《数据通信原》PPT课件.ppt

2019/7/2,1,第1讲 数据通信原理,2019/7/2,2,简介的组成部分,数据通信概述 数据传输技术 数据通信网 分组交换网简介 DDN网简介 ATM网简介 组网流程和实例 结束语,2019/7/2,3,重要概念,数据通信是两个实体间数据的传输和交换。 数据传输是传播处理信号的数据通信，将源站的数据编码成信号，沿传输介质传播至目的站。数据传输的品质取决于被传输信号的品质和传输介质的特性。,2019/7/2,4,通信的历史,1844年莫尔斯发明电报 1876年贝尔发明电话 1881年第一条长途电路 1947年发明晶体管 1976年安装第一个数字式交换机 1988年横穿大西洋光缆,2019/7/2,5,数据通信模型,源,发送器,传输 系统,接收器,目的站,（a）通信模型,源系统,目的系统,PSTN,（b）通信系统实例,工作站,Modem,公共电话网,Modem,服务器,2019/7/2,6,传输概念,时域概念：传输的信号是时间的函数；分为连续信号和离散信号；周期信号； 频域概念：传输的信号是频率的函数；可由多个频率成分组成； 数据率和频带的关系：一个信号的频谱是它包含的频率范围；有效频带是指信号的大部分能量集中在此频带内；一般地，数据率为W，则2W频宽的传输系统可以很好的满足要求。,7,模拟数据传输与数字数据传输,1、数据、信息、信号、信号发送： 2、传输：传播和处理信号的数据通信 3、模拟数据：声音和视频 4、数字数据：文本和整数 5、模拟信号：用连续变化的电磁波表示数据 6、数字信号：用电压脉冲序列来表示数据 7、数字信号发送： 8、模拟信号发送：,2019/7/2,8,模拟和数字数据的模拟和数字信号,模拟信号传输模拟数据,电话,声音,模拟信号,调制解调器,二进制 电压脉冲,模拟信号,编码解码器,声音,模拟信号,数字信号传输模拟数据,模拟信号传输数字数据,数字数据直接传输,2019/7/2,9,数据调制,模拟数据的模拟信号调制 幅度调制（AM） 频率调制（FM） 数字数据的模拟信号调制 幅移键控法（ASK） 频移键控法（FSK） 相移键控法（FSK）,2019/7/2,10,数据编码,数字数据的数字信号编码 （a）不归零制（NRZ）编码 （b）曼彻斯特编码 （c）差动曼彻斯特编码 模拟数据的数字信号编码 PCM（脉冲代码调制），常用于声音信号编码。以采样定理为基础。,2019/7/2,11,多路复用（1）,频分多路复用（FDM） 时分多路复用（TDM） 统计时分多路复用（STDM）,2019/7/2,12,数字信号分级 DDN PDH SONET/SDH,多路复用（2）,2019/7/2,13,校验与纠错,校验法 奇校验、偶校验 CRC（循环冗余校验） 纠错法 ARQ（自动重发请求） ACK/NCK 正向纠错法：汉明码纠错法：卫星传输,2019/7/2,14,异步传输与同步传输,异步传输：N 8 1 XON/XOFF 起始位+数据+停止位 同步传输：前文位+数据+后文位 面向字符： 面向位：HDLC,2019/7/2,15,传输介质（1）,双绞线：,2019/7/2,16,传输介质（2）,同轴电缆 RG-58A/U：10Base2,50欧姆，细缆 RG-11： 10Base5,50欧姆，粗缆 RG-59U： 75欧姆，有线电视电缆 RG-62U： 93欧姆，ARCnet,2019/7/2,17,传输介质（3）,光导纤维电缆 8.3/125，单模 9/125，单模 50/125，多模 62.5/125，多模,2019/7/2,18,传输介质（4）,无线介质 红外线： 激光： 微波：,2019/7/2,19,数据通信物理层接口,机械、电气、功能、规程 RS232C V24 RS449 V35 X.21 G.703,2019/7/2,20,数据通信的交换技术,交换技术是采用交换机或节点机等交换系统，通过路由选择技术在欲进行通信的双方之间建立物理的逻辑的连接，形成一条通信双方的信息传输和交换的一种技术。,2019/7/2,21,交换技术（1）,线路交换 PSTN ISDN,2019/7/2,22,交换技术（2）,报文交换,2019/7/2,23,交换技术（3）,分组交换技术：数据报、虚链路 X.25 Frame Relay,2019/7/2,24,交换技术（4）,信元交换 ATM,2019/7/2,25,数据通信的历史,计算机诞生时期 第一代计算机网络 第二代计算机网络 第三代计算机网络,2019/7/2,26,第一代计算机网络,计算机的进步 调制解调器 线路控制器 模式：计算机+通信处理机+调制解调器,2019/7/2,27,第二代计算机网络,分组交换概念的提出 1969年DARPA网的投入运行 以通信子网为中心的计算机网络,2019/7/2,28,第三代计算机网络,网络互连的困难 1977年OSI模型的提出 DDN FR 网络的研究和建设 九十年代INTERNET的发展,2019/7/2,29,数据通信网络和业务,基础业务 增值业务,2019/7/2,30,基础业务,分组交换网 DDN 网 FR 网 ATM 网络,2019/7/2,31,增值业务CHINANET,163 169,2019/7/2,32,数据通信的特点和趋势,电信技术的发展趋势 数据通信的特点 数据通信的未来,2019/7/2,33,电信技术的趋势,电信网络与计算机网络的融合加深 交换方式的发展：人工交换 机械式交换 电路交换机 包交换 单一媒体到多媒体 用户接入速率的提高,2019/7/2,34,数据通信的特点,与计算机网络的紧密结合。 包交换方式。 多媒体业务。 数据网络的接入速率高，范围广。,2019/7/2,35,数据通信的美好未来,电信发展的趋势之一 广阔的前景,2019/7/2,36,分组交换网CHINAPAC,分组交换的概念和特点 发展历史 业务种类 分组网的接入和能力 应用,2019/7/2,37,分组交换的概念,用户数据的分割 加上地址和纠错信息 存储转发方式 交换机的寻路,2019/7/2,38,分组交换的特点,存储转发的技术。 中继的统计复用。 不同速率，码型，规程用户的通信。 分段校验，质量的保证。,2019/7/2,39,分组交换的历史,起源 在我国的发展 河北省的情况,2019/7/2,40,分组交换的起源,军事需求 兰德公司的报告 技术上的发展 美国DARPA的网络,2019/7/2,41,分组交换在我国的第一阶段,CNPAC 1988年引进法国SESA公司的产品 三个节点 8个集中器 国产SPAD的安装,2019/7/2,42,分组交换在我国的第二阶段,CHINAPAC 1993年引进加拿大北方电讯的DPN-100设备。 8个汇接中心 三个出入口局 主要使用的网络,2019/7/2,43,石家庄的情况,1993年安装DPN-130 1994年安装DPN-100 1996年安装数据所的NP-328 所有的分局和县局都安装了分组设备,2019/7/2,44,分组网的三类业务,基本业务 可选业务 增值业务,2019/7/2,45,分组网的基本业务,交换型虚电路SVC 永久型虚电路PVC,2019/7/2,46,交换型虚电路SVC,通信时建立虚电路，结束后释放 有呼叫，应答的过程 使用灵活 适于多点通信，数据量小的用户,2019/7/2,47,永久型虚电路PVC,没有呼叫过程 虚电路固定连接 适于通信对象固定，数据量大的用户。,2019/7/2,48,可选业务类型,闭合用户群CUG 呼叫转移 助记符编址等等,2019/7/2,49,增值业务,销售点业务POS 电子信箱 电子数据交换 传真存储转发,2019/7/2,50,分组网的接入,用户终端类型 用户进网方式和通信速率,2019/7/2,51,用户终端类型,异步字符式终端 (X.28终端) 同步SDLC终端 同步分组终端(X.25终端),2019/7/2,52,入网方式,电话拨号入网 专线入网,2019/7/2,53,电话拨号入网,X.28异步拨号入网 X.32同步拨号入网 速率 1200bps-9600bps 资费便宜,速率低,2019/7/2,54,专线入网,X.28异步专线入网 X.25/SDLC同步专线入网 速率 1200bps-64kbps 价格高,速度快。,2019/7/2,55,分组网的应用,公安机关 农业银行 电力监控等,2019/7/2,56,DDN网络简介,DDN网络的概念和特点 石家庄DDN网络的现状 DDN网络的业务和能力 DDN网络的应用,2019/7/2,57,DDN的概念,对用户提供全透明的数字通路 是点到点或点到多点的数字交叉连接设备 没有呼叫和信令的概念 不是统计复用，而是时分复用。,2019/7/2,58,DDN 的特点,传输质量高，时延小 通信速率2400bps-2Mbps 一线多用，可以同时传输数据，语音和图像。 支持帧中继业务FR,2019/7/2,59,石家庄DDN网络情况,石家庄DDN网络的设备情况 石家庄DDN网络拓朴图,2019/7/2,60,石家庄DDN网络的设备情况,采用加拿大新桥公司的3600系列设备 共有分级网管一套 设备情况： 3645 1个 3600 26个 3630 12个 节点间用 PCM 2M连接,2019/7/2,61,石家庄的DDN网络情况,2019/7/2,62,DDN网络的业务类型,点对点专线业务 点对多点轮询业务 帧中继业务 FR,2019/7/2,63,帧中继 FR,什么是帧中继？ 帧中继的应用,2019/7/2,64,什么是帧中继？,在DDN之后出现的数据通信技术。 是基于快速数据包交换的技术。 对X.25协议做了精简,节省了开销。 有带宽管理和防止拥塞的机制。,2019/7/2,65,帧中继的应用,方便地提供点对多点业务 特别适于局域网互连 实现:在DDN网络上附加FR处理卡,2019/7/2,66,DDN用户的类型,电信运营系统 银行证券业 163和169的接入互连 办公自动化 实时监控系统,2019/7/2,67,ATM简介,为什么发展ATM? ATM的概念和业务 河北ATM的发展 ATM 的应用,2019/7/2,68,为什么发展ATM?,分组交换和DDN的比较 技术的进步 用户的要求 网络的融合,2019/7/2,69,分组和DDN的比较,DDN 时分复用,资源利用率低。 无协议,设备简单。 电路交换,时延小。 透明传输。,分组交换 统计复用,资源利用率高。 协议繁多,设备复杂。 分组交换,存储转发，时延大。 非透明，要求协议匹配。,2019/7/2,70,技术的进步,传输技术的进步：由电缆到光缆，质量和容量的提高。 计算机芯片的进步 交换理论、技术的进步。,2019/7/2,71,用户的要求,速率：从几十bps 到上百Mbps。 单一媒体到多媒体 通信质量有更严格的要求,2019/7/2,72,2019/7/2,73,ATM的概念,异步转移模式的缩写 分成固定长度的信元 统一封装，硬件处理，提高速度，减少时延。,2019/7/2,74,ATM的优势,速度高，接入可达155M，交换机容量几十G。 保护现有投资，DDN，FR的平滑过渡。 统一网络，在一个网络上实现各种业务。 动态带宽管理，提高网络利用率。,2019/7/2,75,现有网络情况,安装河北省试验网。 高鸿CS-1000和AS-800设备。,2019/7/2,76,2019/7/2,77,ATM的业务,电路仿真业务 SVC业务 帧中继业务 IP业务，IPOA和LANE 远程医疗，远程教学，VOD业务。