数据通信技术基础知识

数据通信技术基础知识汇报人：AA2024-01-192023AAREPORTING数据通信概述数据传输技术数据编码与调制技术数据交换技术数据通信协议数据通信设备与网络互连目录CATALOGUE2023PART01数据通信概述2023REPORTING数据通信是指通过传输媒介，在数据源和数据宿之间实现信息传输与交换的过程。从早期的电报、电话通信，到现代的计算机网络通信，数据通信技术不断演进，传输速度、传输质量和应用范围都得到了极大的提升。数据通信的定义与发展发展历程定义数据源传输媒介数据宿通信协议数据通信系统的组成产生和发送数据的设备或系统，如计算机、传感器等。接收和处理数据的设备或系统，如计算机、服务器等。用于传输数据的物理媒介，如光纤、电缆、无线电波等。规定数据传输格式和规则的标准或约定，如TCP/IP协议、HTTP协议等。计算机网络实现计算机之间的数据传输和资源共享，如局域网、广域网和互联网等。移动通信实现移动设备和基站之间的无线通信，如手机通信、卫星通信等。物联网实现智能设备之间的互联和数据交换，如智能家居、智能交通等。云计算实现数据中心之间的数据传输和计算资源共享，如云计算平台、云存储等。数据通信的应用领域PART02数据传输技术2023REPORTING由两根互相绝缘的铜导线组成，通常用于低速或短距离通信。双绞线由内导体、绝缘层、外导体和护套组成，具有较高的带宽和抗干扰能力。同轴电缆以光为传输介质，通过光的全反射原理进行信号传输，具有高速、远距离和抗干扰等优点。光纤传输介质频带传输利用模拟信道传送数字信号，需进行调制和解调。宽带传输在宽频带上进行多路复用传输，提高信道利用率。基带传输直接传送数字信号，适用于短距离通信。传输模式单位时间内传输的数据量，通常以比特率（bps）表示。传输速率衡量数据传输准确性的指标，表示在传输过程中发生错误的概率。误码率传输速率与误码率PART03数据编码与调制技术2023REPORTING一种简单的二进制编码方式，高电平表示1，低电平表示0。非归零编码（NRZ）每位中间都有跳变，从低到高跳变表示0，从高到低跳变表示1。曼彻斯特编码每位中间的跳变仅用于同步，利用每位开始时有无跳变表示0或1。差分曼彻斯特编码数字数据的数字信号编码03相移键控（PSK）通过改变载波的相位来表示数字信号。01振幅键控（ASK）通过改变载波的振幅来表示数字信号。02频移键控（FSK）通过改变载波的频率来表示数字信号。数字数据的模拟信号调制123将模拟信号转换为数字信号，包括抽样、量化和编码三个步骤。脉冲编码调制（PCM）利用模拟信号的冗余度进行压缩编码，减少量化误差。差分脉冲编码调制（DPCM）一种简单的话音编码技术，适用于语音等模拟信号的数字化传输。增量调制（DM）模拟数据的数字信号编码PART04数据交换技术2023REPORTING电路交换电路交换是一种直接的交换方式，它为一对需要进行通信的装置（站）之间提供一条临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道，既可是物理通道又可是逻辑通道（使用时分或频分复用技术）。这条通道是由节点内部电路对节点间传输路径经过适当选择、连接而完成的，由多个节点和多条节点间传输路径组成的链路。定义通信过程包括建立、占用、释放连接三个阶段。对于发送方和接收方之间的数据传输来说，必须经历呼叫建立、数据传送和释放连接这三个阶段，在通信过程中独占一条电路，数据传送完成后释放连接。特点报文交换定义：报文交换方式的数据单元是报文，报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个站要发送报文时，它将一个目的地址附加到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送到目的节点。特点：报文交换的主要特点是用户信息要经交换机存储和处理，报文以存储转发的方式通过交换机，故其输入与输出电路的速率、编码格式等可以不同，因而容易实现各种不同类型终端设备间的相互通信；由于采用排队机制，加之无呼叫损失，故报文交换可以满足多个用户之间同时通信的要求；报文交换采用“存储-转发”方式进行传送，可以有几条路径不同的路由供选择，故能提高线路的利用率，也可使发送方和接收方在不同速率的情况下进行通信；由于报文长度没有限制，故可传输具有不同规格和内容的报文。定义分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去。特点分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。分组交换ATM交换定义ATM交换技术是一种面向连接的快速分组交换技术，它采用固定长度的信元进行交换和复用。特点ATM交换技术具有高速数据传输、支持多种业务、灵活的带宽分配和连接管理、高效的网络资源利用以及良好的网络管理功能等优点。PART05数据通信协议2023REPORTING物理层负责传输比特流，提供机械、电气、功能和规程特性。数据链路层负责建立、维持和释放数据链路的连接，以及进行差错控制和流量控制。网络层负责分组交换和路由选择，确保数据从源端传输到目的端。OSI参考模型传输层提供端到端的可靠传输服务，处理数据分段、重组、差错控制和流量控制等问题。会话层负责建立、管理和终止会话，以及进行同步控制。表示层负责数据格式的转换、加密和解密、压缩和解压缩等。应用层提供应用程序间的通信服务，如电子邮件、文件传输、远程登录等。OSI参考模型

TCP/IP协议族TCP协议提供可靠的、面向连接的传输服务，通过确认机制、重传机制、流量控制和拥塞控制等保证数据的可靠传输。UDP协议提供无连接的、不可靠的传输服务，适用于实时性要求较高或简单的数据传输场景。IP协议负责网络层的数据传输，通过路由选择将数据从源端传输到目的端。同时提供无连接、不可靠的服务，不保证数据的可靠传输。HDLC（高级数据链路控制）是一种面向比特的数据链路层协议，广泛应用于广域网中。数据链路层协议HDLC帧由标志字段、地址字段、控制字段、信息字段和帧校验序列组成。其中，标志字段用于标识帧的开始和结束；地址字段用于标识接收方的地址；控制字段用于表示帧的类型和功能；信息字段用于传输用户数据；帧校验序列用于进行差错控制。帧结构HDLC协议VSPPP（Point-to-PointProtocol）是一种点对点的数据链路层协议，主要用于拨号上网等场景。帧结构PPP帧由标志字段、地址字段、控制字段、协议字段和信息字段组成。其中，标志字段用于标识帧的开始和结束；地址字段和控制字段固定为特定值；协议字段用于标识上层协议类型；信息字段用于传输用户数据。与HDLC相比，PPP协议更加简单且易于实现。点对点协议PPP协议PART06数据通信设备与网络互连2023REPORTING数据通信设备（DCE）提供数据传输功能的设备，如调制解调器、集线器等。数据传输媒介用于传输数据的物理媒介，如双绞线、同轴电缆、光纤等。数据终端设备（DTE）用于处理用户数据的设备，如计算机、终端等。数据通信设备简介0102中继器（Repeate…用于扩展网络传输距离，放大或再生信号。集线器（Hub）多端口的中继器，将多个设备连接在一起。网桥（Bridge）连接两个局域网，根据MAC地址转发数据帧。交换机（Switch）多端口的网桥，根据MAC地址表转发数据帧。路由器（Router）连接不同网络层协议的网络，根据网络地址转发数据包。030405网络互连设备简介通过命令行对设备进行配置和管理，如Cisco的IOS命令行接口。命令行接口（CLI）图