MPNA01-数据通信技术基础

技术服务部：手机：Email：讲师介绍数据通信的产生和发展数据通信相关基础概念通信接口与传输媒体数据通信的交换与复用课程内容•早期的通信方式——狼烟、锣鼓号角、书信•通信最基本的方式：听觉与视觉手段•早期通信的局限——时间和空间局限性•通信——是信息的传递与交换过程，目的是由一个地方向另一个地方传递信息，实现人与人之间的信息交换通信的产生•电通信的到来——1838年电报的产生（莫尔斯）——使用线缆上的电脉冲传递信息——引发通信革命，改变了人们的通信方式。•1876年电话的产生（贝尔）——通信技术进一步发展——声音转换为电信号，使人们远距离直接对话成为现实——扩展了通信发展的空间。通信技术的发展电子计算机问世——微电子技术与计算机技术大量应用，任何信息均可转换为数据形式（2进制格式）计算机与通信技术结合,促使数据通信飞速发展——扩大计算机的应用范围，推进人类社会信息化进程——通信领域的飞跃——人－人通信——人－机通信、机－机通信数据通信的产生计算机通信网络Network今后的发展？数据通信的产生和发展数据通信相关基础概念通信接口与传输媒体数据通信的交换与复用课程内容数据通信的概念•数据通信即传输的信息为数据形式的通信方式——数据为某种意义的数字信号的组合（字母、数字和符号）•数据通信编码标准：用于将字符信息翻译成二进制代码的规则，数据通信的基础标准——最广泛使用的标准为ASCII码（美国标准信息交换码）。字符信息数据ASCII码1001000100……Hi～数据通信速率的量和单位•信息传输速率：通信线路或系统单位时间内传输的数据量，在二进制系统中即传输的数据位，一般用比特率表示，单位比特/秒：bit/s（bps）。•信息存储量：数据设备中存储、传输的信息的数量，单位为数位组（多个二进制位的组合），目前数位组通常由8个二进制位组成，通过编码标准表示一个字符，称为一个字节：byte。•单位换算关系：8bit=1byte1024=1K1024K=1M1024M=1G1024G=1T数据通信流程示意图通信网络字符信息二进制代码光电信号光电信号二进制代码字符信息你好！今天天气哈哈哈～通信信号的分类模拟信号－在时间特性上状态连续变化的连续信号，例如电话信号；数字信号－在时间、振幅特性上状态均离散变化，例如以太网信号；抽样、量化、编码解码、平滑信号转换的范例PSTNPCPCModemModem数字信号模拟信号模拟信号数字信号数字通信系统模型信源、信道、信宿、调制器、噪声、带宽、比特速率通信的双工方式AAABBB单工半双工全双工•根据通信信道的传输能力，点对点通信可以有单工、半双工和全双工三种方式。不同双工方式的实例数据传输模式•传输模式定义了比特组合传输的方式，分为并行传输和串行传输两种。单信道一组二进制代码6一组二进制代码信道1234578传输模式实例并行串行串行传输示例高电平低电平启停11110000串行传输ASCII码“K”（采用不归零法编码）数据通信的协同问题0001100010如何解决协同问题？异步传输方式•异步传输：以字符为单位，在发送一组字符代码时，前后均各加上一个起始位和一个停止位，以保证能区分串行传输的“字符”，也就是实现串行传输收、发双方码组或字符的同步。•异步传输的特点－对线路适用性好，收发双方的时钟信号不需要严格同步。－缺点是对每一字符都需加入“起、止”数据位，使传输效率降低。－适用于较低的低速数据传输。（最大速率115200bps）0001011101异步传输的流控问题RouterModemNetwork•异步传输过程中，各段链路中的速率是由两端设备（接口）商定的，若一条数据通路的各段链路速率不一致，可能造成链路的阻塞，故应采用某种机制调节数据链路上的信息流量，决定暂停、停止或继续接收信息，因此流控是必不可少的。9.6Kbps115.2Kbps异步传输的流控方式流量控制硬件流控：通过物理接口的定义来实现；优点：数据透明性好；缺点：需要硬件支持；软件流控：通过发送流控信号来实现；优点：不需要硬件支持；缺点：数据透明性不好；同步传输方式•同步传输方式下数据的发送一般以组(或称帧)为单位，帧内各字节的相对位置固定，在每帧数据开始、结尾部分有首部、尾部，收发双方利用其中特定的帧定界苻（同步序列）或者特定的时钟线路用以实现收发时钟同步。•同步传输的特点：－传输效率较高，但对线路适用性较差。－同步数据链路中，各设备时钟统一，只有一个时钟源。首部001011100010111000101110……尾部同步传输方式下的时钟内时钟外时钟外时钟线路时钟RouterModemModemRouter128Kbps光端机NetworkRouter2Mbps内时钟线路时钟外时钟同异步问题的总结北京成都数据通信的产生和发展数据通信相关基础概念通信接口与传输媒体数据通信的交换与复用课程内容数据接口与传输媒体•人们对话不仅要有相通的语言，也需要有双方沟通的默契。同样的，通信双方传输数据时不仅要求相同的传输机制，还要有相互间对话沟通的通道。•接口是数据通信设备收发数据的出口，不同的接口标准规定了不同的数据速率和收发方式。•传输媒体是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路，负责传输承载数据的信号。不同的传输媒体传输的距离和可以承载的数据信息量不同。串行数据接口与电缆（1）•V24（RS-232）串行接口：支持同异步传输方式，同步最高速率128Kbps，异步最高速率115.2Kbps；用于近距离（30米内）通信；•机械特性：一般使用ISO2110的DB-25插头座标准；•电气特性：使用CCITT的V.28建议书，采用不平衡传输方式，负逻辑，高电平为0，低电平为1；•功能特性和规程特性：同CCITT的V.24标准，规定了接口的信号定义；DB25接口V.24电缆串行数据接口与电缆（2）•V35（RS-449）串行接口：支持同步传输方式，同步理论最高速率8Mbps，常用速率2Mbps；用于近距离通信；•机械特性：一般使用ISO2110的DB-34插头座标准；•电气特性：采用平衡传输方式，用两根信号线的信号电压差值来表示数据；压差为0.2～3V表示1，压差为-0.2～-3V表示0。•功能特性和规程特性：同CCITT的V.35标准，规定了接口的信号定义；迈普路由器V.24/V.35串行接口V.35电缆串行数据接口与电缆（3）DTEPCModemDCENetwork•DTE（DataTerminalEquipment）：数据终端设备，具有一定的数据处理能力以及发送和接收数据能力的设备；DTE设备的接口称为DTE接口，一般为插头（针口）；•DCE（DataCircuit-terminatingEquipment）：数据电路端接设备，在DTE与传输线路之间负责信号变换和编码的中间设备；DCE设备的接口称为DCE接口，一般为插座（孔口）；同轴电缆•同轴电缆中的材料是共轴的，外导体是一个由金属丝编织而成的圆形空管，内导体是圆形的金属芯线。内外导体之间填充着绝缘介质。•同轴电缆拥有良好的抗干扰特性，被广泛应用于传输较高速率的数据；•在路由器上的E1/CE1接口采用BNC接头，使用一对75欧姆非平衡同轴电缆，速率2Mbps；同轴电缆结构迈普路由器E1/CE1接口同轴电缆实物双绞线（1）•双绞线TP（TwistedPair）是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质。它是由两条相互绝缘的铜导线组成。双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。“双绞线”的名字也由此而来。•一般的双绞线称为UTP（无屏蔽双绞线）；在双绞线的外面再加上一个金属丝编织的屏蔽层可以提高抗电磁干扰能力，称为UTP屏蔽双绞线；•使用双绞线最多的地方就是电话系统从用户电话机到交换机之间的用户线，接头标准为RJ11，可以用于中长距离（几到十几公里）的通信。屏蔽双绞线无屏蔽双绞线双绞线（2）•按照美国电子工业协会EIA和电信工业协会TIA联合发布的标准，双绞线可以分为1到6类。•在以太网技术组建的局域网环境中，我们常用5类双绞线（百兆）和超5类线（百兆，带屏蔽），以及最新的6类线（千兆），双绞线（网线）的接口标准为RJ45；RJ45接头引脚定义（100Base-T)5类线实物光纤（1）•光纤通信利用光导纤维传递光脉冲来进行通信，传输的数据带宽远远大于其他传输媒体。•光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器。光纤传输介质是超细玻璃或熔硅纤维。光源是发光二极管（LightEmittingDiode，LED）或激光二极管LD。检测器是光电二极管。光纤构造光纤（2）－单模/多模光纤•传输距离近，容量低，整体成本低；•传输距离远，容量大，整体成本高；单模/多模光纤构造区别光纤（3）－常用光纤接头FC－PC型光尾纤接头外形图SC－PC型光尾纤接头外形图ST-PC型光尾纤接头外形图FC/PC－SC/PC型光尾纤外形图数据通信的产生和发展数据通信相关基础概念通信接口与传输媒体数据通信的交换与复用课程内容计算机的点对点互连使用交换机进行计算机互连计算机网络的构成三种交换方式•电路交换：通信双方在通信时建立起专用的连接通道，直到通信结束后才释放这个通道；典型的如电话通信。•报文交换：通信双方的数据信息以一个整体（报文）的形式交给交换机一起进行转发；典型的如电报。•分组交换：通信双方的数据信息分割为多个小片（分组），再交给交换机分别进行转发；典型的如局域网内PC互通。PSTNEthernet数据通信复用方式•时分复用（TDM）：将通信的时间分成相等的间隔，每一间隔只传输固定的信道。•光波波分复用（WDM）•频分复用（FDM）•空分复用（SDM）•副载波复用（SCM）