数据通信技术1

数据通信技术-1汇报人：AA2024-01-24数据通信基础数据编码与调制技术传输介质与接口标准数据链路层协议及实现局域网技术与应用广域网技术与应用目录01数据通信基础数据通信是指在不同计算机之间，以及计算机与终端之间传递数据信息的过程。它涉及到数据的传输、交换、存储和处理等多个环节。定义根据传输媒介的不同，数据通信可分为有线数据通信和无线数据通信两大类。有线数据通信包括双绞线、同轴电缆、光纤等传输方式；无线数据通信则包括微波、卫星、移动通信等传输方式。分类数据通信定义与分类数据在多个并行信道上同时传输，具有传输速度快的优点，但需要较多的传输线路和接口设备，成本较高。并行传输数据在单个信道上按位依次传输，具有线路简单、成本低的优点，但传输速度相对较慢。串行传输以固定的时钟频率进行数据传输，发送端和接收端保持严格的同步。适用于高速数据传输，但对时钟同步要求较高。同步传输以字符为单位进行数据传输，每个字符前加上起始位，字符后加上停止位。适用于低速数据传输，对时钟同步要求较低。异步传输数据传输方式及特点数据通信性能指标传输速率指单位时间内传输的数据量，通常以比特率（bps）表示。比特率越高，传输速率越快。误码率指数据传输过程中发生错误的概率。误码率越低，数据传输的可靠性越高。带宽指信道能够传输的频率范围，通常以赫兹（Hz）表示。带宽越宽，信道容量越大，能够传输的数据量也越多。时延指数据从发送端到接收端所需的时间。时延越短，数据传输的实时性越好。02数据编码与调制技术

数字数据编码方法非归零编码（NRZ）一种简单的二进制编码方式，高电平表示1，低电平表示0。曼彻斯特编码每位中间有一个跳变，从低到高跳变表示0，从高到低跳变表示1。差分曼彻斯特编码每位中间的跳变仅用于同步，用每位开始时有无跳变表示0或1。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。模拟数据编码方法将数字信号转换为模拟信号的过程，以便在模拟通信系统中传输。调制将模拟信号还原为数字信号的过程，以便在数字设备中处理。解调调制与解调技术03传输介质与接口标准由两根互相绝缘的铜导线组成，成本低，传输距离短，常用于局域网连接。双绞线同轴电缆光纤由内导体、绝缘层、外导体和护套组成，传输频带较宽，抗干扰能力强，适用于较远距离传输。利用光导纤维传输光信号，传输速度快，距离远，抗干扰能力强，但成本较高。030201有线传输介质及特性通过天线发射和接收无线电信号，传输距离远，但易受干扰。无线电波频率高于无线电波，直线传播，适用于视距范围内的通信。微波利用红外线进行通信，无需直线传播，但传输距离短，易受遮挡。红外线无线传输介质及特性123规定了商用建筑内部及建筑物之间的通信线缆和相关设备的接口标准。EIA/TIA-568标准定义了以太网的物理层和数据链路层规范，包括各种传输速率和传输介质的接口标准。IEEE802.3标准规定了光纤通信中使用的各种接口类型和参数，如SC、LC、FC等接口类型。光纤接口标准接口标准与规范04数据链路层协议及实现帧同步功能差错控制功能流量控制功能链路管理功能数据链路层功能与服务通过特定的帧同步技术，确保接收端能够准确地识别出数据帧的起始和终止位置。通过流量控制机制，防止发送端过快地发送数据，确保接收端能够及时处理接收到的数据。采用差错检测和纠正技术，对数据帧进行校验，确保数据的正确传输。负责数据链路的建立、维持和释放，确保数据通信的顺利进行。高级数据链路控制（HDLC）协议是一种面向比特的同步数据链路层协议，具有灵活性和可扩展性。HDLC协议概述HDLC帧结构HDLC操作过程HDLC应用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。包括链路建立、数据传输和链路释放三个阶段，通过交换控制帧进行通信。广泛应用于广域网和专用网络，支持各种不同类型的接口和传输介质。HDLC协议原理及应用ABCDPPP协议原理及应用PPP协议概述点对点协议（PPP）是一种数据链路层协议，用于在点对点链路上传输多协议数据包。PPP操作过程包括链路建立阶段、认证阶段和网络层协议协商阶段，支持多种认证方式。PPP帧结构PPP帧由标志字段、地址字段、控制字段、协议字段、信息字段和帧校验序列组成。PPP应用广泛应用于拨号上网、DSL接入和VPN等领域，提供可靠的数据传输服务。05局域网技术与应用局域网定义局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是一种在小范围内实现计算机之间通信的网络，通常覆盖一个建筑物、校园或企业园区。局域网体系结构局域网的体系结构包括物理层、数据链路层和网络层三层。其中物理层负责传输比特流，数据链路层负责将数据组合成帧进行传输，网络层负责路由选择和逻辑地址寻址。局域网概述及体系结构以太网概述以太网是一种广泛应用的局域网技术，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）访问控制方法，具有简单、可靠、低成本等优点。以太网帧结构以太网帧由前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、类型/长度字段、数据字段和帧校验序列组成。其中，前导码用于同步，帧起始定界符标识帧的开始，目的地址和源地址分别标识接收方和发送方的MAC地址，类型/长度字段标识上层协议类型或数据长度，数据字段承载上层协议数据，帧校验序列用于错误检测。以太网交换机以太网交换机是一种多端口的网络设备，具有数据转发、过滤和广播控制等功能。交换机通过MAC地址表实现数据帧的转发和过滤，提高了局域网的传输效率。以太网技术原理与实现无线局域网概述无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）利用无线通信技术实现计算机之间的通信，具有灵活、便捷等优点。常见的无线局域网标准包括IEEE802.11系列等。无线局域网协议栈无线局域网的协议栈包括物理层、MAC层和上层协议。其中物理层负责无线信号的传输和接收，MAC层负责数据的接入控制和转发，上层协议包括网络层、传输层和应用层等。无线局域网设备无线局域网设备包括无线网卡、无线接入点（AP）、无线路由器等。无线网卡用于实现计算机与无线网络之间的通信，无线接入点提供无线网络的接入服务，无线路由器则具有路由转发功能。无线局域网技术原理与实现06广域网技术与应用连接不同地区、城市和国家的大规模计算机网络，提供跨地域的数据通信服务。广域网定义包括网络接入层、网络汇聚层和网络核心层，实现数据的传输、交换和路由。广域网体系结构TCP/IP协议族是广域网的主要协议，包括IP、TCP、UDP等协议。广域网协议广域网概述及体系结构ATM信元结构ATM以固定长度的信元（53字节）作为传输单位，包括5字节的信头和48字节的信息字段。ATM网络设备ATM交换机、ATM路由器等是实现ATM网络的关键设备，负责信元的交换和路由。ATM协议栈ATM协议栈包括物理层、ATM层、ATM适配层和高层协议，提供端到端的通信服务。ATM基本概念异步传输模式（ATM）是一种面向连接的、快速分组交换技术，适用于广域网和局域网。ATM网络原理与实现帧中继（FrameRelay）是一种高效的数据链路层协议，适用于广域网环境。帧中继基