1、2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,1,现代通信概论,第4章 数据通信,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,2,4.1 数据通信概论 4.2 差错控制 4.3 数据交换 4.4 通信协议,第4章数据通信,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,3,4.1 数据通信概论,4.1.1 数据通信定义关于数据通信定义的解释:* 是以传输数据为业务的一种通信方式* 是计算机和通信相结合的产物* 是计算机与计算机，计算机与终端以及终端与终端之间的通信；* 是按照某种协议连接信息处理装置和数据传输装置，进行数据的传输及处理。,2018/10/18,现代通信概论第4
2、章 数据通信,4,4.1.2 数据通信特点, (1)话音通信的终端发送和接收都是模拟的电流信号，利用公用电话交换网传输；(2)数据通信是人机或机机通信，计算机直接参与通信是数据通信的重要特征； (3)数据传输的准确性和可靠性要求高；(4)灵活的接口功能满足各种计算机和终端间的通信； (5)通信量呈突发性，均值和峰值差异大； (6)每次呼叫平均持续时间短。,4.1 数据通信概论,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,5,4.1.3 数据通信系统构成,4.1 数据通信概论,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,6,4.1.3 数据通信系统的构成数据通信系统是通过数据电路
3、将分布在远端的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据的传输、交换、存储和处理的系统。典型的数据通信系统主要由中央计算机系统、数据终端设备以及数据电路三部分构成。1、数据终端设备DTE 由数据输入设备、数据输出设备和传输控制器组成 2、数据电路 由传输信道及两端的数据电路终接设备DCE组成 3、中央计算机系统 由主机、通信控制器（前置处理机）及外围设备组成，具有处理丛书据终端设备输入的数据信息，并将处理结果向相应数据终端设备输出的功能。,4.1 数据通信概论,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,7,4.1.4 数据信号传输的基本形式,1、基带信号传输,2、频带信号传输,3、宽
4、带信号传输,4、数字数据传输,4.1 数据通信概论,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,8,4.2 差错控制,1为什么数据通信中的可靠性要求要高？,？,2数据通信系统中可能产生差错的原因？,？,3提高可靠性，降低误码率的途径 ？,？,4.2.1 差错控制的基本概念及原理,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,9,4.2.1 差错控制的基本概念及原理,一、 差错控制的基本概念差错控制的核心是抗干扰编码，或者差错纠正编码，简称纠错编码。差错控制的基本思路是：在发送端被传送的信息码序列的基础上，按照一定的规则加入若干“监督码元”后进行传输，这些加入的码元与原来的信息码序
5、列之间存在着某种确定的约束关系。在接收数据时，检验信息码元与监督码元之间的既定的约束关系，如该关系遭到破坏，则在接收端可以发现传输中的错误，乃至纠正错误。,纠检错的差错控制方法以牺牲有效性为代价！,！,4.2 差错控制,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,10,4.2.1 差错控制的基本概念及原理,二、 差错控制的分类 随机噪声导致传输中的随机差错；脉冲噪声则使传输出现突发差错。随机差错又称独立差错，它是指那些独立的、稀疏的和互不相关的发生的差错。突发差错是指一串串，甚至是成片出现的差错，差错之间有相关性，差错出现是密集的。,4.2 差错控制,2018/10/18,现代通信概论
6、第4章 数据通信,11,三 差错控制方式,4.2.1 差错控制的基本概念及原理,4.2 差错控制,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,12,四、差错控制的基本原理,4.2.1 差错控制的基本概念及原理,4.2 差错控制,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,13,4.2.2 简单的差错控制编码,一、奇偶监督码/奇偶校验码二、二维奇偶监督码/行列监督码/方阵码三、汉明码,4.2 差错控制,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,14,4.3 数据交换,4.3.1 数据交换概述,一、数据交换的必要性两端用户通过信道直接连接起来所构成的通信方式是点对点的通信
7、。多个用户之间要进行数据通信，如果任意两个用户之间都有直达线路连接的话，虽然简单方便，但线路利用率低。一般将各个用户终端通过一个具有交换功能的网络连接起来，使得任何接入该网络的两个用户终端由网络来实现适当的交换操作。,用户终端之间的通信为什么要经过交换设备？,？,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,15,4.3.1 数据交换概述,二、 数据交换方式1利用公用电话网进行数据交换优点：投资少，实现简易，使用方便缺点：传输速率低，差错率高，线路接续时间长，距离受限，接通率低，不易增加新功能。 2利用公用数据网进行数据交换,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数
8、据通信,16,1、电路交换(Circuit Switching) 2、报文交换(Message Switching) 3、分组交换(Packet Switching) 4、快速交换(Fast Switching),4.3.1 数据交换概述,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,17,三种交换方式,呼叫请求,呼叫应答,数据,A,B,C,D,分组1,分组2,分组3,报文,A,B,C,D,A,B,C,D,寻路延迟,排队延迟,电路交换,报文交换,分组交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,18,4.3.2 电路交换方式,一、 电路交换方式的原理需预先建
9、立起一条实际的物理链路，在通信中自始至终使用该条链路进行数据信息传输，并且不允许其他计算机或终端同时共享该链路，通信结束后再拆除这条物理链路。 二、 电路交换的优缺点,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,19,4.3.3 报文交换方式,一、 报文交换方式的原理报文交换属于信息交换方式（存储转发），当用户的报文到达交换机时，先将报文存储在交换机的存储器中 (内存或外存)，当所需要的输出电路有空闲时，再将该报文发向接收交换机或用户终端。二、 报文交换的优缺点,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,20,4.3.4 分组交换方式,一、
10、 分组交换方式的原理 分组交换仍然采用“存储转发”的方式，但不像报文交换那样以报文为单位交换，而是把报文截成若干比较短的、规格化了的“分组”(或称包)进行交换和传输。由于分组长度较短，具有统一的格式，便于在交换机中存储和处理，“分组”进入交换机后只在主存储器中停留很短的时间进行排队和处理，一旦确定了新的路由，就很输出到下一个交换机或用户终端。,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,21,4.3.4 分组交换方式,二、 分组交换的优缺点分组交换方式的主要优点是： (1)传输质量高。 (2) 可靠性高。 (3) 为不同种类的终端相互通信提供方便。(4) 能满足通信实
11、时性要求。 (5) 可实现分组多路通信。 (6) 经济性好。 ,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,22,三、 分组的传输方式1数据报方式(1) 数据报方式的概念数据报方式类似于报文交换方式，将每个分组单独当作一份报一样对待，分组交换机为每一个数据分组独立地寻找路径，同一终端送出的不同分组可以沿着不同的路径到达终点。 (2) 数据报方式的特点,4.3.4 分组交换方式,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,23,三、 分组的传输方式2虚电路方式(1) 虚电路方式的概念虚电路方式是两个用户终端设备在开始互相传输数据之前必须通过网络
12、建立一条逻辑上的连接，一旦这种连接建立以后，用户发送的数据将通过该路径按顺序通过网络传送到达终点。当通信完成之后用户发出拆链请求，网络清除连接。 (2) 虚电路方式的特点,4.3.4 分组交换方式,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,24,4.4.1 基本概念,数据通信是机器之间的通信，其大部分是利用物理线路和交换设备将若干台计算机连接成网络来实现的，但是要顺利进行信息交换仅有硬件是不够的，还必须事先约定一些通信双方共同遵守的约定，我们将这些约定的集合叫做通信协议。,4.3 数据交换,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,25,4.4 通信协议,
13、4.4.2 物理层协议 数据通信系统中物理层接口所处的位置如图所示。,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,26,对于物理层协议的研究，通常从机械、电气、功能与规程四大特性入手。 机械特性 描述DCE和DTE之间连接器管脚莲县，插头插座等 电气特性 描述DCE和DTE之间导线的连接方式，发送接收器电气特性以及电缆连接 功能特性 每条导线的特定作用，即插针的交换电路功能 规程特性 定义各种接口电路之间的相互关系和操作要求。,4.4.2 物理层协议,4.4 通信协议,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,27,4.4.3 数据链路层协议数据链路传输控制规程 数据链路层功
14、能：数据链路层的功能是保证在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。 目前已采用的传输控制规程基本上分为两大类：面向字符型和面向比特型。 1基本型传输控制规程2高级数据链路控制规程(HDLC),4.4 通信协议,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,28,4.4.3 数据链路层协议数据链路传输控制规程 1基本型传输控制规程（BSC）* 传输的基本单位是字符* 差错控制ARQ方式* 多数采用半双工通信方式* 可以采用异步和同步传输方式* 采用国际5号码-ASCII码* 一般才用方阵码校验* 控制信息采用专用控制字符,4.4 通信协议,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通
15、信,29,4.4.3 数据链路层协议数据链路传输控制规程 2高级数据链路控制规程(HDLC)高级数据链路控制规程是面向比特型控制规程。在高级数据链路控制规程中，在链路上以帧作为传输信息的基本单位。HDLC的帧的基本格式如图所示。,4.4 通信协议,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,30,4.4.3 数据链路层协议数据链路传输控制规程 2高级数据链路控制规程(HDLC)* 传输基本单位是比特 * 连续发送方式 * 可靠的CRC校验 * 同步方式传送 * 透明性好 * 数据信息和控制信息格式统一,4.4 通信协议,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,31,现代通信
16、概论论文要求论文形式：从下列备选题目中选择一题，每题写成一篇论文或读书报告，每篇文章不少于1000字。论文要求：希望内容紧扣主题，理论分析正确，对原理的理解深入，对未来的发展趋势把握正确，参考的文献明确标明出处，选择的文章要核心期刊以上。文章写作规范： 1、 题目（中英文）， 文章摘要，正文（适当分段） 4、 结论， 参考文献，读者后记（不小于200字）,2018/10/18,现代通信概论第4章 数据通信,32,备选题目：1、有关通信发展的进程及其新技术,对发展趋势的理解；2、电信网络的发展与改造；3、光纤通信的新技术发展；4、无线通信的发展进程及新技术；5、移动通信的关键技术分析及3G的发展；6、多媒体技术的发展趋势及新技术；7、介绍互联网新技术发展，新业务应用。,
