突发性的通讯
4可变位速率VBR，允许随时可变的带宽，但必须指定峰值，带宽，最大突发数据长度和必须维持的的最低速率。
5用户或厂家自定义的服务，当需要传输压缩的视频流数据时，采用的服务类别最好是rt-VBR
ATM适配层
AAL是高层和ATM层间的接口
AAL1：这种通信类型适用与面向持续，并且在接续点检具有定时关系，不变率业务
AAL2：和aal1相似，与aal1的区别在于aal2为可变位率，因此其传输的为是随业务的变法而变法。
AAL3/4：消息模式适合固定大小或可变长度的真数据，流模式合适传输低延时的低俗可变长数据分组。面向连接无无连接服务
AAL5：这个针对计算机行业提出，无连接，可变位，不需要传输到远端的定时信息，主要用于写道ip数据分组。
广播
概念：多个节点共享一个通信信道，节点以广播形式发布信息，该节点发出的信息会被其他处源节点所以节点接收到。
传输介质
双绞线：分为UTP非屏蔽双绞线和STP屏蔽双绞线。
直通线：两端T568A/B
交叉线：一端A一端B
同轴电缆：传输信号的铜芯和用于屏蔽的导体是共轴的，
基带同轴电缆（粗同轴电缆）宽带同轴电缆（细同轴电缆）
同轴电缆是一种屏蔽电缆，传输距离长，信号稳定。在高档监视器，音响设备中经常用来传输音频，视频信号。（组网中，一个节点发送故障，就会影响整个线缆上的所有机器）
光纤
传输频道宽，通信容量大，耗损低，电磁绝缘性好，重量轻，工作性能可靠。
光纤分单模光纤和多模光纤
单模光纤：纤芯直径很小，在给定的的工作波长只能以单一模式传输，传输频带宽，量大。像一条线传输，传输远，造价比较高，需要激光作为光源，一般用于广域网主干网络
多模光纤：给定的工作波长上能以多个模式同时传输的光纤，数据传输速率小於单模光纤，当时相对便宜，可以以发光二极管作为光源，一般是局域网组网的传输介质。
无线电
导体中电流强弱的改变会产生无限电波，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波电波通过空间传播达到收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流，通过解调将信息从电流变化中提取出来，达到信息的传递。
频率范围3KHz-300GHz
长波：波长>1000m,频率30khz-300khz
中波：波长100-1000m，频率300khz-3mhz
短波：波长10-100m，频率3mhz-30mhz
超短波：波长1-10m，频率30mhz-300mhz
微波：1mm-1m，频率300mhz-300ghz
无线电可以被电离层反射，因此被广泛用于通信。
中波主要沿地面传播，绕射能力强，适用于广播和海上通信。短波去有较强的电离层反射能力，适用于环球通信。超短波和微波的绕射能力较差，可作为视距或者超视距中继通信。
低频无线电穿透能力强，随传输距离增加能量迅速减弱
高频无线电则受障碍物。天气影响大。
微波
通过一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展，数字微波产生了一个革命性的变化，现今的卫星通信，移动通信，全数字电视传输，通过高速有线无线的接入。
微波优点（陆地微波，卫星微波）
1频带宽，通信容量大，多波道同时工作互不影响。
2抗干扰，噪声不积累，微波线路中，采用数字信号进行处理再生中继器，不会随着传输距离的增加噪声积累，模拟微波通信的线路是积累的。
3保密性强。采用随机码对输入信息进行扩展频谱编码处理，然后调制。
4通信灵活，移动性高
检错于纠错
奇偶校验
海明码和恒比码
循环冗余校验码（网络通信及磁盘存储）