Передача данных
Коммуникация передачи данных , включая передачу данных и прием данных , представляет собой передачу данных , передаваемые и полученные по точке с точки зрения или с точки зрения или с точки зрения канала связи . Примерами таких каналов являются медные провода , оптические волокна , беспроводная связь с использованием радиопередачи , носителя хранения и компьютерных шин . Данные представлены как электромагнитный сигнал , такой как электрическое напряжение , радиоволновый , микроволновый или инфракрасный сигнал.
Аналоговая передача - это метод передачи голоса, данных, изображения, сигнала или видео с использованием непрерывного сигнала, который варьируется по амплитуде, фазе или каким -либо другим свойствам пропорционально переменной. Сообщения либо представлены последовательности импульсов с помощью кода линии ( базовой полосы передача ), либо ограниченным набором непрерывно изменяющихся сигналов ( полосы пропускания передача ), используя метод цифровой модуляции . Модуляция полосы пропускания и соответствующая демодуляция осуществляется модемом оборудованием.
Цифровая связь , включая цифровую передачу и цифровой прием , представляет собой передачу Либо оцифрованный аналоговый сигнал, либо рожденный цифровой бит . [ 1 ] Согласно наиболее распространенному определению, компоненты битовой полосы базовой полосы и полосы пропускания считаются частью цифрового сигнала ; Альтернативное определение рассматривает только сигнал Baseband как цифровой, а передача цифровых данных цифровых данных как форма преобразования цифрового в анализ .
Различие между родственными субъектами
[ редактировать ]Курсы и учебники в области передачи данных [ 1 ] а также цифровая передача [ 2 ] [ 3 ] и цифровые коммуникации [ 4 ] [ 5 ] иметь аналогичный контент.
Цифровая передача или передача данных традиционно принадлежит телекоммуникациям и электротехнике . Основные принципы передачи данных также могут быть рассмотрены в области компьютерной науки или компьютерной инженерии об связи с данными, которая также включает в себя приложения для компьютерных сетей и протоколы связи , например, маршрутизация, переключение и межпроцесс . Хотя протокол управления передачей (TCP) включает в себя передачу, TCP и другие протоколы транспортного уровня рассматриваются в компьютерных сетях, но не обсуждаются в учебнике или курсе о передаче данных.
В большинстве учебников термин аналоговая передача относится к передаче аналогового сигнала сообщения (без оцифровки) с помощью аналогового сигнала, либо в виде немодулированного сигнала базовой полосы, либо в качестве сигнала полосы пропускания, используя метод аналоговой модуляции, такой как AM или fm . сигналы базовой полосы аналогов, Он также может включать в себя модулированные модулированные модулированные такие как модуляция ширины импульса. В нескольких книгах в рамках традиции компьютерных сетей аналоговая передача также относится к передаче проходов битовых потоков с использованием методов цифровой модуляции, таких как FSK , PSK и Ask . Обратите внимание, что эти методы описаны в учебниках с названием цифровой передачи или передачи данных, например. [ 1 ]
Теоретические аспекты передачи данных охватываются теорией информации и теорией кодирования .
Протоколы слои и субъекты
[ редактировать ]| Модель OSI слоем |
|---|
Курсы и учебники в области передачи данных обычно касаются следующих слоев и тем и тем:
- Слой 1, физический слой :
- Кодирование канала , включая
- модуляции Цифровая схемы
- кодирования линии Схемы
- Коды коррекции ошибок вперед (FEC)
- Битовая синхронизация
- Мультиплексирование
- Выравнивание
- Каналы модели
- Кодирование канала , включая
- Уровень 2, уровень канала данных :
- Слой 6, слой презентации :
- Исходное кодирование (оцифровка и сжатие данных) и теория информации.
- Криптография (может произойти на любом слое)
Также распространено дело с межслойным дизайном этих трех слоев. [ 7 ]
Приложения и история
[ редактировать ]Данные (в основном, но не исключительно информационные ) были отправлены через неэлектронные (например , оптические , акустические , механические ) средства с момента появления связи . Данные аналогового сигнала были отправлены в электронном виде с момента появления телефона . Тем не менее, первыми приложениями электромагнитной передачи данных в современное время были электрическая телеграфия (1809) и Teletypewriters (1906), которые являются цифровыми сигналами . Фундаментальная теоретическая работа по передаче данных и теории информации Гарри Найквиста , Ральфа Хартли , Клода Шеннона и других в начале 20 -го века была сделана с учетом этих приложений.
В начале 1960-х Пол Баран изобрел распределенные адаптивные коммутации блоков сообщений для цифровой связи голосовых сообщений, используя переключатели, которые были недорогой электроникой. [ 8 ] [ 9 ] Дональд Дэвис изобрел и внедрил современную передачу данных в течение 1965-7, включая переключение пакетов , высокоскоростные маршрутизаторы , протоколы связи , иерархические компьютерные сети и сущность сквозного принципа . [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Работа Барана не включала маршрутизаторы с переключателями программного обеспечения и протоколами связи, а также идея, что пользователи, а не сама сеть, обеспечит надежность . [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Оба были оригинальными вкладами, которые повлияли на разработку компьютерных сетей . [ 17 ] [ 18 ]
Передача данных используется на компьютерах в компьютерных шинах и для связи с периферийным оборудованием через параллельные порты и последовательные порты , такие как RS-232 (1969), Firewire (1995) и USB (1996). Принципы передачи данных также используются в носителях хранения для обнаружения и коррекции ошибок с 1951 года. Первым практическим методом для преодоления проблемы точного получения данных получателем с использованием цифрового кода был код Баркера, изобретенное Рональдом Хью Баркером в 1952 в 1953 году. [ 19 ] Передача данных используется в компьютерном сетевом оборудовании, таком как Modems (1940), адаптеры локальной сети (LAN) (1964), ретрансляторы , концентраторы Repeater , микроволновые ссылки , точки доступа к беспроводной сети (1997) и т. Д.
В телефонных сетях цифровая связь используется для передачи многих телефонных вызовов по одному и тому же медному кабелю или волоконно-кабелю с помощью модуляции импульсного кода (PCM) в сочетании с мультиплексированием времени дивизиона (TDM) (1962). Телефонные обмены стали цифровыми и контролируемыми программными средствами, что облегчает многие услуги с добавленной стоимостью. Например, первая телефонная обмена AX была представлена в 1976 году. Цифровая связь с конечным пользователем с использованием интегрированных служб Digital Network (ISDN) стала доступной в конце 1980 -х годов. С конца 1990-х годов методы широкополосного доступа, такие как ADSL , кабельные модемы , волокно-строительство (FTTB) и волокно-до-дому (FTTH), стали широко распространенными для небольших офисов и домов. Текущая тенденция состоит в том, чтобы заменить традиционные услуги телекоммуникации на коммуникацию в пакетном режиме, такую как IP -телефония и IPTV .
Передача аналоговых сигналов в цифровом виде обеспечивает большую возможность обработки сигналов . Способность обрабатывать сигнал связи означает, что ошибки, вызванные случайными процессами, могут быть обнаружены и скорректированы. Цифровые сигналы также могут быть отобраны вместо непрерывно контролируемых. Мультиплексирование нескольких цифровых сигналов намного проще по сравнению с мультиплексированием аналоговых сигналов. Из-за всех этих преимуществ, из-за обширного спроса на передачу компьютерных данных и способности цифровых коммуникаций сделать это и из-за недавних достижений в широкополосных каналах связи и твердотельной электроники позволили инженерам полностью реализовать эти преимущества, цифровые коммуникации выросли быстро.
Цифровая революция также привела к многим приложениям для цифровых телекоммуникаций, где применяются принципы передачи данных. Примеры включают второе поколение (1991) и более поздние сотовой связи , видеоконференции , Digital TV (1998), Digital Radio (1999) и телеметрия .
Передача данных, цифровая передача или цифровая связь-это передача данных по точке с точки зрения или канала связи с точкой до момента. Примеры таких каналов включают медные провода, оптические волокна, каналы беспроводной связи, носитель и компьютерные автобусы. Данные представлены как электромагнитный сигнал , такой как электрическое напряжение, радиоволновая, микроволновая или инфракрасная свет.
В то время как аналоговая передача является передачей непрерывно изменяющегося аналогового сигнала по аналоговому каналу, цифровая связь - это передача дискретных сообщений по цифровому или аналоговому каналу. Сообщения либо представлены последовательности импульсов с помощью кода линии (передача базовой полосы), либо ограниченным набором непрерывно изменяющихся волновых форм (передача полосы пропускания), используя метод цифровой модуляции. Модуляция полосы пропускания и соответствующая демодуляция (также известная как обнаружение) осуществляется модемом оборудованием. Согласно наиболее распространенному определению цифрового сигнала, сигналы как полоса, так и сигналы полосы пропускания, представляющие битовые потоки, рассматриваются как цифровая передача, в то время как альтернативное определение рассматривает только сигнал базовой полосы как цифровой и передача цифровых данных как форма цифровых преобразование аналога. [ Цитация необходима ]
Передаваемые данные могут быть цифровыми сообщениями, происходящими из источника данных, например, компьютера или клавиатуры. Это также может быть аналоговый сигнал, такой как телефонный звонок или видеосигнал, оцифрованное в битовую поток, например, с использованием модуляции импульсного кода (PCM) или более расширенного исходного кодирования (конверсия аналога в цифровое и сжатие данных) Полем Это исходное кодирование и декодирование осуществляется оборудованием кодека.
Серийная и параллельная передача
[ редактировать ]В телекоммуникациях последовательная передача представляет собой последовательную передачу элементов сигнала группы, представляющей символ или другой объект данных . Цифровые последовательные передачи - это биты, отправляемые по одному проволоке, частоте или оптическому пути последовательно. Поскольку это требует меньшей обработки сигналов и меньше шансов на ошибку, чем параллельная передача, скорость передачи каждого отдельного пути может быть быстрее. Это может быть использовано на более длительных расстояниях, и можно легко отправить контрольную цифру или бит паритета вместе с данными.
Параллельная передача - это одновременная передача элементов связанных сигналов по двум или более отдельным путям. Используются несколько электрических проводов, которые могут передавать несколько бит одновременно, что позволяет получить более высокие скорости передачи данных, чем можно достичь с помощью последовательной передачи. Этот метод обычно используется внутри компьютера, например, внутренние шины, а иногда и внешне для таких вещей, как принтеры. Время перекоса может быть значительной проблемой в этих системах, поскольку провода в параллельной передаче данных, неизбежно, имеют немного разные свойства, поэтому некоторые биты могут прибыть перед другими, что может испортить сообщение. Эта проблема имеет тенденцию ухудшаться с расстоянием, делая параллельную передачу данных менее надежной для больших расстояний.
Каналы связи
[ редактировать ]Некоторые типы каналов связи включают в себя:
Асинхронная и синхронная передача данных
[ редактировать ]Асинхронная последовательная связь использует биты Start и Stop, чтобы обозначить начало и конец передачи. [ 20 ] Этот метод передачи используется, когда данные отправляются периодически, в отличие от твердого потока.
Синхронная передача синхронизирует скорости передачи как при приемной, так и в конце передачи с использованием часов . Часы могут быть отдельным сигналом или встроены в данные . Затем между двумя узлами отправляется постоянный поток данных. Из -за отсутствия начала и остановки скорость передачи данных может быть более эффективной.
Смотрите также
[ редактировать ]- Интернет -работа
- СМИ (общение)
- Сетевая безопасность
- Передача данных узел в узле
- Передача (устранение неоднозначности)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в AP Clark, «Принципы передачи цифровых данных», опубликованная Wiley, 1983
- ^ Дэвид Р. Смит, «Цифровые системы передачи», Kluwer International Publishers, 2003, ISBN 1-4020-7587-1 . Смотрите таблицу содержимого .
- ^ Серхио Бенедетто, Эзио Биглиери, «Принципы цифровой передачи: с беспроводными приложениями», Springer 2008, ISBN 0-306-45753-9 , ISBN 978-0-306-45753-1 . Смотрите таблицу содержимого
- ^ Саймон Хейкин, «Цифровые коммуникации», Джон Уайли и сыновья, 1988. ISBN 978-0-471-62947-4 . Смотрите таблицу содержимого .
- ^ Джон Проакис, «Цифровые коммуникации», 4-е издание, McGraw-Hill, 2000. ISBN 0-07-232111-3 . Смотрите таблицу содержимого .
- ^ «X.225: Информационные технологии-Открытые системы Взаимосвязь-Протокол сеанса, ориентированный на соединение: спецификация протокола» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2021 года . Получено 10 марта 2023 года .
- ^ F. Foukalas et al., «Процессы для проектирования для беспроводных мобильных сетей: опрос и таксономия»
- ^ Баран, Пол (2002). «Начало переключения пакетов: некоторые базовые концепции» (PDF) . IEEE Communication Magazine . 40 (7): 42–48. doi : 10.1109/mcom.2002.1018006 . ISSN 0163-6804 . Архивировано (PDF) из оригинала на 2022-10-10.
По сути, вся работа была определена к 1961 году, и вступила в официальную письменную форму в 1962 году. Идея дат маршрутизации горячего картофеля с конца 1960 года.
- ^ «Пол Баран и происхождение Интернета» . Ранд Корпорация . Получено 2020-02-15 .
- ^ Йейтс, Дэвид М. (1997). Наследие Тьюринга: история вычислений в Национальной физической лаборатории 1945-1995 . Национальный музей науки и промышленности. С. 132–4. ISBN 978-0-901805-94-2 Полем
Изобретение Дэвиса по переключению пакетов и проектированию компьютерных сетей связи ... были краеугольным камнем разработки, которая привела к Интернету
- ^ Нотон, Джон (2000) [1999]. Краткая история будущего . Феникс. п. 292. ISBN 9780753810934 .
- ^ Кэмпбелл-Келли, Мартин (1987). «Связь данных в Национальной физической лаборатории (1965-1975)» . Анналы истории вычислений . 9 (3/4): 221–247. doi : 10.1109/mahc.1987.10023 . S2CID 8172150 .
Первое появление в печати термина протокола в контексте передачи данных ... Следующими аппаратными задачами были подробный дизайн интерфейса между устройствами терминалов и коммутационным компьютером, а также расположения для обеспечения надежной передачи пакетов данных над Высокоскоростные линии
- ^ Дэвис, Дональд; Бартлетт, Кит; Скантлбери, Роджер; Уилкинсон, Петр (октябрь 1967 г.). Цифровая коммуникационная сеть для компьютеров, дающих быстрый ответ на удаленных терминалах (PDF) . Симпозиум ACM по принципам операционных систем. Архивировано (PDF) из оригинала на 2022-10-10 . Получено 2020-09-15 . «Все пользователи сети предоставят себе какое -то контроль ошибок»
- ^ Kleinrock, L. (1978). «Принципы и уроки в пакетных коммуникациях» . Труды IEEE . 66 (11): 1320–1329. doi : 10.1109/proc.1978.11143 . ISSN 0018-9219 .
Пол Баран ... сосредоточился на процедурах маршрутизации и на выживаемости распределенных систем связи в враждебной среде, но не концентрировался на необходимости совместного использования ресурсов в его форме, как мы теперь понимаем; Действительно, концепция программного переключателя не присутствовала в его работе.
- ^ Пелки, Джеймс Л. "6.1 Подсеть связи: BBN 1969" . Предпринимательский капитализм и инновации: история компьютерных коммуникаций 1968–1988 .
Как вспоминает Кан: ... вклад Пола Барана ... Я также думаю, что Павел был почти полностью мотивирован голосовыми соображениями. Если вы посмотрите на то, что он написал, он говорил о переключателях, которые были недорогими электроникой. Идея поставить мощные компьютеры в этих местах не пришла ему в голову как экономически эффективная. Таким образом, идея компьютерных переключателей отсутствовала. В то время в то время не было протоколов. И идея общения с компьютером-компьютером была действительно второстепенной проблемой.
- ^ Уолдроп, М. Митчелл (2018). Машина мечты . Полоска пресса. п. 286. ISBN 978-1-953953-36-0 Полем
Баран уделял больше внимания цифровой голосовой связи, чем на компьютерных коммуникациях.
- ^ «Реальная история о том, как Интернет стал таким уязвимым» . Вашингтон пост . Архивировано с оригинала 2015-05-30 . Получено 2020-02-18 .
Историки приносят оригинальную информацию уэльскому ученому Дональду В. Дэвису и американскому инженеру Пол Баран
- ^ История Arpanet: первое десятилетие (PDF) (отчет). Bolt, Beranek & Newman Inc. 1 апреля 1981 года. С. 13, 53 из 183 (III-11 на печатной копии). Архивировано из оригинала 1 декабря 2012 года.
Помимо технических проблем взаимосвязанного компьютеров с коммуникационными цепями, понятие компьютерных сетей рассматривалось в ряде мест с теоретической точки зрения. Особо следила за работой, проделанной Полом Баран и другими в корпорации RAND в исследовании «о распределенных коммуникациях» в начале 1960 -х годов. Также следует отметить работу, проделанную Дональдом Дэвисом и другими в Национальной физической лаборатории в Англии в середине 1960-х годов. ... Еще одно раннее развитие сети, которая повлияла на развитие Arpanet, была предпринята в Национальной физической лаборатории в Мидлсексе, Англия, под руководством DW Davies.
- ^ Баркер, RH (1953). Групповая синхронизация бинарных цифровых систем . Теория общения: Баттерворт. С. 273–287.
- ^ «Что такое асинхронная передача? - определение из Techopedia» . Techopedia.com . Получено 2017-12-08 .
| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|
