数据通信系统的基本模型

数据通信系统的基本模型
上节是从宏观上来看数据系统的基本组成的，如果从数据通信原理角度来看，数据通信系统是通过数据电路将分布在异地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。典型的数据通信系统模型由数据终端设备、数据电路和计算机系统三部分组成，如图3-2所示。

图3-2  数据通信系统组成

1．数据终端设备（DTE）
在数据通信系统中，用于发送和接收数据的设备称为数据终端设备（简称DTE）。DTE可能是大、中、小型计算机，也可能是一台只接收数据的打印机，所以说DTE属于用户范畴，其种类繁多，功能差别较大。从计算机和计算机通信系统的观点来看：终端是输入/输出的工具；从数据通信网络的观点来看：计算机和终端都称为网络的数据终端设备，简称终端。
在图3-2中的数据终端组成中，输入/输出设备很好理解，值得一提的是通信控制器。由于数据通信是计算机与计算机或计算机与终端间的通信，为了有效而可靠地进行通信，通信双方必须按一定的规程进行，如收发双方的同步、差错控制、传输链路的建立、维待和拆除及数据流量控制等，这一功能就是由网络中的通信控制器来完成的。在通信控制器中实现上述功能不像传统电话通信那样靠硬件来实现，在计算机网络的数据通信中，通信控制器是通过一种称之为“协议”的软件来实现的。不同的网络，在通信控制器中可能会有不同的协议软件。
另外数据终端的类型有很多种，有简单终端和智能终端、同步终端和异步终端、本地终端和远程终端等，需要解释的是同步终端和异步终端。同步终端是以帧同步方式（如X.25、HDLC等）和字符同步方式（如BSC）工作的终端；异步终端是起止式终端，在每个字符的首尾加“起”和“止”比特，以实现收发双方的同步，字符和字符之间的间隙时间可以任意长，因此称为异步。
数据终端还可分为分组型终端（PT）和非分组型终端（NPT）两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端（TeLetex）、用户分组装拆设备（PAD）、用户分组交换机、专用电话交换机（PABX）、可视图文接入设备（VAP）和局域网（LAN）等各种专用终端设备；非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端和用户电报终端等各种专用终端。
2．数据电路终接设备（DCE）
用来连接DTE与数据通信网络的设备称为数据电路终接设备（DCE），该设备为用户设备提供入网的连接点。DCE的功能就是完成数据信号的变换。因为传输信道可能是模拟的，也可能是数字的，DTE发出的数据信号不适合信道传输，所以要把数据信号变成适合信道传输的信号。利用模拟信道传输，要进行“数字→模拟”变换，方法就是调制，而接收端要进行反变换，即“模拟→数字”变换，这就是解调，实现调制与解调的设备称为调制解调器（MODEM）。因此调制解调器就是模拟信道的数据电路终接设备。在利用数字信道传输信号时不需调制解调器，但DTE发出的数据信号也要经过某些变换才能有效而可靠地传输，对应的DCE即数据服务单元（DSU），其功能是码型和电平的变换，信道特性的均衡，同步时钟信号的形成，控制接续的建立、保持和拆断（指交换连接情况），维护测试等。
3．数据电路和数据链路
数据电路指的是在线路或信道上加信号变换设备之后形成的二进制比特流通路，它由传输信道及其两端的数据电路终接设备（DCE）组成。如果传输信道为模拟信道，DCE通常就是调制解调器（MODEM）。它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换；如果传输信道为数字信道，DCE的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。
传输信道除有模拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束后再拆除；专线连接由于是固定连接，所以无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。
数据链路是在数据电路已建立的基础上，通过发送方和接收方之间交换“握手”信号，使双方确认后方可开始传输数据的两个或两个以上的终端装置与互联线路的组合体。所谓“握手”信号是指通信双方建立同步联系、使双方设备处于正确收发状态、通信双方相互核对地址等。如图3-2所示，加了通信控制器以后的数据电路称为数据链路。可见数据链路包括物理链路和实现链路协议的硬件和软件。只有建立了数据链路之后，双方DTE才可真正有效地进行数据传输。但要注意的是：在数据通信网中，DTE仅仅操作于相邻的两个节点之间，因此从一个DTE到另一个DTE之间的连接可以操作多段数据链路。