數(shù)據(jù)通信原理及基礎(chǔ)要點(diǎn)課件2023REPORTING數(shù)據(jù)通信概述數(shù)據(jù)傳輸原理數(shù)據(jù)通信協(xié)議數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用與發(fā)展趨勢目錄CATALOGUE2023PART01數(shù)據(jù)通信概述2023REPORTING數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式，它主要是以傳輸數(shù)據(jù)信號為主，同時(shí)也可以傳輸話音信號。根據(jù)傳輸介質(zhì)不同，可將數(shù)據(jù)通信分為有線數(shù)據(jù)通信和無線數(shù)據(jù)通信。定義與分類分類定義包括計(jì)算機(jī)、終端控制器、可視圖文接收器等，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的輸入和輸出。數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議包括調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡、中繼器、集線器等，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸。為確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性，需要有一套完整的協(xié)議規(guī)范。030201數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成傳輸效率高抗干擾能力強(qiáng)適用范圍廣靈活性高數(shù)據(jù)通信的特點(diǎn)01020304數(shù)字信號的傳輸不像模擬信號那樣受到限制，數(shù)字信號可以傳輸?shù)酶?，效率更高。?shù)字信號以0和1的形式表示，不容易受到干擾，能夠保證傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。數(shù)據(jù)通信可以適用于各種計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備，方便快捷。數(shù)據(jù)通信可以通過各種不同的傳輸介質(zhì)進(jìn)行傳輸，如光纖、電纜、無線等。PART02數(shù)據(jù)傳輸原理2023REPORTING模擬信號模擬信號是連續(xù)的、時(shí)間可變的信號，其幅度隨時(shí)間連續(xù)變化。例如，語音信號就是一種典型的模擬信號，其幅度和頻率都隨著時(shí)間變化。數(shù)字信號數(shù)字信號是離散的、只有幾個(gè)固定值的信號。例如，計(jì)算機(jī)之間的通信通常采用二進(jìn)制數(shù)字信號，只有0和1兩個(gè)值。模擬信號與數(shù)字信號數(shù)據(jù)調(diào)制數(shù)據(jù)調(diào)制是指將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的過程。在數(shù)據(jù)調(diào)制中，發(fā)送端使用一個(gè)載波信號（高頻信號），將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，以便在信道中傳輸。數(shù)據(jù)解調(diào)數(shù)據(jù)解調(diào)是指將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程。接收端接收到模擬信號后，通過解調(diào)技術(shù)將其還原為原始數(shù)字信號。數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)串行傳輸01串行傳輸是指數(shù)據(jù)在一條線路上按順序傳輸?shù)姆绞?。串行傳輸具有簡單、成本低等?yōu)點(diǎn)，但傳輸速度相對較慢。并行傳輸02并行傳輸是指數(shù)據(jù)在多條線路上同時(shí)傳輸?shù)姆绞健２⑿袀鬏斁哂袀鬏斔俣瓤?、效率高等?yōu)點(diǎn)，但成本較高。串并行傳輸03串并行傳輸是指數(shù)據(jù)在一條線路上以串行方式傳輸，但在多個(gè)通道上同時(shí)傳輸?shù)姆绞健４⑿袀鬏斀Y(jié)合了串行傳輸和并行傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，具有較高的傳輸速度和效率。數(shù)據(jù)傳輸方式及比較PART03數(shù)據(jù)通信協(xié)議2023REPORTINGOSI模型將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)劃分為七個(gè)層次，從上到下分別是應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。層次結(jié)構(gòu)各個(gè)層次具有不同的功能特點(diǎn)，例如應(yīng)用層提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接入、表示層用于數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、會(huì)話層負(fù)責(zé)建立和維護(hù)通信會(huì)話等。功能特點(diǎn)OSI模型TCP/IP協(xié)議由傳輸控制協(xié)議（TCP）和網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議（IP）組成。協(xié)議組成TCP協(xié)議提供可靠的傳輸服務(wù)，通過建立連接、確認(rèn)機(jī)制和流量控制等實(shí)現(xiàn)可靠傳輸；IP協(xié)議提供無連接的傳輸服務(wù)，通過封裝、路由和轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。傳輸特點(diǎn)TCP/IP協(xié)議協(xié)議特點(diǎn)PPP協(xié)議是一種點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，適用于在點(diǎn)對點(diǎn)鏈路上傳輸數(shù)據(jù)。它具有簡單、靈活和可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。組成要素PPP協(xié)議由鏈路控制協(xié)議（LCP）、網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）和認(rèn)證協(xié)議（PAP或CHAP）等組成。工作流程PPP協(xié)議的工作流程包括建立連接、認(rèn)證和數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔襟E。在連接建立階段，PPP協(xié)商參數(shù)并建立鏈路；在認(rèn)證階段，PPP對用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證；在數(shù)據(jù)傳輸階段，PPP傳輸數(shù)據(jù)。PPP協(xié)議PART04數(shù)據(jù)通信技術(shù)2023REPORTING是將有限的頻帶資源按照一定的方式劃分為多個(gè)子信道，使得多個(gè)用戶可以同時(shí)使用同一頻帶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。頻帶復(fù)用技術(shù)將時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)間段，每個(gè)用戶在不同的時(shí)間段內(nèi)使用同一頻帶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。時(shí)分復(fù)用利用不同的編碼方式，使得不同的用戶可以在同一頻帶內(nèi)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。碼分復(fù)用頻帶復(fù)用技術(shù)數(shù)字信號傳輸?shù)乃俣?，通常以比特率（bit/s）為單位來表示。傳輸速率數(shù)字信號傳輸所需的最小頻帶寬度，通常以赫茲（Hz）為單位來表示。帶寬在理想情況下，數(shù)字信號傳輸速率的上限是帶寬的兩倍。奈奎斯特定理數(shù)字信號傳輸速率與帶寬通過去除數(shù)據(jù)中的冗余信息，以減小數(shù)據(jù)文件大小的過程。數(shù)據(jù)壓縮將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合傳輸和存儲(chǔ)的格式的技術(shù)。編碼技術(shù)將數(shù)據(jù)先進(jìn)行壓縮，然后再進(jìn)行編碼，以減小數(shù)據(jù)文件大小并提高傳輸效率。壓縮編碼將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以增加冗余信息，以減小傳輸錯(cuò)誤和增強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性。信道編碼數(shù)據(jù)壓縮與編碼技術(shù)PART05數(shù)據(jù)通信網(wǎng)2023REPORTING特點(diǎn)局域網(wǎng)覆蓋范圍較小，一般在幾千米以內(nèi)。數(shù)據(jù)傳輸速率高，可以達(dá)到10Mbps至1Gbps。局域網(wǎng)通常采用廣播式通信方式，所有設(shè)備共享傳輸信道。定義局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是一種在有限區(qū)域內(nèi)（如一座建筑、一所學(xué)校、一個(gè)工業(yè)園區(qū)等）使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。常見的局域網(wǎng)類型以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)（TokenRing）、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）等。局域網(wǎng)定義城域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）是連接多個(gè)局域網(wǎng)的廣域網(wǎng)，覆蓋城市或大型企業(yè)園區(qū)等有限區(qū)域。特點(diǎn)城域網(wǎng)覆蓋范圍較大，一般在幾十千米至幾百千米之間。數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低，一般在1Mbps至100Mbps之間。城域網(wǎng)通常采用點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，通過專線連接各個(gè)局域網(wǎng)。常見的城域網(wǎng)類型異步傳輸模式（ATM）、幀中繼（FrameRelay）、多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）等。城域網(wǎng)010203定義廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）是連接不同局域網(wǎng)或城域網(wǎng)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍非常廣泛。特點(diǎn)廣域網(wǎng)覆蓋范圍很大，可以跨越不同的城市、國家甚至全球。數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低，一般在1Kbps至1Mbps之間。廣域網(wǎng)通常采用點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，通過電話線、光纖等傳輸介質(zhì)連接各個(gè)局域網(wǎng)或城域網(wǎng)。常見的廣域網(wǎng)類型公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（DDN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)（ISDN）、幀中繼等。廣域網(wǎng)PART06數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用與發(fā)展趨勢2023REPORTING包括網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件、即時(shí)通訊、在線視頻等?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用如企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、ERP系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)等。企業(yè)應(yīng)用如智能家居、智能交通、智能城市等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用如4G、5G等移動(dòng)通信技術(shù)。移動(dòng)通信數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用范圍發(fā)展趨勢未來數(shù)據(jù)通信將朝著更高速度、更遠(yuǎn)距離、更低成本和更廣泛應(yīng)用的方向發(fā)展。挑戰(zhàn)隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加，如何保證數(shù)據(jù)的安全性、可靠性及實(shí)時(shí)性成為未來數(shù)據(jù)通信面臨的主要挑戰(zhàn)。未來數(shù)據(jù)通信的發(fā)展趨