数据通信原理

2019/8/161第1讲数据通信原理2019/8/162简介的组成部分•数据通信概述•数据传输技术•数据通信网•分组交换网简介•DDN网简介•ATM网简介•组网流程和实例•结束语2019/8/163重要概念•数据通信是两个实体间数据的传输和交换。•数据传输是传播处理信号的数据通信，将源站的数据编码成信号，沿传输介质传播至目的站。数据传输的品质取决于被传输信号的品质和传输介质的特性。2019/8/164通信的历史•1844年莫尔斯发明电报•1876年贝尔发明电话•1881年第一条长途电路•1947年发明晶体管•1976年安装第一个数字式交换机•1988年横穿大西洋光缆2019/8/165数据通信模型源发送器传输系统接收器目的站（a）通信模型源系统目的系统PSTN（b）通信系统实例工作站Modem公共电话网Modem服务器2019/8/166传输概念•时域概念：传输的信号是时间的函数；分为连续信号和离散信号；周期信号；•频域概念：传输的信号是频率的函数；可由多个频率成分组成；•数据率和频带的关系：一个信号的频谱是它包含的频率范围；有效频带是指信号的大部分能量集中在此频带内；一般地，数据率为W，则2W频宽的传输系统可以很好的满足要求。2019/8/167模拟数据传输与数字数据传输1、数据、信息、信号、信号发送：2、传输：传播和处理信号的数据通信3、模拟数据：声音和视频4、数字数据：文本和整数5、模拟信号：用连续变化的电磁波表示数据6、数字信号：用电压脉冲序列来表示数据7、数字信号发送：8、模拟信号发送：2019/8/168模拟和数字数据的模拟和数字信号模拟信号传输模拟数据电话声音模拟信号调制解调器二进制电压脉冲模拟信号编码解码器声音模拟信号数字信号传输模拟数据模拟信号传输数字数据数字数据直接传输2019/8/169数据调制模拟数据的模拟信号调制幅度调制（AM）频率调制（FM）数字数据的模拟信号调制幅移键控法（ASK）频移键控法（FSK）相移键控法（FSK）2019/8/1610数据编码数字数据的数字信号编码（a）不归零制（NRZ）编码（b）曼彻斯特编码（c）差动曼彻斯特编码模拟数据的数字信号编码PCM（脉冲代码调制），常用于声音信号编码。以采样定理为基础。2019/8/1611多路复用（1）•频分多路复用（FDM）•时分多路复用（TDM）•统计时分多路复用（STDM）2019/8/1612数字信号分级DDNPDHSONET/SDH多路复用（2）2019/8/1613校验与纠错•校验法奇校验、偶校验CRC（循环冗余校验）•纠错法ARQ（自动重发请求）ACK/NCK正向纠错法：汉明码纠错法：卫星传输2019/8/1614异步传输与同步传输•异步传输：N81XON/XOFF起始位+数据+停止位•同步传输：前文位+数据+后文位面向字符：面向位：HDLC2019/8/1615传输介质（1）双绞线：2019/8/1616传输介质（2）•同轴电缆RG-58A/U：10Base2,50欧姆，细缆RG-11：10Base5,50欧姆，粗缆RG-59U：75欧姆，有线电视电缆RG-62U：93欧姆，ARCnet2019/8/1617传输介质（3）•光导纤维电缆8.3/125，单模9/125，单模50/125，多模62.5/125，多模2019/8/1618传输介质（4）无线介质红外线：激光：微波：2019/8/1619数据通信物理层接口•机械、电气、功能、规程RS232CV24RS449V35X.21G.7032019/8/1620数据通信的交换技术交换技术是采用交换机或节点机等交换系统，通过路由选择技术在欲进行通信的双方之间建立物理的逻辑的连接，形成一条通信双方的信息传输和交换的一种技术。2019/8/1621交换技术（1）•线路交换PSTNISDN2019/8/1622交换技术（2）•报文交换2019/8/1623交换技术（3）•分组交换技术：数据报、虚链路X.25FrameRelay2019/8/1624交换技术（4）•信元交换ATM2019/8/1625数据通信的历史•计算机诞生时期•第一代计算机网络•第二代计算机网络•第三代计算机网络2019/8/1626第一代计算机网络•计算机的进步•调制解调器•线路控制器•模式：计算机+通信处理机+调制解调器2019/8/1627第二代计算机网络•分组交换概念的提出•1969年DARPA网的投入运行•以通信子网为中心的计算机网络2019/8/1628第三代计算机网络•网络互连的困难•1977年OSI模型的提出•DDNFR网络的研究和建设•九十年代INTERNET的发展2019/8/1629数据通信网络和业务基础业务增值业务2019/8/1630基础业务•分组交换网•DDN网•FR网•ATM网络2019/8/1631增值业务CHINANET1631692019/8/1632数据通信的特点和趋势•电信技术的发展趋势•数据通信的特点•数据通信的未来2019/8/1633电信技术的趋势•电信网络与计算机网络的融合加深•交换方式的发展：人工交换机械式交换电路交换机包交换•单一媒体到多媒体•用户接入速率的提高2019/8/1634数据通信的特点•与计算机网络的紧密结合。•包交换方式。•多媒体业务。•数据网络的接入速率高，范围广。2019/8/1635数据通信的美好未来•电信发展的趋势之一•广阔的前景2019/8/1636分组交换网CHINAPAC•分组交换的概念和特点•发展历史•业务种类•分组网的接入和能力•应用2019/8/1637分组交换的概念•用户数据的分割•加上地址和纠错信息•存储转发方式•交换机的寻路2019/8/1638分组交换的特点•存储转发的技术。•中继的统计复用。•不同速率，码型，规程用户的通信。•分段校验，质量的保证。2019/8/1639分组交换的历史•起源•在我国的发展•河北省的情况2019/8/1640分组交换的起源•军事需求•兰德公司的报告•技术上的发展•美国DARPA的网络2019/8/1641分组交换在我国的第一阶段•CNPAC•1988年引进法国SESA公司的产品•三个节点•8个集中器•国产SPAD的安装2019/8/1642分组交换在我国的第二阶段•CHINAPAC•1993年引进加拿大北方电讯的DPN-100设备。•8个汇接中心•三个出入口局•主要使用的网络2019/8/1643石家庄的情况•1993年安装DPN-130•1994年安装DPN-100•1996年安装数据所的NP-328•所有的分局和县局都安装了分组设备2019/8/1644分组网的三类业务基本业务可选业务增值业务2019/8/1645分组网的基本业务交换型虚电路SVC永久型虚电路PVC2019/8/1646交换型虚电路SVC•通信时建立虚电路，结束后释放•有呼叫，应答的过程•使用灵活•适于多点通信，数据量小的用户2019/8/1647永久型虚电路PVC•没有呼叫过程•虚电路固定连接•适于通信对象固定，数据量大的用户。2019/8/1648可选业务类型•闭合用户群CUG•呼叫转移•助记符编址等等2019/8/1649增值业务•销售点业务POS•电子信箱•电子数据交换•传真存储转发2019/8/1650分组网的接入•用户终端类型•用户进网方式和通信速率2019/8/1651用户终端类型•异步字符式终端(X.28终端)•同步SDLC终端•同步分组终端(X.25终端)2019/8/1652入网方式电话拨号入网专线入网2019/8/1653电话拨号入网•X.28异步拨号入网•X.32同步拨号入网•速率1200bps------9600bps•资费便宜,速率低2019/8/1654专线入网•X.28异步专线入网•X.25/SDLC同步专线入网•速率1200bps---64kbps•价格高,速度快。2019/8/1655分组网的应用•公安机关•农业银行•电力监控等2019/8/1656DDN网络简介•DDN网络的概念和特点•石家庄DDN网络的现状•DDN网络的业务和能力•DDN网络的应用2019/8/1657DDN的概念•对用户提供全透明的数字通路•是点到点或点到多点的数字交叉连接设备•没有呼叫和信令的概念•不是统计复用，而是时分复用。2019/8/1658DDN的特点•传输质量高，时延小•通信速率2400bps----2Mbps•一线多用，可以同时传输数据，语音和图像。•支持帧中继业务FR2019/8/1659石家庄DDN网络情况石家庄DDN网络的设备情况石家庄DDN网络拓朴图2019/8/1660石家庄DDN网络的设备情况•采用加拿大新桥公司的3600系列设备•共有分级网管一套•设备情况：36451个•360026个•363012个•节点间用PCM2M连接2019/8/1661石家庄的DDN网络情况2019/8/1662DDN网络的业务类型•点对点专线业务•点对多点轮询业务•帧中继业务FR2019/8/1663帧中继FR什么是帧中继？帧中继的应用2019/8/1664什么是帧中继？•在DDN之后出现的数据通信技术。•是基于快速数据包交换的技术。•对X.25协议做了精简,节省了开销。•有带宽管理和防止拥塞的机制。2019/8/1665帧中继的应用•方便地提供点对多点业务•特别适于局域网互连•实现:在DDN网络上附加FR处理卡2019/8/1666DDN用户的类型•电信运营系统•银行证券业•163和169的接入互连•办公自动化•实时监控系统2019/8/1667ATM简介•为什么发展ATM?•ATM的概念和业务•河北ATM的发展•ATM的应用2019/8/1668为什么发展ATM?•分组交换和DDN的比较•技术的进步•用户的要求•网络的融合2019/8/1669分组和DDN的比较•DDN•时分复用,资源利用率低。•无协议,设备简单。•电路交换,时延小。•透明传输。•分组交换•统计复用,资源利用率高。•协议繁多,设备复杂。•分组交换,存储转发，时延大。•非透明，要求协议匹配。2019/8/1670技术的进步•传输技术的进步：由电缆到光缆，质量和容量的提高。•计算机芯片的进步•交换理论、技术的进步。2019/8/1671用户的要求•速率：从几十bps到上百Mbps。•单一媒体到多媒体•通信质量有更严格的要求2019/8/16722019/8/1673ATM的概念•异步转移模式的缩写•分成固定长度的信元•统一封装，硬件处理，提高速度，减少时延。2019/8/1674ATM的优势•速度高，接入可达155M，交换机容量几十G。•保护现有投资，DDN，FR的平滑过渡。•统一网络，在一个网络上实现各种业务。•动态带宽管理，提高网络利用率。2019/8/1675现有网络情况•安装河北省试验网。•高鸿CS-1000和AS-800设备。2019/8/16762019/8/1677ATM的业务•电路仿真业务•SVC业务•帧中继业务•IP业务，IPOA和LANE•远程医疗，远程教学，VOD业务。2019/8/1678ATM的应用•163和169的承载•为DDN网提供中继•开拓新业务2019/8/1679组网的过程和实例•局域网互连•数据业务的流程•一些特殊的方面2019/8/16802019/8/1681数据业务的流程•确定网络的需求：电路参数，接口类型，所需购买的设备。•到营业填申请。•装机公司拉线，112做线，返回工单。•数据装机人员与用户联系，确定用户设备是否到位，何时装机。•装机调测，做电路。2019/8/1682结束•感谢领导给予的机会。•水平有限，敬请批评指正。