數據通信概念：數字傳輸與模擬傳輸，基帶傳輸與頻帶傳輸。
複用技術：時分複用，頻分複用，碼分複用，統計時分複用。
數據交換方式：電路交換，報文交換，分組交換，信元交換
數據通信是人與機，機與機之間的通信，要求準確性和可靠行比較高，傳輸快，可持續，可擴展性和傳輸響應時間快速，可靈活的通信。
信道：信道是數據傳輸的通路，分爲有線信道和無線信道。 也分爲邏輯信道和物理信道。
信道傳輸按信息傳送的方向和時間分爲：單工，半雙工，全雙工。
單工：單向傳輸，傳統的電視，電臺，沒有交互性
半雙工：可以傳輸兩個方向的數據，但是在一段時間內只能接受一個方向的數據通信，雙向交替。比如對講機的通信。
全雙工：兩個方向的傳輸能夠同時進行。電話
串行通信：數據以位流在一條信道上傳輸，費用低（單線路），傳輸效率也低，爲並行的1/8，收發保證同步，適用於計算機之間通信與遠程通信，通信線路的主要傳輸方式。
並行通信：數字信號與組的方式在多個並行信道上同時傳輸，速度快，不存在字符同步問題。費用高 並行線路間存在電平干擾，適合近距離高速度通信（計算機內部通信）
二線電路與四線電路
二線本身是模擬的，傳輸短，抗干擾弱，電話與電信用戶局是典型應用
四線電路本身由兩對線路完成，一對發送，一對接受。電信各用戶局之間的線路通常是四線電路。
傳輸指標
傳輸速率，誤碼率，誤位率，信道帶寬，信道容量，時延，傳播時延帶寬積和往返時延。
傳輸速率 波特/秒
傳輸速率RB=信息速率RbXlog2^M(採用的進制）
信道帶寬與信道容量
信道帶寬是指信道中傳輸的信息在不失真的情況下所佔的頻率範圍，單位Hz
由信道物理特性所決定。
信道容量是指單位時間內信道上所能傳輸的最大位數，用位/秒錶示。
時延
一個報文或分組從一個網絡的一端傳送到另一端所需的時間。
傳播時延，從一個站點發送數據到目的的站點開始接收數據所需的時間
傳播時延=信道長度/信號在信道上的傳輸速率
一般電纜速度是光速的2/3
發送時延，
發送時延是發送數據所需要的時間，從一個站點開始接收數據到數據接收結束所需要的時間
發送時延=需要發送的數據塊長度/信道帶寬
排隊時延
數據在交換節點爲存儲轉發而進行的一些必要處理所花費的時間。數據在交換節點等待發送在緩存的隊列中排隊所經歷的時延。
總時延=傳播時延+發送時延+排隊時延
模擬信號，電話線上的傳送的電信號是模擬用戶聲音大小的變化而變化。，在時間上或是在幅度上都是連續的。
模擬信號直觀，容易實現，但其保密性差和抗干擾能力差。電信號在沿線路的傳輸過程中會受到外界和通信系統內部的各種噪音干擾，噪音和信號混合後難以分開。
數字信號
電報通信中，電報信號是用“點”和“劃”組成的電碼來表示文字和數字。
有電流表示 1 無電流表示 0 那麼點就是 1,0 劃就是1，1，1，0
離散不連續的信號，稱爲數字信號。
（1）加強了通信的保密性，語音信號經A/D 模擬轉數字 在經過D/A
(2)提高了抗干擾的能力，數字信號在傳輸的過程中會混入雜音，可以利用電子電路構成的門限電壓（閥值）去衡量輸入的信號電壓，只有通過達到某一電壓幅度，電路纔會有輸出值，並自動成功整齊的脈衝。較小的雜音電壓到達時，由於它低於閥值而被過濾掉，不會引起電路動作。因此再生的信號與原信號完全相同。
缺點
技術要求複雜，同步技術要求精度要高。需要收發雙方嚴格實現同步
佔有較高帶寬
a/d轉換產生量化誤差
傳輸差錯
噪音
熱噪音，內調製雜音，串擾，脈衝噪音
熱噪音：導體中電子震動引起，時刻存在，幅度較小，強度與頻率無關。
脈衝噪音：外界電磁干擾引起，是引起傳輸差錯的主要原因。衝擊噪音引起相鄰的多個數據位出錯。
串擾：是信號通路之間產生了不必要的耦合，一般在臨近的雙絞線之間，或者在運載多個信號的同軸電纜中產生。
內調製雜音：當不同頻率的信號共享同一傳輸介質的時候，可能導致內調製雜音，內調製雜音的結構產生一些這樣的信號，頻率是兩個頻率的和，差，倍數。
衰減
信號在傳輸中，由於媒介的因素，將隨時間和距離而減弱的現象。
延時變形
有線傳輸介質獨有的現象。變形是由有線類介質上信號傳播速率隨着頻率而變化所引起的，在一個信號頻帶中，中心頻率附近的信號速度最高，而頻帶兩邊的信號速度較低，所以信號變形的的這種效果稱爲延時變形。由於信號中各種成分延時使得接收到的信息變形的這種效果稱爲延時變形。由於延時變形，一個碼元的信號成分可能溢出到其他的碼元，引起信號內部的相互串擾。
通道速率的計算
碼元速率B=2W帶寬
數據速率C=Wlog2(1+S/N)
S/N 信噪比
數據速率R=Blog2N
N碼元種類（調製技術）（位）
dB=10Xlg（S/N）
由於信噪比的比值通常太大，因此通常使用分貝數（dB）來表示
同步方式
異步傳輸：雙方不需要使用某種方式來“對時”數據是按單個的字符來傳送，每個字符被加上開始位和停止位，有時還會加上校驗位。傳輸時，這些位按照次序經過媒體，接收方在線路空閒開始受到開始位，開始傳輸數據，受到停止位，意味線路開始再次空閒。計算機串口就是典型。異步傳輸中發送和接受時鐘要一致。
同步傳輸：不設置開始停止位，傳輸一整塊數據流必須使用某種方式將傳輸雙方的時鐘進行調整。傳輸一方不停地有規律的定時發出短的脈衝信號，接收方把這些脈衝信號當作時鐘調製的依據。同步傳輸，傳輸雙方需要知道數據塊的邊界，和異步相似，數據塊被加上“前同步碼，後同步碼” 有時候還會加上校驗碼。這些組合在傳輸中稱爲“幀”。
模擬數據使用數字通道傳送
模擬數據必須轉化爲數字信號，才能傳輸在數字通道，數字化要經過“採樣，量化，編碼”三個步驟。
1採樣
每隔一定時間間隔，取模擬信號的當前值作爲樣本，這是模擬信號在某一時刻的瞬時值。一個信號以固定的時間間隔，並以高於這個最大主頻兩倍的速率進行採樣，那麼這些樣本就包含了原信號的所有信息，然後通過低通濾波器。
2量化
取樣得到的樣本是連續值，需要量化爲離散值，使用二進制碼來描述這個樣本，受到二進制碼位數的限制，這個描述必然是近似值。
3編碼
編碼是將量化後的樣本值變成相應的二進制代碼
數字數據使用模擬通道傳送
使用調製，用模擬信號對數字數據進行編碼，幅度鍵控ask，頻移編碼fsk，相移鍵控psk，在高速的調製技術中正交相移鍵控qpsk
，四相鍵控dpsk。三種基本調製經常結合使用。
數字數據使用數字通道傳送
使用代碼，各種代碼的抗噪性和定時能力各不相同。基本的數字編碼有單極性碼，極性碼，雙極性碼，歸零碼，不歸零碼和雙相碼6種。
長用於局域網的有曼切斯特編碼，差分曼切斯特編碼，常用於廣域網的有4b/5b碼和8b/10b碼
曼切斯特碼是一種雙相碼，用低到高電平轉換表示0，用高到低的電平轉換表示1。可以實現自動同步，常用於10m以太網。
差分曼切斯特編碼是在曼切斯特編碼基礎上加上了翻轉特性，遇1翻轉，遇0不變。常用於令牌環網。每傳輸1位的信息，就要求線路上有2次電平狀態變化2baud，因此要實現100mps的傳輸速率，就需要200mhz的帶寬，編碼效率只有50%。
4，5，8，10，B編碼，正因爲曼切斯特編碼的編碼效率不高，因此在帶寬資源寶貴的廣域網以及速率要求更高的局域網中，就出現困難，因此就有mBnB編碼，將m位編碼成n波特（代碼位），每次對m位數據進行編碼，將其轉爲n位符號。
頻分複用
當傳輸媒體的有效帶寬比傳輸要求的帶寬高，就可以進行頻分複用技術。發送端把被傳送的各路信號的頻率分割開來，將不同信號分配到不同的頻率段。收音機，電視都使用頻分複用技術。
頻分複用爲了避免串擾問題，在相鄰的兩個信號頻率斷間有一個“警戒”段。每個信號的信息帶寬爲fm，警戒帶寬爲fg，有n路信號，則信道的頻帶總帶寬爲f=nx（fm+fg)
調頻，無線廣播的頻率範圍是88-108 電視是108-550 數字是550-750
時分複用
傳輸媒體的傳輸速率超過信號的數據率，時分複用的每個數據佔用了傳輸媒體的全部頻帶帶寬，但沒有佔用全部的時間。每個信息源在一個分配週期內佔用的時間片叫“時隙”時隙中可能傳輸了數據，也可能填充的空數據。在時分複用中，每個時隙的使用是固定的
數據率不存在一定的比例情況時，這就難以決定每個時隙的劃分，這是使用“脈衝填充”的方法來協調數據源之間不同的數據率。在不同的數據源的數據被填入不同的附加空數據。達到比例水平。
統計時分多路複用
由於時分複用在數據源空閒狀態仍然傳送該數據源的數據，造成浪費。統計複用是帶寬動態分配，異步時分複用，可以動態地將時隙按需分配，不按照時分複用的固定時隙分配。主要應用是數字電視複用器。碼率是不恆定的，所以按照複雜程度分配碼率，實現統計複用。
實現統計複用的關鍵
1，如何對圖像序列隨時進行復雜程度的評估
2，如何適時進行視頻業務的帶寬動態分配。
波分複用
頻分複用的一種形式，應用於光纖通信，不同波長的光線通過同一根光纖傳播，和頻分複用一樣，每個信道有自己的頻率範圍。也稱爲色分複用。
數據交換方式
電路交換是一種直接的交換方式，提供了一條臨時的專用通道，可以是物理的，也可以是邏輯的。（公用電話網廣泛使用的交換方式是電路交換）
特點：電路交換需要在兩站間建立一條專用通信鏈路需要一段時間，叫做呼叫建立時間，在通信鏈路建立工程中由於交換網繁忙等原因，而是建立失敗，交換網則要拆除已建立的部分電路，用戶需要掛掉重播，稱爲呼損。
信道是專用的，利用率比較低。
優勢：提供給用戶的是“透明通路”，交換網對用戶信息的編碼方式，信息格式以及傳輸控制程序都不加限制，有雙方決定。在·傳輸的過程中，在每個節點的延時都可以忽略，數據以固定的數據率傳輸，除了傳播延時，沒有其他的延時，適用於實時大批量連續的數據傳輸。
存儲交換
輸入的信息在交換設備控制下先存入緩衝存儲器暫存，並對存儲的數據進行一些必要的處理，等待輸出線路空閒時，再輸出。
存儲交換分爲報文交換和報文分組交換。
報文交換
報文交換網中，網絡節點通常爲一臺專用的計算機，配備足夠的外存，按照目的地址轉發到下一個合適的節點，被稱爲存儲轉發。
報文中有源地址和目的地址，差錯檢查和糾錯，流量控制，速率控制，編碼轉換。
報文交換不要求交換網爲通信雙方預先建立一條專用的數據通路，不存在建立電路和拆除電路的過程，每個節點在存儲轉發中都要校驗，糾錯功能，數據傳輸的可靠性高。
缺點：由於採用對報文完整的接受和存儲，檢錯，糾錯，轉發，產生了節點延時，並且交換對報文長度沒有限制，報文可以很長，這是就可能使報文長時間佔用某兩節點之間的鏈路，不利於實時交互通信。
報文分組交換
這是對報文交換缺點所做的一種手段。
把很長的報文分成若干較短的，標準的“報文分組”，以組爲單位進行發送，暫存和轉發。加入分組編號，最好在接收端將各報文分組按編號順序再重新組成報文。
優點：報文分組短，在各個不同的節點傳送比較靈活。分組路徑自行選擇，不必等待其他分組到齊，報文短，傳輸中差錯較少且一旦出錯容易糾正。
報文到達目的節點，先去掉附加的冗餘控制信息，再按編號組原來的報文，傳送給用戶。配合節點機和通信軟件完成。（不同傳輸路徑，可能產生失序，重複，丟失等情況)
數據報
對於短報文，一個報文分組就足夠容納所傳送的數據信息。單個報文分組叫做數據報，每個分組的傳送是單獨處理，本身攜帶有足夠的信息。數據報服務是無連接的服務。
虛電路
爲了彌補報文分組交換方式的不足，減輕目的節點對報文分組進行重組的負擔。在發送者和接受者之間建立一條邏輯電路，一條物理鏈路可以建立多條邏輯鏈路。虛電路一經建立就要賦予虛電路好，反映信息的傳輸通道。這樣報文就不必要再註明全部地址，相應地縮短了信息量。
兩種建立虛電路的方法：
交換虛電路：像打電話一樣，臨時建立客戶之間的虛電路，一次完整通信，分爲3個階段，呼叫建立，數據傳送，拆線。適用於數據傳輸量小，隨機性強的場合。
永久虛電路：如同租用專線一樣，在客戶之間建立固定的通路。它的建立有網絡管理中心預先根據客戶需求而設定，只有數據傳輸階段，沒有了建立與拆線。
信元交換
ATM採用的交換方式，很大程度就是按照虛電路方式進行分組交換，信息被分成信元來傳遞，而包含同一用戶信息的信元不需要在傳輸鏈路上週期性出現。
ATM協議包括物理層，ATM層，ATM適配層，和高層，物理層負責ATM信元的線路編碼，並將信元遞交給物理介質。傳輸匯聚層從ATM層接受信元。組裝成適當格式後傳送給物理介質子層。。無信息傳輸時，由傳輸層插入空閒信元，以保持信元流的連續。接受端,傳輸匯聚層從來自物理介質子層的位流中提取信元，驗證信元頭，刪去空閒信元。傳遞給ATM層
ATM層：負責生成信元
一般流量控制GFC：僅在UNI信元中存在，ATM只在端設備與用戶設備處進行流控制。
虛路徑標識符VPI：在ATM中，若干虛通道組成一個虛路徑，並以/vp作爲網絡管理單位，相當於X.25中的邏輯信道羣號。
虛通道表示符VCI:標誌一個VPI羣中的唯一呼叫，在呼叫建立是分配，呼叫結束時釋放。ATM中呼叫由VPI和VCI共同決定。唯一決定。
淨荷類型PTI，用於指示信息字段的信息是用戶信息還是網絡信息。
信元拋棄優先級CLP，當clp爲1 表示當網絡擁塞時可以拋棄該信元：相反0 不能
信頭差錯控制HEC，爲了提高處理效率，ATM僅進行信頭差錯控制，以防VOI/VCI差錯
用戶與網絡之間接口UNI：ATM終端機和ATM網間的通信接口
網絡與網絡之間接口NNI：ATM網絡與ATM網絡的通信接口
ATM高層
這是一個與業務相關的高層。按速率，分5層
1爲定位速率UBR，對傳輸速率沒有指定，但可靠性要求很高，盡力去傳輸，用於傳輸IP分組
2不變位速率CBR，面向連接，有固定的帶寬要求，適用實時的話音和視頻信號傳輸，即模擬銅線和光纖通道。
3可變爲速率ABR，只需要指定峯值和谷值，用於突發性的通訊
4可變位速率VBR，允許隨時可變的帶寬，但必須指定峯值，帶寬，最大突發數據長度和必須維持的的最低速率。
5用戶或廠家自定義的服務，當需要傳輸壓縮的視頻流數據時，採用的服務類別最好是rt-VBR
ATM適配層
AAL是高層和ATM層間的接口
AAL1：這種通信類型適用與面向持續，並且在接續點檢具有定時關係，不變率業務
AAL2：和aal1相似，與aal1的區別在於aal2爲可變位率，因此其傳輸的爲是隨業務的變法而變法。
AAL3/4：消息模式適合固定大小或可變長度的真數據，流模式合適傳輸低延時的低俗可變長數據分組。面向連接無無連接服務
AAL5：這個針對計算機行業提出，無連接，可變位，不需要傳輸到遠端的定時信息，主要用於寫道ip數據分組。
廣播
概念：多個節點共享一個通信信道，節點以廣播形式發佈信息，該節點發出的信息會被其他處源節點所以節點接收到。
傳輸介質
雙絞線：分爲UTP非屏蔽雙絞線和STP屏蔽雙絞線。
直通線：兩端T568A/B
交叉線：一端A一端B
同軸電纜：傳輸信號的銅芯和用於屏蔽的導體是共軸的，
基帶同軸電纜（粗同軸電纜）寬帶同軸電纜（細同軸電纜）
同軸電纜是一種屏蔽電纜，傳輸距離長，信號穩定。在高檔監視器，音響設備中經常用來傳輸音頻，視頻信號。（組網中，一個節點發送故障，就會影響整個線纜上的所有機器）
光纖
傳輸頻道寬，通信容量大，耗損低，電磁絕緣性好，重量輕，工作性能可靠。
光纖分單模光纖和多模光纖
單模光纖：纖芯直徑很小，在給定的的工作波長只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，量大。像一條線傳輸，傳輸遠，造價比較高，需要激光作爲光源，一般用於廣域網主幹網絡
多模光纖：給定的工作波長上能以多個模式同時傳輸的光纖，數據傳輸速率小於單模光纖，當時相對便宜，可以以發光二極管作爲光源，一般是局域網組網的傳輸介質。
無線電
導體中電流強弱的改變會產生無限電波，通過調製可將信息加載於無線電波之上。當電波電波通過空間傳播達到收信端，電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流，通過解調將信息從電流變化中提取出來，達到信息的傳遞。
頻率範圍3KHz-300GHz
長波：波長>1000m,頻率30khz-300khz
中波：波長100-1000m，頻率300khz-3mhz
短波：波長10-100m，頻率3mhz-30mhz
超短波：波長1-10m，頻率30mhz-300mhz
微波：1mm-1m，頻率300mhz-300ghz
無線電可以被電離層反射，因此被廣泛用於通信。
中波主要沿地面傳播，繞射能力強，適用於廣播和海上通信。短波去有較強的電離層反射能力，適用於環球通信。超短波和微波的繞射能力較差，可作爲視距或者超視距中繼通信。
低頻無線電穿透能力強，隨傳輸距離增加能量迅速減弱
高頻無線電則受障礙物。天氣影響大。
微波
通過一系列自適應衰落對抗技術與高狀態調製與檢測技術的發展，數字微波產生了一個革命性的變化，現今的衛星通信，移動通信，全數字電視傳輸，通過高速有線無線的接入。
微波優點（陸地微波，衛星微波）
1頻帶寬，通信容量大，多波道同時工作互不影響。
2抗干擾，噪聲不積累，微波線路中，採用數字信號進行處理再生中繼器，不會隨着傳輸距離的增加噪聲積累，模擬微波通信的線路是積累的。
3保密性強。採用隨機碼對輸入信息進行擴展頻譜編碼處理，然後調製。
4通信靈活，移動性高
檢錯於糾錯
奇偶校驗
海明碼和恆比碼
循環冗餘校驗碼（網絡通信及磁盤存儲）