一、数据通信系统的概念
数据通信系统是通信系统的一种，它不同于话音通信系统。数据通信系统（Data Communication System）是通过数据电路将分布在异地的数据终端设备（DTE）连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。在我国的GB/T 14733.5和YD/T 1133标准中给出了数据、数据通信、数据通信网等术语的定义汇总在下表1中。
表1：数据通信中相关术语的定义
二、数据通信系统的基本构成
按照ITU-T的建议，一个数据通信系统基本构成可用图2表示。其中：
图2：数据通信系统的基本构成
1、DTE：DTE（Data Terminal Equipment）称为数据终端设备，是数据通信系统的信源或信宿，如计算机、数据采集或驱动设备等。其功能是实现数据的输入输出、数据处理、存储及通信控制等。DTE是一个功能总称，根据实际需要采用不同的设备。例如，在发送数据的发送端，DTE可以时键盘输入器；在接收数据的接收端，它可以是屏幕显示设备(CRT)，也可以是激光打印机，等等。当然，具有一定处理功能的个人计算机也可称为DTE。
2、DCE：DCE（Data Circuit-terminating Equipment）称为数据电路接口设备，用于数据终端设备DTE与网络数据传输系统间的信号变换，是数据通信网的网络边缘设备。例如MODEM就是一种典型的DCE设备。当数据信号采用不同的传输方式时，DCE的功能有所不同。基带传输时，DCE是对将来自DTE的数据信号进行某些变换，使信号功率谱与信道相适应，即使数据信号适合在传输信道中传输。频带传输时，DCE具体是调制解调器(modem)，它的作用是将送入的数据信号进行载波调制，以便送入模拟的话音信道中去传输，并在收端进行解调处理。同时，MODEM还提供必要的状态信号表示电路接续的建立、维持、拆线及维护测试功能。当利用基带数字信道传输时，虽然不需要调制解调过程，但是仍需要配置相应的接口设备（适配器AT）完成信号的转换（接口转换）、提供传输的时钟频率、线路特性的均衡以及接续过程中状态信号等。
3、数据电路：数据电路位于两个DTE之间，它的作用是为数据通信提供传输通道。在数据电路两端收发的是二进制“1”或“0”的数据信号。数据电路要保证DTE间的数据信号的传输。数据电路由传输信道及其两端的数据电路终接设备(DCE)组成。
4、信道：其信道应包括数据通信的传输部分和交换部分。传输可以是有线传输（电缆、光缆等）或无线传输（微波、卫星等），当然这些传输应是适应于数据传输。交换应是适应于数据的交换方式，如分组交换方式、快速分组交换方式等。其交换网络应是适应于综合业务数据（N-ISD和B-ISDN）的交换网络，如帧中继、ATM、软交换等。
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三、数据通信系统的物理层协议
在DTE与DCE之间的接口中有关比特传送的规定就是物理层协议，它占据OSI模式中的最低层，如下图3所示。数据通信系统物理层协议规定了4个方面的重要特性：机械特性、电气特性、功能特性和过程（或规程）特性。
图3：数据通信系统物理层位置示意图
1、机械特性是指DTE与DCE之间的接插件的类型。通常均有若干信号和控制线从DTE或DCE输出或输人。DTE和DCE之间的连接是利用电缆和接插件来实现的，接插件的种类和引线的分配都属于机械特性。
2、电气特性规定了DTE与DCE之间接口电路上信号发生器与接收器的电气特性，包括信号的发送电平、传输码型、传输速率，它可以分成平衡和非平衡两种接口电路情况。
3、功能特性规定了DTE 和DCE接口间的电路功能，包括数据传送、控制、定时和接地等功能。这些功能是通过在某一根连接线上传送确定的信号来实现的。
4、过程特性规定了DTE和DCE接口电路的通信过程，过程特性是指信号时间次序的应答关系和操作过程规则。
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物理层协议有多种标准，其中主要的有：RS-232-C、RS-449、V.24等。其中RS232C、RS-449是由美国电子工业协会制定的，而V.24是由ITU-T制定的。ITU-TV.24建议、EIA RS-232-C、EIA RS-449关于DTE和DCE接口的有关特性详见这里。
欲详细了解数据这些特性及参数介绍的请进入：ITU-T建议系列；EIA的RS系列
四、数据链路层协议
数据链路是物理链路和实现数据链路层协议的硬件和软件的集和体。它存在于相邻的两个节点之间，从一个DTE到另一个DTE之间的连接可以存在多段数据链路。数据链路层协议是数据单元沿网络中的一条数据链路按顺序传输所必须遵循的规则。数据链路层协议的任务和目的详见下表4中的6个方面。数据链路控制协议包括滑动窗口协议、差错控制协议、数据链路层协议等。
表4：数据链路层协议的任务和目的
1、滑动窗口协议：在数据链路上对信息进行控制，经常采用的方法是窗口控制。窗口控制的主要作用是在数据链路上限制发送帧的最大数量，通过设置一个窗口的宽度来实现，窗宽W规定了允许发送方发送的最大的帧数。窗口控制的实现是通过帧的序号的传递来配合进行的。采用窗口控制协议时，发送站每发送一帧，则发送窗口缩小一格，当W帧全部送完，则窗口将闭合。在接收到确认信号以后，窗口的前沿将发生移动，而使窗口扩大，可以进行后续帧的传送，接收窗口也将有相应的变化。
2、差错控制协议：为了提高数据链路上信息传输的政权性，广泛采用差错控制方法。差错控制的实现可以分为两步进行，第一步是对收到的数据信号进行差错检测，通常采用的方法是循环冗余校验；第二步是当差错检查出来以后，接收端发出自动重发请求（ARQ）。ARQ在数据通信中是提高传输可靠性的重要方法，它与信息流控制配合，保证数据帧有节奏的正确传输。ARQ可以分为三种形式：停止-等待ARQ、返回N连接ARQ和选择重发ARQ。
3、数据链路层协议：链路层控制协议可分为面向字符和面向比特两种。面向字符的协议已较少使用，面向比特的链路控制协议是目前常用的一种控制协议，就是常说的高级数据链路控制协议（HDLC），由国际标准化组织ISO制定。它有如下表4-3所示的4个特点。
表4-3：高级数据链路控制协议（HDLC）的特点
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五、数据通信系统的特点
数据通信传送的是数据，它通常是机器与机器之间的通信或人与机器之间的通信。一般指的是计算机与计算机之间或计算机与其他数据终端之间的通信。它包括数据的处理、存储、传输和交换。早期的数据通信是在模拟电话网、电报网上实现的，到了20世纪70年代，一些国家开始建立公用数据网（如DDN）。多年来随着计算机应用的普及，数据通信网的发展异常迅猛。数据通信是非话业务，它有着与实时的话音通信不同的特点，主要表现在：一是需要有完整的、严格的通信协议的支持。二是数据通信的可靠性要求远比电话通信要高。三是数据通信一般被看作非实时性通信（这里不包括数据化的话音和图像通信）。具体释义详见下表5中。
表5：数据通信与话音通信相比表现的特征
六、数据通信系统的传输质量指标介绍
数据通信网络的通信质量应有专门的指标来衡量。数据通信系统可以使用数据传输速率、带宽、码元传输速率、误码率、吞吐量等性能指标，衡量数据传输的有效性和可靠性。其中有效性主要由数据传输速率、传输延迟、信道带宽、信道容量等指标来衡量；而传输系统的可靠性一般用数据传输的误码率等指标来衡量。下表6给出了数据通信网络的质量指标的名称和含义。
表6：数据通信网络的质量指标名称和含义
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