通信原理01-概述课件

数据通信基础崔建明cuijm399@163.co山东科技大学数据通信基础崔建明1参考书目《通信原理》作者：樊昌信编著,出版社：电子工业出版社《数字通信》作者：JohnG.Prokis张立军等译,出版社：电子工业出版社参考书目《通信原理》作者：樊昌信编著,出版社：电子工业21概述通信的概念计算机通信的发展数据通信的关键问题数据通信的体系结构1概述通信的概念3通信的概念通信（Communication）是把消息从一地有效地传递到另一地，即消息传递的全过程。通信历史：烽火台-驿站-飞鸽传书（也算无线通信）-电报（几乎不用了）-电话-传真-手机-网络-3G通信的概念通信（Communication）是把消息从一地有4电话的产生与发展三大电信运营商1854年WesternUnion公司成立，1877年成立美国之音电话公司1876年贝尔电话公司成立，1925年贝尔实验室成立1900年美国AT&T公司成立电话的产生与发展三大电信运营商5电话的产生与发展1910年，AT&T、贝尔实验室、WesternElectric从运营公司分离。1996年AT&T重组：通信业务集团（CommunicationServicesGroup）朗讯科技（LucentTechnologies）咨询公司（GlobalInformationSolutions）电话的产生与发展1910年，AT&T、贝尔实验室、Weste6电话交换方式的发展1880-1910：人工交换（ManualSwitch）乔治·贝尔发明世界上第一部电话机已经100多年；最早的电话交换使用人工转接方式，接线话务员使用塞绳（link）把要通话的两端物理上连接起来；容量小、交换效率低，但它是一次远程电信号通信的跨跃。1910-1970：机电交换（ElectromechanicalSwitching）1910-1960：步进制系统（Step-by-Step）1940-1975：纵横制交换机（空分制），即Crossbar-System1960-现在：电子交换（ElectronicSwitching）模拟交换(AnalogSwitching)数字交换(DigitalSwitching)电话交换方式的发展1880-1910：人工交换（Manual7贝尔系统解体前的交换体系贝尔系统解体前的交换体系8贝尔系统解体后的交换体系贝尔系统解体后的交换体系9我国长话网络的交换体系结构我国长话网络的交换体系结构10我国通信运营商华为中兴大唐UT-斯达康移动联通电信我国通信运营商华为11国际电话网交换体系国际电话网交换体系12计算机通信技术的发展1864年美国Rand公司提出存储转发的概念，电路交换向分组交换过渡。快速分组交换技术——帧中继、ATM(基于信息元的交换和复用技术)B-ISDN——综合化、高速化计算机通信技术的发展1864年美国Rand公司提出存储转发的13计算机网络的发展1969年美国国防部ARPANET1976年X.25标准1989年ATM交换1993年国家信息基础结构（NII）行动计划：信息高速公路1994年全球信息基础结构（GII）1996年下一代因特网计划（NGI）物联网（呵呵）计算机网络的发展1969年美国国防部ARPANET142009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖15传统的电话网络的交换系统不适合计算机的数据传输计算机的数据传输具有间歇性计算机通信具有突发性电路交换在建立通路之前的呼叫时间太长传统的电话网络的交换系统不适合计算机的数据传输计算机的数据传16分组交换技术与虚电路分组交换技术与虚电路17面向21世纪的计算机通信宽带综合业务数字网(B-ISDN)计算机无线通信物联网技术面向21世纪的计算机通信宽带综合业务数字网(B-ISDN)18通信技术的发展是引领当今技术发展的火车头，带动电子信息、计算机技术发展微电子领域Iphon乔布斯模拟计算机物联网通信技术的发展是引领当今技术发展的火车头，带动电子信息、计算19通信系统模型通信系统模型20数字通信涉及的主要技术(1)信道与噪声涉及的基本问题有信道的概念、常用信道的特性及对所传信道的影响，克服不良信道特性的办法等。数字通信涉及的主要技术(1)信道与噪声21数字通信涉及的主要技术(2)数字终端技术包括发端、收端对信号进行处理过程中所涉及到的技术。模拟信号数字化问题中的信源编码/译码；数据压缩处理，语音压缩编码技术；多路复用、数字复接技术等。数字通信涉及的主要技术(2)数字终端技术22数字通信涉及的主要技术(3)数字基带传输技术信号传输码型码间串扰问题实现无码间串扰传输的理想条件及减少码间串扰的部分响应系统和均衡技术。数字通信涉及的主要技术(3)数字基带传输技术23数字通信涉及的主要技术(4)数字频带传输技术数字频带传输技术主要是指数字通信系统的核心技术之一——数字调制/解调技术，是将输入的数字信号（基带数字信号）变换为适合于信道传输的频带信号。数字通信涉及的主要技术(4)数字频带传输技术24数字通信涉及的主要技术(5)数字同步技术同步就是使系统的收发两端在时间上保持步调一致。同步的主要内容有载波同步、位同步、帧同步以及网同步。数字通信涉及的主要技术(5)数字同步技术25数字通信涉及的主要技术(6)差错控制编码技术差错控制编码/译码，属信道编码之范畴。信道编码技术主要研究检错、纠错码概念及基本实现方法。数字通信涉及的主要技术(6)差错控制编码技术26数字通信涉及的主要技术(7)信道共享技术公共信道应同时为多对用户提供数据传输服务，不能被某一对用户独占，这是提高线路利用率的有效方法。数字通信涉及的主要技术(7)信道共享技术27数字通信涉及的主要技术(8)数据交换技术数据交换又叫数据转接。这与电话系统的交换局一样，因为任意一对用户都是用公共的网络，转接是必然的，转接技术直接影响了通信质量和线路利用率。它与信道共享问题密切相关。数字通信涉及的主要技术(8)数据交换技术28数字通信涉及的主要技术(9)流量控制流量是计算机通信过程在网络中的通信量。在网络中通信链路的容量、交换结点的缓冲区和处理机等都是网络资源。在某一段时间里，如果对网络资源的需求超过了网络所能提供的，则产生了拥塞，解决网络拥塞的办法是流量控制。数字通信涉及的主要技术(9)流量控制29数字通信涉及的主要技术(10)寻址与路由选择在互联网中，两台计算机可能位于不同的子网上，此时的寻址问题最为复杂。要确定哪两个子网上的哪两台计算机通信，还要确定这两台计算机上的哪两个进程通信。在单个子网上就不必寻网址了。寻址是计算机通信中最基本的问题。在网络中两台计算机通信时，它们之间可能经过许多转接点和链路，也可能经过许多通信子网，有许多路由，如何选择其中一条，这就是路由选择要解决的问题。数字通信涉及的主要技术(10)寻址与路由选择30数据通信的层次结构交换系统高层接口进程与寻址交换层路径选择流量控制信道共享与交换网络寻址传输系统帧控与链路管理链路管理帧序检测与控制帧流量控制接入与传输误码检测与控制数据透明传输同步信号变换与编码数据通信的层次结构交换系统高层接口进程与寻址交换层路径选择流31数据通信系统的质量指标信息传输速率信息传输速率(或称信息速率、比特率)指单位时间内所传送的信息量，单位是比特/秒(b/s，或bps)。码元速率码元速率又称为调制速率，或波特率，是指单位时间内所传递的码元数目，单位是波特(Baud)。数据通信系统的质量指标信息传输速率32误码率误码率是指码元在传输系统出差错的概率。常用的误码率可表示为：误码率33频带利用率频带利用率是描述数据传输速率和带宽之间关系的一个指标，也是衡量数据通信系统有效性的指标。它是单位时间内所能传输的信息速率，可表示为频带利用率34制订数据通信标准的机构ISOInternationalStandardOrganizationITUInternationalTelecommunicationUnionIEEEInstituteofElectricalandElectronicsEngineersEIAElectronicsIndustriesAssociationIABInternetArchitectureBoard制订数据通信标准的机构ISO35数据通信基础崔建明cuijm399@163.co山东科技大学数据通信基础崔建明36参考书目《通信原理》作者：樊昌信编著,出版社：电子工业出版社《数字通信》作者：JohnG.Prokis张立军等译,出版社：电子工业出版社参考书目《通信原理》作者：樊昌信编著,出版社：电子工业371概述通信的概念计算机通信的发展数据通信的关键问题数据通信的体系结构1概述通信的概念38通信的概念通信（Communication）是把消息从一地有效地传递到另一地，即消息传递的全过程。通信历史：烽火台-驿站-飞鸽传书（也算无线通信）-电报（几乎不用了）-电话-传真-手机-网络-3G通信的概念通信（Communication）是把消息从一地有39电话的产生与发展三大电信运营商1854年WesternUnion公司成立，1877年成立美国之音电话公司1876年贝尔电话公司成立，1925年贝尔实验室成立1900年美国AT&T公司成立电话的产生与发展三大电信运营商40电话的产生与发展1910年，AT&T、贝尔实验室、WesternElectric从运营公司分离。1996年AT&T重组：通信业务集团（CommunicationServicesGroup）朗讯科技（LucentTechnologies）咨询公司（GlobalInformationSolutions）电话的产生与发展1910年，AT&T、贝尔实验室、Weste41电话交换方式的发展1880-1910：人工交换（ManualSwitch）乔治·贝尔发明世界上第一部电话机已经100多年；最早的电话交换使用人工转接方式，接线话务员使用塞绳（link）把要通话的两端物理上连接起来；容量小、交换效率低，但它是一次远程电信号通信的跨跃。1910-1970：机电交换（ElectromechanicalSwitching）1910-1960：步进制系统（Step-by-Step）1940-1975：纵横制交换机（空分制），即Crossbar-System1960-现在：电子交换（ElectronicSwitching）模拟交换(AnalogSwitching)数字交换(DigitalSwitching)电话交换方式的发展1880-1910：人工交换（Manual42贝尔系统解体前的交换体系贝尔系统解体前的交换体系43贝尔系统解体后的交换体系贝尔系统解体后的交换体系44我国长话网络的交换体系结构我国长话网络的交换体系结构45我国通信运营商华为中兴大唐UT-斯达康移动联通电信我国通信运营商华为46国际电话网交换体系国际电话网交换体系47计算机通信技术的发展1864年美国Rand公司提出存储转发的概念，电路交换向分组交换过渡。快速分组交换技术——帧中继、ATM(基于信息元的交换和复用技术)B-ISDN——综合化、高速化计算机通信技术的发展1864年美国Rand公司提出存储转发的48计算机网络的发展1969年美国国防部ARPANET1976年X.25标准1989年ATM交换1993年国家信息基础结构（NII）行动计划：信息高速公路1994年全球信息基础结构（GII）1996年下一代因特网计划（NGI）物联网（呵呵）计算机网络的发展1969年美国国防部ARPANET492009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国将新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖50传统的电话网络的交换系统不适合计算机的数据传输计算机的数据传输具有间歇性计算机通信具有突发性电路交换在建立通路之前的呼叫时间太长传统的电话网络的交换系统不适合计算机的数据传输计算机的数据传51分组交换技术与虚电路分组交换技术与虚电路52面向21世纪的计算机通信宽带综合业务数字网(B-ISDN)计算机无线通信物联网技术面向21世纪的计算机通信宽带综合业务数字网(B-ISDN)53通信技术的发展是引领当今技术发展的火车头，带动电子信息、计算机技术发展微电子领域Iphon乔布斯模拟计算机物联网通信技术的发展是引领当今技术发展的火车头，带动电子信息、计算54通信系统模型通信系统模型55数字通信涉及的主要技术(1)信道与噪声涉及的基本问题有信道的概念、常用信道的特性及对所传信道的影响，克服不良信道特性的办法等。数字通信涉及的主要技术(1)信道与噪声56数字通信涉及的主要技术(2)数字终端技术包括发端、收端对信号进行处理过程中所涉及到的技术。模拟信号数字化问题中的信源编码/译码；数据压缩处理，语音压缩编码技术；多路复用、数字复接技术等。数字通信涉及的主要技术(2)数字终端技术57数字通信涉及的主要技术(3)数字基带传输技术信号传输码型码间串扰问题实现无码间串扰传输的理想条件及减少码间串扰的部分响应系统和均衡技术。数字通信涉及的主要技术(3)数字基带传输技术58数字通信涉及的主要技术(4)数字频带传输技术数字频带传输技术主要是指数字通信系统的核心技术之一——数字调制/解调技术，是将输入的数字信号（基带数字信号）变换为适合于信道传输的频带信号。数字通信涉及的主要技术(4)数字频带传输技术59数字通信涉及的主要技术(5)数字同步技术同步就是使系统的收发两端在时间上保持步调一致。同步的主要内容有载波同步、位同步、帧同步以及网同步。数字通信涉及的主要技术(5)数字同步技术60数字通信涉及的主要技术(6)差错控制编码技术差错控制编码/译码，属信道编码之范畴。信道编码技术主要研究检错、纠错码概念及基本实现方法。数字通信涉及的主要技术(6)差错控制编码技术61数字通信涉及的主要技术(7)信道共享技术公共信道应同时为多对用户提供数据传输服务，不能被某一对用户独占，这是提高线路利用率的有效方法。数字通信涉及的主要技术(7)信道共享技术62数字通信涉及的主要技术(8)数据交换技术数据交换又叫数据转接。这与电话系统的交换局一样，因为任意一对用户都是用公共的网络，转接是必然的，转接技术直接影响了通信质量和线路利用率。它与信道共享问题密切相关。数字通信涉及的主要技术(8)数据交换技术63数字通信涉及的主要技术(9)流量控制流量是计算机通信过程在网络中的通信量。在网络中通信链路的容量、交换结点的缓冲区和处理机等都是网络资源。在某一段时间里，如果对网络资源的需求超过了网络所能提供的，则产生了拥塞，解决网络拥塞的办法是流量控制。数字通信涉及的主要技术(9)流量控制64数字通信涉及的主要技术(10)寻址与路由选择在互联网中，两台计算机可能位于不同的子网上，此时的寻址问题最为复杂。要确定哪两个子网上的哪两台计算