《数据通信原理》课件

《数据通信原理》课程简介本课程将带你深入了解数据通信的原理、技术和应用，旨在为学习网络技术奠定坚实的基础。我们将探索从基本概念到最新发展趋势的各个方面，并通过实践案例帮助你更好地理解。数据通信发展历程11837莫尔斯电报发明21948香农信息论发表31969互联网雏形出现42000移动互联网时代520205G网络商用数据通信的基本概念数据指在计算机系统中以数字形式表示的信息。例如，文本、图像、音频和视频等。通信指两个或多个实体之间传递信息的活动。数据通信则是指计算机系统之间传递数据。数据通信系统是指用于实现数据通信的硬件和软件的集合。包括发送方、接收方、传输介质和通信协议等。数据通信系统的组成1数据源产生要传输的数据。2发送器将数据转换成适合传输的信号。3传输介质用于信号的传递，例如电缆、光纤等。4接收器将信号转换成原始数据。5数据宿接收处理数据。通信信道的特性1带宽信道能够通过的频率范围。2噪声干扰信号，会影响信号质量。3衰减信号在传输过程中强度减弱。4延迟信号从发送到接收的时间间隔。编码与调制技术编码将数据转换成适合传输的代码，例如ASCII码、Unicode码等。调制将数字信号转换成模拟信号，以便在模拟传输介质上传输。例如，调幅、调频、调相等。信号传输技术基带传输数字信号直接在传输介质上传输。频带传输数字信号先被调制成模拟信号，然后在传输介质上传输。无线传输利用电磁波进行信号的无线传输，例如无线局域网、移动通信等。差错检测与纠正奇偶校验通过添加一个校验位来检测错误。循环冗余校验利用多项式编码来检测错误。前向纠错码在编码中添加冗余信息，以便接收方纠正错误。数据链路控制协议帧格式定义数据链路层的帧结构。流量控制控制数据传输速率，避免网络拥塞。差错控制检测和纠正数据传输中的错误。访问控制管理多个设备共享同一传输介质。局域网技术1以太网最常用的局域网技术。2令牌环网使用令牌传递机制来控制数据传输。3无线局域网利用无线电波进行数据传输。广域网技术移动通信系统11G模拟蜂窝移动通信系统。22G数字蜂窝移动通信系统，例如GSM。33G宽带移动通信系统，例如WCDMA、CDMA2000。44G移动互联网时代，例如LTE。55G万物互联时代。光纤通信技术光纤介质由玻璃或塑料制成的细长光纤，用于传输光信号。光发射机将电信号转换成光信号。光接收机将光信号转换成电信号。网络安全防火墙阻止来自外部网络的非法访问。入侵检测系统检测网络中可疑的活动。病毒防护保护系统免受恶意软件的攻击。通信系统性能指标信噪比信号强度与噪声强度的比值。数据传输速率单位时间内传输的数据量。延迟数据从发送到接收的时间间隔。异步传输模式特点字符之间没有严格的同步要求。应用适用于短消息通信，例如键盘输入。同步传输模式特点字符之间有严格的同步要求。应用适用于高速数据传输，例如文件传输。分组交换技术特点将数据分割成数据包，并按顺序传输。优势提高网络利用率，减少延迟。电路交换技术特点在通信之前建立一条物理连接。优势保证数据传输的实时性，适用于语音通信。OSI参考模型应用层提供用户服务，例如电子邮件、文件传输。表示层处理数据格式，确保不同系统之间的数据互操作性。会话层建立、管理和终止用户之间的会话。传输层提供端到端的可靠数据传输。网络层负责数据包的路由和转发。数据链路层提供节点之间的可靠数据传输。物理层定义物理连接和信号传输的规范。TCP/IP参考模型1应用层提供用户服务，例如HTTP、FTP。2传输层提供端到端的可靠数据传输，例如TCP、UDP。3网络层负责数据包的路由和转发，例如IP。4网络接口层处理与物理层之间的交互。应用层协议HTTP超文本传输协议，用于网页浏览。FTP文件传输协议，用于文件传输。SMTP简单邮件传输协议，用于电子邮件发送。传输层协议TCP传输控制协议，提供可靠的、面向连接的数据传输。UDP用户数据报协议，提供不可靠的、无连接的数据传输。网络层协议IP互联网协议，负责数据包的地址和路由。ICMP互联网控制报文协议，用于网络故障诊断。数据链路层协议以太网协议最常用的数据链路层协议，用于局域网。PPP协议点对点协议，用于建立点对点连接。物理层协议1RJ-45接口以太网常用的物理接口。2光纤接口高速数据传输的物理接口。3无线接口用于无线通信的物理接口。无线通信技术多媒体通信技术视频会议实时视频和音频通信。直播实时视频和音频流传输。在线游戏多人在线游戏。未来通信发展趋势16G网络更高速度、更低延迟、更高容量。2人工智能赋能网络智能化管理。3物联网连接万物，实现智能控制。数据通信实验介绍