重庆邮电大学-现代通信技术课件-数据通信

数据通信重庆邮电大学-现代通信技术ppt课件绪论本课程介绍数据通信的基本原理和技术，涵盖数据通信系统、网络协议、网络体系结构、局域网、广域网、移动通信网络等方面。数据通信基础知识数据在数据通信中，数据指的是各种信息，例如文本、图像、音频和视频等。信号数据传输需要使用信号来表示数据。信号可以是电信号、光信号、无线电波等。信道信道是信号传输的物理路径，例如电缆、光纤、无线电波等。通信系统基本组成发送端发送端负责将信息转换为适合在信道中传输的信号。信道信道是信号传输的物理介质，例如电缆、光纤、无线电波等。接收端接收端负责接收信号并将其还原为原始信息。数据通信基本概念和分类数据传输数据传输是指在通信系统中，将信息从一个设备传输到另一个设备的过程。通信协议通信协议是一套规则，规定了数据在网络中传输时的格式、顺序和控制方式。数据传输方式数据传输方式可分为模拟传输和数字传输，模拟传输传输的是连续的信号，而数字传输传输的是离散的信号。传输媒体1双绞线由两根相互绝缘的导线组成，常用于局域网。2同轴电缆具有良好的抗干扰能力，常用于电视信号传输。3光纤具有高带宽和低损耗，是高速数据传输的理想选择。4无线电波利用无线电波进行数据传输，例如Wi-Fi和蜂窝网络。信道编码基本原理增加冗余通过添加冗余位来提高数据传输的可靠性。差错检测接收端利用冗余位检测传输过程中出现的错误。差错纠正某些编码可以自动纠正一些传输错误，无需重新发送数据。线性分组编码1定义将数据分成固定长度的块，并使用线性代数方法进行编码，在每个数据块中添加冗余信息，以提高可靠性。2优点能够有效地检测和纠正传输过程中出现的错误，提高数据传输的可靠性。3应用广泛应用于各种通信系统，例如数字电视、卫星通信和移动通信。卷积编码1生成多项式使用生成多项式确定编码规则。2移位寄存器使用移位寄存器实现编码过程。3纠错能力卷积编码具有较强的纠错能力。差错检测和纠正检测数据传输过程中出现的错误。纠正错误，确保数据完整性。差错控制技术差错控制技术是保证数据传输可靠性的关键技术。它通过添加冗余信息来检测和纠正传输过程中的错误。差错控制技术广泛应用于各种通信系统，如互联网、移动通信等。多路复用技术频分复用将信道划分成多个频带，每个频带分配给不同的用户。时分复用将信道划分成多个时间段，每个时间段分配给不同的用户。码分复用将信道划分成多个码字，每个码字分配给不同的用户。交换技术1电路交换电路交换技术是一种传统的交换技术，在通信之前建立一条专用电路，通信过程中保持电路连接。2报文交换报文交换技术将数据分成报文，每个报文包含完整的地址信息，并按顺序传输到目的地。3分组交换分组交换技术将数据分成数据包，每个数据包包含地址信息和数据内容，并通过网络节点路由到目的地。路由技术路径选择路由器根据网络拓扑结构和数据包的目标地址选择最优路径，将数据包转发到目的地。流量控制路由器可以限制网络流量，防止网络拥塞，并确保网络的稳定性和可靠性。网络安全路由器可以配置访问控制列表，阻止来自特定网络或主机的访问，保护网络安全。网络管理路由器提供网络管理功能，例如监控网络流量，配置网络设备，以及诊断网络故障。协议基本概念通信规则协议定义了数据通信过程中，不同设备之间交换数据的规则和标准。信息传递协议确保数据能够在不同的设备之间准确、高效地传递。共同理解协议提供了一种统一的语言，让不同的设备能够相互理解并协同工作。OSI参考模型OSI参考模型（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel）是由国际标准化组织(ISO)制定的一个开放式网络互连参考模型，它将网络通信过程分成了七层，每层负责特定的功能，并提供相应的接口，以实现不同网络设备和应用之间的互操作性。OSI模型是一个逻辑上的抽象模型，它并没有定义具体的协议，但它为网络协议的开发和标准化提供了一个统一的框架。通过将网络通信过程分层，OSI模型简化了网络设计和管理，并促进不同网络设备和应用之间的互操作性。TCP/IP参考模型TCP/IP参考模型是互联网的核心协议集，它定义了网络设备之间的通信规则。该模型由四层组成：应用层、传输层、网络层和网络接口层。每层协议负责特定的网络功能，并与其他层交互，实现数据传输。数据链路层协议数据链路层数据链路层负责在相邻节点之间可靠地传输数据帧。帧数据链路层将数据封装成帧，并添加帧头和帧尾以进行同步和错误检测。介质访问控制MAC子层负责管理共享网络介质的访问，确保多个节点可以共享网络。逻辑链路控制LLC子层负责数据帧的格式化、差错控制和流量控制。网络层协议1IP协议负责数据包的寻址和路由，实现网络互联。2ICMP协议提供网络层错误报告和诊断信息，帮助网络管理员排查问题。3ARP协议将IP地址转换为物理地址，用于在局域网内寻找目标设备。4RARP协议将物理地址转换为IP地址，用于引导无IP地址的主机获取IP地址。传输层协议TCP协议面向连接的可靠数据传输协议，提供流量控制和拥塞控制机制，确保数据完整性和顺序传输。UDP协议无连接的数据报协议，提供快速、轻量级的数据传输服务，适用于实时数据传输。应用层协议电子邮件协议SMTP,POP3,IMAP万维网协议HTTP,HTTPS文件传输协议FTP,TFTP局域网技术以太网局域网中最常用的技术，提供高速数据传输。无线局域网通过无线信号连接设备，提供灵活性和移动性。光纤网络利用光纤传输数据，具有高带宽和低损耗的优势。广域网技术覆盖范围广广域网(WAN)覆盖范围广泛，可以跨越城市、国家甚至洲际连接网络。传输距离远WAN使用各种传输介质，如光纤、微波和卫星，以支持长距离数据传输。复杂性高WAN的设计和管理比局域网(LAN)更加复杂，涉及更多设备和协议。移动通信网络技术5G网络第五代移动通信技术，具有高速率、低延迟、大容量等特点，为物联网、云计算等新兴应用提供强大的网络基础。卫星通信利用卫星作为中继站实现远距离通信，具有覆盖范围广、不受地形限制等优势，广泛应用于海事、航空等领域。移动互联网以移动终端为主要接入方式的互联网应用，包括移动支付、社交网络、移动游戏等，深刻改变了人们的生活方式。新型通信网络技术5G网络高速率、低延迟、大连接，为物联网、云计算等新兴应用提供基础。边缘计算将计算资源部署到网络边缘，降低延迟，提高响应速度。软件定义网络(SDN)通过软件控制网络设备，实现网络的灵活配置和管理。网络功能虚拟化(NFV)将网络功能虚拟化为软件，降低硬件成本，提高网络效率。未来通信技术发展趋势5G5G更高速度、更低延迟、更大容量6G6G超高速率、超低延迟、超高可靠性AI人工智能智能网络、自适应网络、网络优化IOT物联网万物互联、数据共享、智能应用总结与展望技术进步数据通信技术不断发展，未来将更加高速、高效、安全和智能。应用广泛数据通信