重慶郵電大學(xué)-現(xiàn)代通信技術(shù)課件-數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信重慶郵電大學(xué)-現(xiàn)代通信技術(shù)ppt課件緒論本課程介紹數(shù)據(jù)通信的基本原理和技術(shù)，涵蓋數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等方面。數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)通信中，數(shù)據(jù)指的是各種信息，例如文本、圖像、音頻和視頻等。信號數(shù)據(jù)傳輸需要使用信號來表示數(shù)據(jù)。信號可以是電信號、光信號、無線電波等。信道信道是信號傳輸?shù)奈锢砺窂?，例如電纜、光纖、無線電波等。通信系統(tǒng)基本組成發(fā)送端發(fā)送端負責(zé)將信息轉(zhuǎn)換為適合在信道中傳輸?shù)男盘?。信道信道是信號傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)，例如電纜、光纖、無線電波等。接收端接收端負責(zé)接收信號并將其還原為原始信息。數(shù)據(jù)通信基本概念和分類數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸是指在通信系統(tǒng)中，將信息從一個設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€設(shè)備的過程。通信協(xié)議通信協(xié)議是一套規(guī)則，規(guī)定了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時的格式、順序和控制方式。數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式可分為模擬傳輸和數(shù)字傳輸，模擬傳輸傳輸?shù)氖沁B續(xù)的信號，而數(shù)字傳輸傳輸?shù)氖请x散的信號。傳輸媒體1雙絞線由兩根相互絕緣的導(dǎo)線組成，常用于局域網(wǎng)。2同軸電纜具有良好的抗干擾能力，常用于電視信號傳輸。3光纖具有高帶寬和低損耗，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇。4無線電波利用無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸，例如Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡(luò)。信道編碼基本原理增加冗余通過添加冗余位來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。差錯檢測接收端利用冗余位檢測傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤。差錯糾正某些編碼可以自動糾正一些傳輸錯誤，無需重新發(fā)送數(shù)據(jù)。線性分組編碼1定義將數(shù)據(jù)分成固定長度的塊，并使用線性代數(shù)方法進行編碼，在每個數(shù)據(jù)塊中添加冗余信息，以提高可靠性。2優(yōu)點能夠有效地檢測和糾正傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?應(yīng)用廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)，例如數(shù)字電視、衛(wèi)星通信和移動通信。卷積編碼1生成多項式使用生成多項式確定編碼規(guī)則。2移位寄存器使用移位寄存器實現(xiàn)編碼過程。3糾錯能力卷積編碼具有較強的糾錯能力。差錯檢測和糾正檢測數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤。糾正錯誤，確保數(shù)據(jù)完整性。差錯控制技術(shù)差錯控制技術(shù)是保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。它通過添加冗余信息來檢測和糾正傳輸過程中的錯誤。差錯控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)，如互聯(lián)網(wǎng)、移動通信等。多路復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用將信道劃分成多個頻帶，每個頻帶分配給不同的用戶。時分復(fù)用將信道劃分成多個時間段，每個時間段分配給不同的用戶。碼分復(fù)用將信道劃分成多個碼字，每個碼字分配給不同的用戶。交換技術(shù)1電路交換電路交換技術(shù)是一種傳統(tǒng)的交換技術(shù)，在通信之前建立一條專用電路，通信過程中保持電路連接。2報文交換報文交換技術(shù)將數(shù)據(jù)分成報文，每個報文包含完整的地址信息，并按順序傳輸?shù)侥康牡亍?分組交換分組交換技術(shù)將數(shù)據(jù)分成數(shù)據(jù)包，每個數(shù)據(jù)包包含地址信息和數(shù)據(jù)內(nèi)容，并通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點路由到目的地。路由技術(shù)路徑選擇路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)包的目標地址選擇最優(yōu)路徑，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。流量控制路由器可以限制網(wǎng)絡(luò)流量，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞，并確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。網(wǎng)絡(luò)安全路由器可以配置訪問控制列表，阻止來自特定網(wǎng)絡(luò)或主機的訪問，保護網(wǎng)絡(luò)安全。網(wǎng)絡(luò)管理路由器提供網(wǎng)絡(luò)管理功能，例如監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以及診斷網(wǎng)絡(luò)故障。協(xié)議基本概念通信規(guī)則協(xié)議定義了數(shù)據(jù)通信過程中，不同設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)的規(guī)則和標準。信息傳遞協(xié)議確保數(shù)據(jù)能夠在不同的設(shè)備之間準確、高效地傳遞。共同理解協(xié)議提供了一種統(tǒng)一的語言，讓不同的設(shè)備能夠相互理解并協(xié)同工作。OSI參考模型OSI參考模型（OpenSystemsInterconnectionReferenceModel）是由國際標準化組織(ISO)制定的一個開放式網(wǎng)絡(luò)互連參考模型，它將網(wǎng)絡(luò)通信過程分成了七層，每層負責(zé)特定的功能，并提供相應(yīng)的接口，以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和應(yīng)用之間的互操作性。OSI模型是一個邏輯上的抽象模型，它并沒有定義具體的協(xié)議，但它為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開發(fā)和標準化提供了一個統(tǒng)一的框架。通過將網(wǎng)絡(luò)通信過程分層，OSI模型簡化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和管理，并促進不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和應(yīng)用之間的互操作性。TCP/IP參考模型TCP/IP參考模型是互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議集，它定義了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信規(guī)則。該模型由四層組成：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層。每層協(xié)議負責(zé)特定的網(wǎng)絡(luò)功能，并與其他層交互，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)在相鄰節(jié)點之間可靠地傳輸數(shù)據(jù)幀。幀數(shù)據(jù)鏈路層將數(shù)據(jù)封裝成幀，并添加幀頭和幀尾以進行同步和錯誤檢測。介質(zhì)訪問控制MAC子層負責(zé)管理共享網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的訪問，確保多個節(jié)點可以共享網(wǎng)絡(luò)。邏輯鏈路控制LLC子層負責(zé)數(shù)據(jù)幀的格式化、差錯控制和流量控制。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議1IP協(xié)議負責(zé)數(shù)據(jù)包的尋址和路由，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。2ICMP協(xié)議提供網(wǎng)絡(luò)層錯誤報告和診斷信息，幫助網(wǎng)絡(luò)管理員排查問題。3ARP協(xié)議將IP地址轉(zhuǎn)換為物理地址，用于在局域網(wǎng)內(nèi)尋找目標設(shè)備。4RARP協(xié)議將物理地址轉(zhuǎn)換為IP地址，用于引導(dǎo)無IP地址的主機獲取IP地址。傳輸層協(xié)議TCP協(xié)議面向連接的可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，提供流量控制和擁塞控制機制，確保數(shù)據(jù)完整性和順序傳輸。UDP協(xié)議無連接的數(shù)據(jù)報協(xié)議，提供快速、輕量級的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于實時數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層協(xié)議電子郵件協(xié)議SMTP,POP3,IMAP萬維網(wǎng)協(xié)議HTTP,HTTPS文件傳輸協(xié)議FTP,TFTP局域網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)局域網(wǎng)中最常用的技術(shù)，提供高速數(shù)據(jù)傳輸。無線局域網(wǎng)通過無線信號連接設(shè)備，提供靈活性和移動性。光纖網(wǎng)絡(luò)利用光纖傳輸數(shù)據(jù)，具有高帶寬和低損耗的優(yōu)勢。廣域網(wǎng)技術(shù)覆蓋范圍廣廣域網(wǎng)(WAN)覆蓋范圍廣泛，可以跨越城市、國家甚至洲際連接網(wǎng)絡(luò)。傳輸距離遠WAN使用各種傳輸介質(zhì)，如光纖、微波和衛(wèi)星，以支持長距離數(shù)據(jù)傳輸。復(fù)雜性高WAN的設(shè)計和管理比局域網(wǎng)(LAN)更加復(fù)雜，涉及更多設(shè)備和協(xié)議。移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)第五代移動通信技術(shù)，具有高速率、低延遲、大容量等特點，為物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興應(yīng)用提供強大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。衛(wèi)星通信利用衛(wèi)星作為中繼站實現(xiàn)遠距離通信，具有覆蓋范圍廣、不受地形限制等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于海事、航空等領(lǐng)域。移動互聯(lián)網(wǎng)以移動終端為主要接入方式的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，包括移動支付、社交網(wǎng)絡(luò)、移動游戲等，深刻改變了人們的生活方式。新型通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)高速率、低延遲、大連接，為物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興應(yīng)用提供基礎(chǔ)。邊緣計算將計算資源部署到網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低延遲，提高響應(yīng)速度。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)通過軟件控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活配置和管理。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)將網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化為軟件，降低硬件成本，提高網(wǎng)絡(luò)效率。未來通信技術(shù)發(fā)展趨勢5G5G更高速度、更低延遲、更大容量6G6G超高速率、超低延遲、超高可靠性AI人工智能智能網(wǎng)絡(luò)、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化IOT物聯(lián)網(wǎng)萬物互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享、智能應(yīng)用總結(jié)與展望技術(shù)進步數(shù)據(jù)通信技術(shù)不斷發(fā)展，未來將更加高速、高效、安全和智能。應(yīng)用廣泛數(shù)據(jù)通信