數(shù)據(jù)通信技術(shù)1

數(shù)據(jù)通信技術(shù)-1匯報人：AA2024-01-24數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)傳輸介質(zhì)與接口標準數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議及實現(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用廣域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用目錄01數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信是指在不同計算機之間，以及計算機與終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息的過程。它涉及到數(shù)據(jù)的傳輸、交換、存儲和處理等多個環(huán)節(jié)。定義根據(jù)傳輸媒介的不同，數(shù)據(jù)通信可分為有線數(shù)據(jù)通信和無線數(shù)據(jù)通信兩大類。有線數(shù)據(jù)通信包括雙絞線、同軸電纜、光纖等傳輸方式；無線數(shù)據(jù)通信則包括微波、衛(wèi)星、移動通信等傳輸方式。分類數(shù)據(jù)通信定義與分類數(shù)據(jù)在多個并行信道上同時傳輸，具有傳輸速度快的優(yōu)點，但需要較多的傳輸線路和接口設(shè)備，成本較高。并行傳輸數(shù)據(jù)在單個信道上按位依次傳輸，具有線路簡單、成本低的優(yōu)點，但傳輸速度相對較慢。串行傳輸以固定的時鐘頻率進行數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送端和接收端保持嚴格的同步。適用于高速數(shù)據(jù)傳輸，但對時鐘同步要求較高。同步傳輸以字符為單位進行數(shù)據(jù)傳輸，每個字符前加上起始位，字符后加上停止位。適用于低速數(shù)據(jù)傳輸，對時鐘同步要求較低。異步傳輸數(shù)據(jù)傳輸方式及特點數(shù)據(jù)通信性能指標傳輸速率指單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，通常以比特率（bps）表示。比特率越高，傳輸速率越快。誤碼率指數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生錯誤的概率。誤碼率越低，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃栽礁摺捴感诺滥軌騻鬏數(shù)念l率范圍，通常以赫茲（Hz）表示。帶寬越寬，信道容量越大，能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也越多。時延指數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端所需的時間。時延越短，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性越好。02數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)

數(shù)字數(shù)據(jù)編碼方法非歸零編碼（NRZ）一種簡單的二進制編碼方式，高電平表示1，低電平表示0。曼徹斯特編碼每位中間有一個跳變，從低到高跳變表示0，從高到低跳變表示1。差分曼徹斯特編碼每位中間的跳變僅用于同步，用每位開始時有無跳變表示0或1。03相移鍵控（PSK）通過改變載波的相位來表示數(shù)字信號。01振幅鍵控（ASK）通過改變載波的振幅來表示數(shù)字信號。02頻移鍵控（FSK）通過改變載波的頻率來表示數(shù)字信號。模擬數(shù)據(jù)編碼方法將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的過程，以便在模擬通信系統(tǒng)中傳輸。調(diào)制將模擬信號還原為數(shù)字信號的過程，以便在數(shù)字設(shè)備中處理。解調(diào)調(diào)制與解調(diào)技術(shù)03傳輸介質(zhì)與接口標準由兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線組成，成本低，傳輸距離短，常用于局域網(wǎng)連接。雙絞線同軸電纜光纖由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、外導(dǎo)體和護套組成，傳輸頻帶較寬，抗干擾能力強，適用于較遠距離傳輸。利用光導(dǎo)纖維傳輸光信號，傳輸速度快，距離遠，抗干擾能力強，但成本較高。030201有線傳輸介質(zhì)及特性通過天線發(fā)射和接收無線電信號，傳輸距離遠，但易受干擾。無線電波頻率高于無線電波，直線傳播，適用于視距范圍內(nèi)的通信。微波利用紅外線進行通信，無需直線傳播，但傳輸距離短，易受遮擋。紅外線無線傳輸介質(zhì)及特性123規(guī)定了商用建筑內(nèi)部及建筑物之間的通信線纜和相關(guān)設(shè)備的接口標準。EIA/TIA-568標準定義了以太網(wǎng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范，包括各種傳輸速率和傳輸介質(zhì)的接口標準。IEEE802.3標準規(guī)定了光纖通信中使用的各種接口類型和參數(shù)，如SC、LC、FC等接口類型。光纖接口標準接口標準與規(guī)范04數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議及實現(xiàn)幀同步功能差錯控制功能流量控制功能鏈路管理功能數(shù)據(jù)鏈路層功能與服務(wù)通過特定的幀同步技術(shù)，確保接收端能夠準確地識別出數(shù)據(jù)幀的起始和終止位置。通過流量控制機制，防止發(fā)送端過快地發(fā)送數(shù)據(jù)，確保接收端能夠及時處理接收到的數(shù)據(jù)。采用差錯檢測和糾正技術(shù)，對數(shù)據(jù)幀進行校驗，確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。負責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放，確保數(shù)據(jù)通信的順利進行。高級數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）協(xié)議是一種面向比特的同步數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，具有靈活性和可擴展性。HDLC協(xié)議概述HDLC幀結(jié)構(gòu)HDLC操作過程HDLC應(yīng)用HDLC幀由標志字段、地址字段、控制字段、信息字段和幀校驗序列組成。包括鏈路建立、數(shù)據(jù)傳輸和鏈路釋放三個階段，通過交換控制幀進行通信。廣泛應(yīng)用于廣域網(wǎng)和專用網(wǎng)絡(luò)，支持各種不同類型的接口和傳輸介質(zhì)。HDLC協(xié)議原理及應(yīng)用ABCDPPP協(xié)議原理及應(yīng)用PPP協(xié)議概述點對點協(xié)議（PPP）是一種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，用于在點對點鏈路上傳輸多協(xié)議數(shù)據(jù)包。PPP操作過程包括鏈路建立階段、認證階段和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議協(xié)商階段，支持多種認證方式。PPP幀結(jié)構(gòu)PPP幀由標志字段、地址字段、控制字段、協(xié)議字段、信息字段和幀校驗序列組成。PPP應(yīng)用廣泛應(yīng)用于撥號上網(wǎng)、DSL接入和VPN等領(lǐng)域，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。05局域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用局域網(wǎng)定義局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是一種在小范圍內(nèi)實現(xiàn)計算機之間通信的網(wǎng)絡(luò)，通常覆蓋一個建筑物、校園或企業(yè)園區(qū)。局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層三層。其中物理層負責(zé)傳輸比特流，數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)將數(shù)據(jù)組合成幀進行傳輸，網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)路由選擇和邏輯地址尋址。局域網(wǎng)概述及體系結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)概述以太網(wǎng)是一種廣泛應(yīng)用的局域網(wǎng)技術(shù)，采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測）訪問控制方法，具有簡單、可靠、低成本等優(yōu)點。以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)幀由前導(dǎo)碼、幀起始定界符、目的地址、源地址、類型/長度字段、數(shù)據(jù)字段和幀校驗序列組成。其中，前導(dǎo)碼用于同步，幀起始定界符標識幀的開始，目的地址和源地址分別標識接收方和發(fā)送方的MAC地址，類型/長度字段標識上層協(xié)議類型或數(shù)據(jù)長度，數(shù)據(jù)字段承載上層協(xié)議數(shù)據(jù)，幀校驗序列用于錯誤檢測。以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機是一種多端口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、過濾和廣播控制等功能。交換機通過MAC地址表實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)和過濾，提高了局域網(wǎng)的傳輸效率。以太網(wǎng)技術(shù)原理與實現(xiàn)無線局域網(wǎng)概述無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）利用無線通信技術(shù)實現(xiàn)計算機之間的通信，具有靈活、便捷等優(yōu)點。常見的無線局域網(wǎng)標準包括IEEE802.11系列等。無線局域網(wǎng)協(xié)議棧無線局域網(wǎng)的協(xié)議棧包括物理層、MAC層和上層協(xié)議。其中物理層負責(zé)無線信號的傳輸和接收，MAC層負責(zé)數(shù)據(jù)的接入控制和轉(zhuǎn)發(fā)，上層協(xié)議包括網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層等。無線局域網(wǎng)設(shè)備無線局域網(wǎng)設(shè)備包括無線網(wǎng)卡、無線接入點（AP）、無線路由器等。無線網(wǎng)卡用于實現(xiàn)計算機與無線網(wǎng)絡(luò)之間的通信，無線接入點提供無線網(wǎng)絡(luò)的接入服務(wù)，無線路由器則具有路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。無線局域網(wǎng)技術(shù)原理與實現(xiàn)06廣域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用連接不同地區(qū)、城市和國家的大規(guī)模計算機網(wǎng)絡(luò)，提供跨地域的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。廣域網(wǎng)定義包括網(wǎng)絡(luò)接入層、網(wǎng)絡(luò)匯聚層和網(wǎng)絡(luò)核心層，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、交換和路由。廣域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議族是廣域網(wǎng)的主要協(xié)議，包括IP、TCP、UDP等協(xié)議。廣域網(wǎng)協(xié)議廣域網(wǎng)概述及體系結(jié)構(gòu)ATM信元結(jié)構(gòu)ATM以固定長度的信元（53字節(jié)）作為傳輸單位，包括5字節(jié)的信頭和48字節(jié)的信息字段。ATM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ATM交換機、ATM路由器等是實現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備，負責(zé)信元的交換和路由。ATM協(xié)議棧ATM協(xié)議棧包括物理層、ATM層、ATM適配層和高層協(xié)議，提供端到端的通信服務(wù)。ATM基本概念異步傳輸模式（ATM）是一種面向連接的、快速分組交換技術(shù)，適用于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。ATM網(wǎng)絡(luò)原理與實現(xiàn)幀中繼（FrameRelay）是一種高效的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，適用于廣域網(wǎng)環(huán)境。幀中繼基