《网络数据通信》PPT课件.ppt

网络实用技术网络实用技术第 2 章 网络数据通信基础计算机网络实用技术计算机网络实用技术学习目标学习目标数据编码技术数据编码技术数据通信的传输类型数据通信的传输类型数据交换技术数据交换技术差错控制编码差错控制编码数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念本节要点本节要点数据通信系统的构成和基本原理数据通信的常用术语数据通信的主要技术指标数据通信系统的构成和基本原理数据通信系统的构成和基本原理 将计算机或终端与数据传输线路连接起来，达到传输、收集、分配和处理数据目的计算机系统，称其为数据通信系统。AS11AS12AS22通信信道DTE文件文件数据库数据库AB本地连接本地连接DCEDCEDTE逻辑通信物理通信AS21数据通信的常用术语数据通信的常用术语数据数据数据数据信号信号信号信号通信信道通信信道通信信道通信信道数据被定义为有意义的实体，其涉及事物数据被定义为有意义的实体，其涉及事物形式。形式。指信号沿发送器到接收器的通路，包括传指信号沿发送器到接收器的通路，包括传输介质及其有关的中间通信设备。输介质及其有关的中间通信设备。信号是数据的表示形式，它使数据能以适信号是数据的表示形式，它使数据能以适当的形式在介质上传输。当的形式在介质上传输。数据传输数据传输数据传输数据传输数据传输是指电信号把数据从发送端传数据传输是指电信号把数据从发送端传送到接收端的过程。送到接收端的过程。模拟信号模拟信号 数字信号数字信号数据通信的主要技术指标数据通信的主要技术指标码元、数据、报文速率码元、数据、报文速率信道容量是表示一个信道传输信道容量是表示一个信道传输数字信号的能力。数字信号的能力。延迟用来表示网络中相距最远的延迟用来表示网络中相距最远的两个站点之间的传播时间。两个站点之间的传播时间。出错率是衡量数据通信系统或信出错率是衡量数据通信系统或信道传输可靠性的一个指标。道传输可靠性的一个指标。指信道中传输的信号在不失真指信道中传输的信号在不失真的情况下所占据的频率范围的情况下所占据的频率范围14253表示网络或交换设备在单位时间内成表示网络或交换设备在单位时间内成功传输或交换的总信息量。功传输或交换的总信息量。6传输速率传输速率信道带宽信道带宽信道容量信道容量吞吐量吞吐量数据延迟数据延迟出错率出错率用信道中传输的最大数据率作为指标用信道中传输的最大数据率作为指标2.2数据编码技术数据编码技术本节要点本节要点数据转换与编码数字数据的模拟信号编码数字数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码数据转换与编码数据转换与编码数模或模数转换器模拟数据数字数据模拟信号数字信号数据转换数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码模拟信道传输数字信号的简化模型数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码 不归零编码同步时钟曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码数据信号编码方式信号编码方式模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码PCM的基本原理的基本原理2.3数据通信传输类型数据通信传输类型本节要点本节要点并行传输和串行传输异步传输与同步传输多路复用技术并行传输和串行传输并行传输和串行传输串行传输串行传输并行传输并行传输12异步传输与同步传输异步传输与同步传输异步传输异步传输同步传输同步传输12在数据进行异步传输时，在每个字符的前后需要添加起始位和终止位，以此表示一个字符的开始和结束。在数据同步传输中，发送端以固定的时钟信号频率串行发送数据，接收方必须建立与发送方一样的时钟，即实现位同步。多路复用技术多路复用技术波分多路波分多路波分多路波分多路复复复复用技用技用技用技术术术术WDMWDM多路多路多路多路复复复复用技用技用技用技术术术术频频频频分多路分多路分多路分多路复复复复用技用技用技用技术术术术FDMFDM时时时时分多路分多路分多路分多路复复复复用技用技用技用技术术术术TDMTDM码码码码分多路分多路分多路分多路复复复复用技用技用技用技术术术术CDMACDMA频分多路复用技术频分多路复用技术FDM频分复用技术原理频分复用技术原理时分多路复用技术时分多路复用技术TDM时分多路复用原理时分多路复用原理码分多路复用技术码分多路复用技术CDMA 码分复用技术（CDMA，Code Division Multiplexing Access）给每一个用户分配一个地址码，它是基于码型来分割信道的。其分配的地址码码型互不重叠，通过扩频技术，所有用户使用不同的扩频编码来共享信道的频率资源。波分多路复用技术波分多路复用技术WDM 波分多路复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）是将光纤信道按波长划分成多个波段，每一路光信号占用一个波段，利用衍射光栅实现不同频率光波的合成与分解，从而实现多路信号共享一条光纤。2.4数据交换技术数据交换技术本节要点本节要点电路交换技术报文交换技术分组交换技术电路交换技术电路交换技术线路建立阶段线路建立阶段线路建立阶段线路建立阶段数据传输阶段数据传输阶段数据传输阶段数据传输阶段线路拆除阶段线路拆除阶段线路拆除阶段线路拆除阶段建立线路首先应在源站点把目的站点建立连接的请求发送给一建立线路首先应在源站点把目的站点建立连接的请求发送给一个交换结点，交换结点在通向目的站点的路由选择表中找出下个交换结点，交换结点在通向目的站点的路由选择表中找出下一条路由，并为该条线路分配一个未用的通道一条路由，并为该条线路分配一个未用的通道。线路拆除阶段是指当数据通信完后，通信双方应该释放建立线路拆除阶段是指当数据通信完后，通信双方应该释放建立起的通信线路。起的通信线路。由于数据传输是双向的，所以在建立通信线路时需要完成双由于数据传输是双向的，所以在建立通信线路时需要完成双向通信逻辑信道的建立。向通信逻辑信道的建立。报文交换技术报文交换技术 报文交换技术是将用户数据报文存储在交换设备的存储器中，当所需要的传输线路空闲时，由交换设备将该报文发向下站接收交换机或终端。数据报文以“存储-转发”的方式在通信网内传输。分组交换技术分组交换技术数据报分组交换数据报分组交换虚电路分组交换虚电路分组交换12分组数据报交换方式是一种无连接的服务提供方式，在分组流管理中，每一片分组都被独立地处理。虚电路分组交换方式是面向连接的服务提供方式，在数据发送之前要建立一条逻辑连接，连接建立后，分组数据将在这条逻辑连接上传输。2.5差错控制编码差错控制编码本节要点本节要点奇偶校验码循环冗余校验码奇偶校验码奇偶校验码垂直奇偶校验垂直奇偶校验水平奇偶校验水平奇偶校验12数字数字05的垂直奇校验编码的垂直奇校验编码数字数字05的水平奇校验码的水平奇校验码循环冗余校验码循环冗余校验码码多项式码多项式和模和模2 2运算运算循环冗余循环冗余校验实现校验实现方法方法常见的生常见的生成多项式成多项式循环冗余校验码循环冗余校验码码多项式和模码多项式和模2运算运算码码多多项项式式模模2运运算算运算时，首先需要将二进制位串B中的各位数值b0，b1，b2，bm看作一个m阶多项式的系数，然后将此系数构成的多项式M(x)称为该二进制位串的码多项式M(X)，其形式如下：M(X)b0Xm+b1Xm-1+bm-2X2+bm-1X1+bmX0多项式进行模2运算时，加减法运算以2为模，加减时不进位、不错位，这如同逻辑运算的异或运算。循环冗余校验实现方法循环冗余校验实现方法确定多项式确定多项式确定多项式确定多项式进行进行进行进行CRCCRC编码编码编码编码获取原始数据获取原始数据获取原始数据获取原始数据确定一个生成多项式确定一个生成多项式G(X)，如，如G(X)=X4+X2+X，其各项系数，其各项系数为为10110。在发送数据的一方，将需要发送的数据进行在发送数据的一方，将需要发送的数据进行CRC编码编码。常见的生成多项式常见的生成多项式生成多项式作用非常重要，目前国际上推荐使用的生成多项式有如下几个：CRCl2X12+X11+X3+X2+X+1 CRC16X16+X15+X2+1 CRCCCITTX16+X12+X5+1 CRC32=X32+X26+X23+X22+X16+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1 练习练习数据通信系统由哪些部分构成，请简要说明。数据通信系统由哪些部分构成，请简要说明。数据通信主要有哪些技术指标？其各自的含义是什么？数据通信主要有哪些技术指标？其各自的含义是什么？什么是数据编码技术？什么是数据编码技术？其其数字信号编码有哪些方式？数字信号编码有哪些方式？什么是串行传输？其数据线有哪几种类型？什么是串行传输？其数据线有哪几种类型？什么是异步传输？它和同步传输有何不同？什么是异步传输？它和同步传输有何不同？总结：需注意的内容总结：需注意的内容12在数字通信中，一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输在数字通信中，一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输在数字通信中，一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输在数字通信中，一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输速率的大小和传输质量的好坏等；在模拟通信中，我们常使用带宽速率的大小和传输质量的好坏等；在模拟通信中，我们常使用带宽速率的大小和传输质量的好坏等；在模拟通信中，我们常使用带宽速率的大小和传输质量的好坏等；在模拟通信中，我们常使用带宽和波特率来描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率。和波特率来描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率。和波特率来描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率。和波特率来描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率。对于数字编码，最新的编码技术包括脉冲编码调、预测编码、对于数字编码，最新的编码技术包括脉冲编码调、预测编码、对于数字编码，最新的编码技术包括脉冲编码调、预测编码、对于数字编码，最新的编码技术包括脉冲编码调、预测编码、变换编码、统计编码、混合编码和脉冲编码调制这几种。变换编码、统计编码、混合编码和脉冲编码调制这几种。变换编码、统计编码、混合编码和脉冲编码调制这几种。变换编码、统计编码、混合编码和脉冲编码调制这几种。3对于差错编码，则有基于网格的软判决译码算法、对于差错编码，则有基于网格的软判决译码算法、对于差错编码，则有基于网格的软判决译码算法、对于差错编码，则有基于网格的软判决译码算法、TurboTurbo编码、低编码、低编码、低编码、低密度奇偶校验码、网格编码调制和分组编码调制等最新的技术需密度奇偶校验码、网格编码调制和分组编码调制等最新的技术需密度奇偶校验码、网格编码调制和分组编码调制等最新的技术需密度奇偶校验码、网格编码调制和分组编码调制等最新的技术需要了解。要了解。要了解。要了解。