【大学课件】数据通信DATA COMMUNICATIONS

数据通信DATACOMMUNICATIONS内容大纲数据通信概述数据编码定义、特点、系统组成、标准编码基本概念、常用数字编码方式、模拟信号数字化信号传输差错控制信号类型及特性、传输介质、传输方差错产生原因、差错检测方式、差错式纠正方法数据通信概述数据通信是指通过通信网络将数据从一个设备传输到另一个设备的过程数据通信技术的应用数据通信的关键要素数据通信技术广泛应用于各种领域，数据通信的关键要素包括数据源、数如互联网、移动通信、物联网等，对据接收方、传输介质和通信协议现代社会的发展起着至关重要的作用定义及特点

1.1定义特点12数据通信是指通过电子信号在数据通信具有速度快、容量大不同设备之间传输信息的科学、传输距离远、交互性强等优，涉及硬件、软件、协议和技点，促进了现代社会的数字化术，让信息在世界各地快速传发展递数据通信系统组成

1.2数据源发送器传输介质产生要传输的数据，例如计算机、手机将数据转换成适合在传输介质上传输的传输信号的物理通道，例如双绞线、光等信号，例如调制器纤等接收器数据宿将接收到的信号还原成数据，例如解调器接收数据的目的地，例如计算机、服务器等数据通信标准

1.3标准的重要性常用标准标准确保不同设备之间的互操作性，使数据能够在网络中畅通无以太网标准，定义了物理层和数据链路层•IEEE

802.3阻地传输互联网协议套件，提供网络通信的标准规范•TCP/IP通用串行总线标准，连接外设的标准接口•USB数据编码

2.将数据转换为适合在通信系统中传输的信号形式数字信号模拟信号离散的信号，用数字表示数据，如连续的信号，用波形表示数据，如声0和音或图像1编码基本概念

2.1模拟信号数字信号模拟信号是连续变化的信号，其幅度和频率可以取任意值，如声音数字信号是离散的信号，其幅度和频率只能取有限的几个值，通常、温度和光线用和表示，如计算机数据01常用数字编码方式

2.2编码编码二进制编码ASCII Unicode美国信息交换标准码（）是目前最广是一种字符集，它包含了世界上大使用和来表示数据，适用于计算机内部ASCII Unicode01泛使用的字符编码标准多数语言的字符存储和处理数据模拟信号数字化

2.3采样1以一定频率对模拟信号进行采样量化2将采样值映射到离散数值编码3将量化值转换为数字代码信号传输信号传输是数据通信的核心环节，负责将编码后的数据信号从发送端传送到接收端信号类型及特性

3.1数字信号模拟信号数字信号由离散的电平表示通常是高电平或低电平数字信号不模拟信号由连续的电平表示类似于声音波形模拟信号易受噪声,.,.易受噪声干扰传输距离更远更适合数据通信干扰传输距离有限不适合数据通信,,.,,.传输介质

3.2双绞线同轴电缆12价格低廉，易于安装，适合短抗干扰能力强，适合传输较远距离传输距离光纤无线电波34带宽大，传输速率高，抗干扰传输距离远，灵活性高，但容能力强，适合长距离传输易受环境影响传输方式

3.3单工双工信息只能单向流动，如广播电视信息可以双向流动，如电话半双工信息可以双向流动，但同一时间只能由一方发送差错控制数据传输可靠性差错控制策略数据传输过程中，可能会因为噪声干差错控制主要包含差错检测和差错纠扰、信号衰减等原因导致错误正，保证数据传输的完整性和准确性差错产生原因

4.1传输介质噪声设备故障传输介质本身的缺陷会引入噪声发送设备或接收设备的故障会导，影响信号完整性致数据传输错误干扰来自外部的干扰，例如雷电、电磁波等，也会导致数据传输错误差错检测方式

4.2奇偶校验循环冗余校验CRC在数据位中添加一个校验位，使数据位和校验位中的个数为奇将数据位看作一个多项式，用一个预先设定的生成多项式进行模“1”数或偶数接收方检查奇偶性是否一致来判断是否有错误二除法，得到余数作为校验码接收方进行相同的运算，比较余数是否一致来检测错误差错纠正方法

4.3纠正错误检错纠错码通过接收到的数据本身，判断并例如海明码，可以检测和纠正单纠正错误个比特错误循环冗余校验码码，能检测并纠正多个比特错误CRC数据链路控制

5.数据链路层功能常用协议物理层提供的原始比特流并不可靠常见的链路层协议包括以太网、令牌数据链路层负责将原始比特流组织成环网和等这些协议定义了数据FDDI帧，并提供差错控制和流量控制机制帧的格式、数据传输规则和错误处理机制数据链路层功能

5.1帧封装差错控制流量控制访问控制将数据分组封装成帧，添加帧检测和纠正数据传输过程中的调节数据发送速度，避免接收控制对网络资源的访问权限，头和帧尾，确保数据完整性和错误，确保数据的准确性方过载，确保数据传输的稳定保障网络安全可靠性性常用数据链路层协议

5.2以太网协议无线局域网协议协议USB最广泛使用的局域网协议，提供数据帧格式支持无线网络连接，使用协议进用于连接外围设备，提供高速数据传输和可CSMA/CA和访问控制机制行信道访问靠性保证计算机网络概述定义与作用分类与特点将不同地理位置的计算机互联起来，包括局域网、广域网、互联网等，不共享资源，实现信息传递，并协同完同类型的网络拥有不同的拓扑结构、成任务传输介质和通信协议网络分类及特点

6.1局域网广域网LAN WAN12覆盖范围有限，连接同一个机覆盖范围广，连接不同地点的构或家庭中的计算机计算机，跨越城市、省份甚至国家城域网MAN3介于和之间，覆盖一个城市或地区LAN WAN网络体系结构

6.2分层结构协议规范网络体系结构通常采用分层模型每个层次定义了一套协议规范，，将网络功能划分为不同的层次用于规定该层次数据交换的规则，每个层次负责特定的任务和格式接口定义各层之间通过明确的接口进行交互，确保不同层次之间的数据传输和处理能够顺利进行总结与展望数据通信技术不断发展，为我们带来了更便捷、高效的信息传递方式未来，我们将见证更多技术的革新和应用。