数据通信基础
02数据通信基础
• (3)全双工通信方式：通信双方可以同时进行双向的信息传输，通信的双 方必须都具有同时发送和接收的能力，并且需要两个信道分别传送两个 方向的信号。应用于计算机之间。
考点分析：数据传输的方式
• 数据传输方式依其数据在传输线上原样不变地传输还是调制变样后再传 输，可分为基带传输、频带传输和宽带传输等方式。
• 信道按使用权限可分为专业信道和共用信道；接传输介质可分为有线 信道、无线信道和卫星信道；按传输信号的种类可以分为模拟信道和数 字信道等。
• 5．信道带宽：信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信 道上可传送信号的最高频率与最低效率之差。带宽越大，所能达到的传 输速率就越大，所以信道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。例如， 若一条传输线路可以接受600～2000 Hz的频率，则该传输线的带宽是 1400 Hz(2000～600 Hz)。普通电话线路的带宽一般为3000 Hz。
• (3)宽带传输：在同一信道上，宽带传输系统是可以进行数字信息和模拟 信息服务的。计算机局域网采用的数据传输系统有基带传输和宽带传输 两种方式，基带传输和宽带传输的主要区别在于数据传输速率不同
考点分析：数据交换技术
常用的数据交换技术有：电路交换、报文交换、分组交换技术 1．电路交换技术（又称线路交换技术） 电路交换技术是在电话系统中广泛应用的一种传统交换技术，即在两个工 作站之间建立实际的物理连接。 基本过程包括三个阶段：建立连接（信道建立）、传输数据、拆除连接 （释放信道）。适合远距离成批传输数据。 电路交换的主要优点是实时性好，由于信道专用，通信速率较高；缺点是 线路利用率低，不能连接不同类型的线路组成链路，通信的双方必须同时 工作。
《数据通信基本概述》课件
目 录
• 数据通信概述 • 数据通信技术基础 • 数据通信协议 • 数据通信网络架构 • 数据通信安全
01
数据通信概述
数据通信的定义
数据通信的定义
数据通信是利用传输媒介（如电缆、光纤、无线电波等）和设备，将数据、文 字、声音、图像等信号从一个地点传送到另一个地点的一种通信方式。
数据加密技术
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03
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对称加密
加密和解密使用相同密钥的方 式，如AES算法。
非对称加密
加密和解密使用不同密钥的方 式，如RSA算法。
哈希函数
将任意长度的数据映射为固定 长度的输出，如SHA-256。
混合加密
结合对称和非对称加密的优点 ，提高数据传输的安全性。
防火墙技术
包过滤防火墙
根据预设规则对网络数据包进行过滤。
代码审计
对软件源代码进行安全检查，发现潜 在的安全漏洞。
感谢观看
THANKS
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03
应用层协议能够提供各种应用服务，如网页浏览、电 子邮件、文件传输和远程登录等。
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应用层协议的主要功能包括数据表示、会话管理和安 全机制等。
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数据通信网络架构
局域网（LAN）
总结词
局域网是一种在有限地理区域内使用的计算机网络，通常覆 盖范围在几百米到几公里之间。
详细描述
局域网通常用于连接一个建筑物、校园或企业内的计算机和 其他设备，实现高速数据传输、资源共享、打印服务等功能 。常见的局域网类型包括以太网、令牌环和FDDI等。
蜜罐技术
通过模拟受攻击目标吸 引攻击者的方式来捕获
攻击者行为。
沙箱技术
将可疑程序运行在隔离 的环境中，观察其行为
第二章：数据通信基础
第二章：数据通信基础名词解释：【信息】：是对客观食物的反映，可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可以表示物质与外部的联系。
【数据】：信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。
【信道容量】：是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示。
【码元】：计算机网络传送中的每1位二进制数字称为“码元”或“码位”。
【比特率】：是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制编码的有效位数。
【波特率】：是一种调制速率，也称波形速率。
它是针对在模拟信通上进行数字传输时，从调制解调器输出的调制信号，每秒钟载波调制状态改变的次数。
或者说，在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率。
【误码率】：误码率指信息传输的错误率，也称错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。
【吞吐量】：是单位时间内整个网络能够处理的信息总量。
【信道的传输延迟】：信号在信道中传输，从信源端到达信宿需要一定的时间，这个时间称为传播延迟（或时延）。
【信道带宽】：信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差。
【数据传输率】：是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。
【数据终端设备（DTE）】：是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和信宿，在计算机网络中，它是资源子网的主题。
【数据线路端接设备（DCE）】：又称为数据通信设备，是介于DTE与传输介质之间的设备，用于将DTE发出的数字信号变换成适合于在传输介质上传输的信号形式，并将它送至传输截至上；或者将从传输介质上接收的远端信号变换为计算机能接收的数字信号形式，并送往计算机。
【频带传输】：就是将代表数据的二进制信号，通过调制解调器，变换成具有一定频带范围的模拟数据信号进行传输，传输到接收端后再将模拟数据信号解调还原为数字信号。
【基带】：人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基本频带，简称基带。
第2章 数据通信基础
2．1．2数据通信系统的模型
数据电路的连接方式：
S1
...
S1 (a)点-点式连接
S2
集中器 S 0 (b)点-多点式集中连接 S n
S A1 S0 S1 S2 (c)点-多点式连接 固定专线 交换网络 ... Sn S An
S B1
...
...
复用器 复用器 (d)多点-多点复用连接 固定专线
计算机A
计算机B
图2.3 数据通信系统的实例
2．1．3衡量数据通信系统的指标
1、有效性
有效性是指在给定信道内所传送信息量的大小
比特率 波特率
多电平时：比特率（数值）>波特率
2．1．3衡量数据通信系统的指标
2、可靠性 可靠性：指在给定信道内接收到的信息的可靠程度 二进制系统中，误码率为：
1、通信方式
1）单工通信
发送端 发送端 信息流向 接收端
(a)单工 不同时刻数据双向传输 发送端 接收端 (b)半双工 发送端 接收端
2）半双工通信 3）全双工通信
接收端
任何时刻都能双向传输
(c)全双工
通信的三种方式
2．1．8信息的传输方式
2、传输方式
需要8条线
1）并行传输 2）串行传输
发 送 端
2．1．4数字信号与传输代码
2．数字信号的码型 1）线路传输码型的要求
频谱中不存在直流成分 尽量减少码型频谱中的高频分量 具有一定的抗干扰能力 便于时钟信号的提取 具有较好的传输效率 码型变换设备简单，易于实现
2．1．4数字信号与传输代码
2）基带信号的码型
单极不归零 NRZ 单极归零 RZ 双极不归零 NRZ 双极归零 RZ 差分编码 双相脉冲编码（曼彻斯特编码）
数据通信基本知识
27
1.7 数据通信网
数据通信
图1-11 数据通信网示意图
28
1.7 数据通信网
2．数据通信网的分类
数据通信
（1）按网络拓扑结构分类 数据通信网可分为网状型网、不完全网状型网（格型网）、星
型网、树型网、环型网和总线型网等。
一般骨干网采用网状网或格型网，本地网中可采用星型网。 （2）按传输技术分类
数据通信
数据通信
1
数据通信
第1章 数据通信基础知识
2
第1章 数据通信基础知识
数据通信
本章内容、重点和难点
本章内容
数据通信的基本概念、特点和数据通信系统的构成。 数据传输代码、传输方式、传输速率和性能指标。 数据通信的复用技术和数据通信网。 本章重点
数据通信系统的构成。 数据传输速率传输方式和性能指标。 数据通信的复用技术。 本章难点
数据通信系统的构成。 统计时分复用。
3
第1章 数据通信基础知识
数据通信
学习本章的目的和要求
掌握数据通信的基本概念、数据通信系统的构成。 掌握数据通信的传输速率、传输方式、复用技术和性 能指标。 了解数据通信网的构成和分类。
4
1.1 数据通信的基本概念与系统构成 数据通信
一、 数据通信的基本概念
η＝系统的调制速率（NBd）/系统的频带宽度（Hz） （Bd/Hz） η ＝系统的传信速率（bit/s）/系统的频带宽度（Hz） （bit/s·Hz）
数据传输系统所占的频带越宽，传输信号的能力就越大。
16
1.5 数据信号的传输方式
数据通信
数据传输方式是指数据在信道上传送所采取的方式。 如按数据代码传输的顺序可以分为并行传输和串行传输； 如按数据传输的同步方式可分为同步传输和异步传输； 如按数据传输的流向和时间关系可分为单工、半双工和全双工 数据传输。 如按数据传输的频带可分为基带传输和频带传输。
第二章-数据通信基础
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zhuxh
▪ 不同类型的信号在不同类型的信道上传输 有4种情况：
数据：模拟数据 数字数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
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10
zhuxh
▪ 模拟传输和数字传输所使用的技术
模拟数据，模拟信号
语音
模拟
移频,调制
模拟数据，数字信号
模拟
数字
PCM编码
8
zhuxh
▪ 信息通过数据通信系统进行传输的过程
➢ 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地
信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输
“A” 01000001
01000001 “A”
信息→数据→信号→在信道信道上传输→信号→数据→信息
信息编码 数据编码 调制
解调 数据解码 信息解码
➢ 编码：数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 ➢ 调制：数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位 ➢ 解调：接收波形→数字信号 ➢ 解码：数字信号→原始数据
➢ 例如：通过电话网络传输数据
▪ 宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ 到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方 需要解调。
➢ 例如：闭路电视的信号传输
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zhuxh
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
2.2 __数据通信基础理论
1 f (t ) 其中为基波频率，是直流分量，和分别是n次谐波的正弦和余弦振 c [a n sin( nft 2 ) bn cos( nft 2 )] • 2幅值，谐波次数越高，则其频率也越高， n 1
2.2 数据通信基础理论
2.2.1带宽与傅立叶分析
数据以信号的形式传输，信号是波的形式传输。 信号是波，波幅是时间的函数： 1 傅立叶理论 19世纪 法国数学家
傅立叶证明：任何周期为T的函数都可以由正弦和余弦函数合成
模拟信号是正弦波、余弦波的有限次谐波叠加而成 方波是正弦波、余弦波的无限次谐波叠加而成
C 2 8 log 2 kb / s 32kb / s
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信息学院 符广全
2.2.2 数据的最大传输速率
香农公式：出了受噪声干扰时信道带宽允许的最大数据 速率的公式
– – – – –
S C H log 2 (1 ) b/s H：是信道的带宽(以Hz为单位)； N
S：表示信号功率； N：为噪声功率； S/N：为信噪比。
在实际系统中要想达到这个理论的上限值是很困难的。 模拟信道的容量常用带宽来描述，而数字信道的容量用 数据传输速率来描述。但是也有人常借用带宽这个词来 描述数字信道的容量，比如说某信道的带宽为48 kb/s， 也就意味着该信道的数据为48 kb/s。
信息学院 符广全
本
节
结
信息学院 符广全
2.2 数据通信基础理论
如果该信道的带宽越宽，那么能通过的谐波的 次数就越高，接收端恢复的波形就越接近于原 发送端的波形，失真度就越小。 结论 :若信道的带宽是固定的，用它来直接传输 数字信号的数据速率越高则失真越大。
数据通信基础知识
数据通信基础知识在当今数字化的时代，数据通信已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们日常使用的手机与朋友聊天、发送电子邮件，到企业之间的大规模数据传输和全球范围内的信息共享，数据通信的身影无处不在。
那么，什么是数据通信？它又是如何工作的呢？让我们一起来探索数据通信的基础知识。
一、数据通信的定义和重要性数据通信，简单来说，就是在不同的地点之间以数字形式传输数据的过程。
这些数据可以是文本、图像、音频、视频或其他任何形式的信息。
数据通信的重要性不言而喻。
它使得人们能够迅速、准确地获取和传递信息，大大提高了工作效率和生活质量。
比如，在医疗领域，医生可以通过数据通信远程诊断病情，为患者提供及时的治疗建议；在教育领域，学生可以在线学习丰富的课程资源，不受时间和空间的限制；在商业领域，企业可以实时监控库存和销售数据，做出更明智的决策。
二、数据通信的基本要素要实现有效的数据通信，需要以下几个基本要素：1、发送方和接收方发送方是产生数据并将其发送出去的设备或个人，而接收方则是接收并处理这些数据的设备或个人。
2、数据数据是通信的内容，可以是各种形式的信息。
3、信号信号是数据的物理表现形式，比如电信号、光信号等。
4、传输介质传输介质是信号传输的通道，常见的有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波等。
5、协议协议是通信双方遵循的规则和标准，确保数据能够正确、有序地传输和理解。
三、数据通信的传输方式数据通信有两种主要的传输方式：串行传输和并行传输。
串行传输是逐位地传输数据，一次只传输一位。
这种方式虽然速度相对较慢，但成本较低，适用于长距离通信。
并行传输则是同时传输多位数据，速度较快，但成本较高，通常用于短距离通信，如计算机内部的数据传输。
四、数据通信的网络类型1、局域网（LAN）局域网通常覆盖一个较小的地理区域，如办公室、学校或家庭。
它具有较高的传输速度和较低的误码率。
2、城域网（MAN）城域网覆盖的范围比局域网大，一般是一个城市。
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数据通信基础
什么是数据通信？
数据通信是指通过网络或其他通信介质，将消息、音频、
视频等形式的数据从一个地方传输到另一个地方的过程。
在现代社会中，数据通信已经成为人们日常生活和工作的重要组成部分。
无论是通过互联网发送电子邮件还是通过移动电话上网浏览网页，数据通信都在支持着人们的日常活动。
数据通信的基本原理
数据通信的基本原理可以归结为数据的发送、传输和接收。
下面详细介绍每个步骤：
1. 数据发送
数据发送是指源设备将要发送的数据转换为能在通信介质
上传输的信号。
这个过程主要包括以下几个步骤：
•数据编码：将源数据转换成二进制形式，使其能够
通过通信介质传输。
•数据分段：将较大的数据分成多个较小的数据块，
以便更高效地传输。
•错误检测：为了保证数据的准确传输，通常在发送
数据之前会附加一些冗余信息，用于检测和纠正传输过程
中可能发生的错误。
2. 数据传输
数据传输是指通过物理介质将数据从发送方传输到接收方。
数据传输的过程可能会受到多种因素的影响，如信号衰减、传输介质的噪声等。
为了保证数据的有效传输，常常采取以下措施：
•信号放大：在信号传输过程中，可能会因为信号衰
减而导致信号变得非常微弱，因此需要使用信号放大器来
增大信号的强度。
•信号调制：为了适应传输介质的特性，常常会对数
据信号进行调制，使其能够在特定频率范围内传输。
•多路复用：为了提高传输效率，常常会将多个数据
流合并在一个物理传输介质中，这就需要使用多路复用技
术。
3. 数据接收
数据接收是指接收设备将传输过来的数据转换为能够被目标设备理解的形式。
这个过程包括以下几个步骤：
•数据解码：将传输过来的二进制数据转换为目标数据的形式。
•数据重组：将接收到的多个数据块重新组合成完整的数据。
•错误检测和纠正：接收设备会对接收到的数据进行检测，并尝试纠正传输过程中可能发生的错误。
常见的数据通信协议
为了能够在网络中进行数据通信，需要定义一系列的协议来规定数据的传输方式和数据格式。
下面介绍几个常见的数据通信协议：
•TCP/IP协议：是互联网上数据通信的基本协议。
TCP（传输控制协议）负责数据的可靠传输，确保数据不会在传输过程中丢失或损坏；IP（Internet协议）负责寻址和路由，确保数据能够从源设备传输到目标设备。
•HTTP协议：是用于在Web浏览器和Web服务器之间进行数据传输的协议。
通过HTTP协议，浏览器能够请求Web服务器上的资源（如网页、图片等）并将其显示给用户。
•SMTP协议：是用于发送和接收电子邮件的协议。
通过SMTP协议，电子邮件可以从发送方的邮件服务器发送到接收方的邮件服务器，然后通过POP3或IMAP协议读取。
•FTP协议：是用于在计算机之间进行文件传输的协议。
通过FTP协议，用户可以将文件上传到远程服务器或从远程服务器下载文件。
•DNS协议：是用于将域名解析为相应IP地址的协议。
通过DNS协议，用户可以使用易记的域名访问互联网上的资源，而无需记住复杂的IP地址。
数据通信的应用
数据通信在各个领域都得到了广泛的应用。
下面列举几个常见的应用场景：
•互联网通信：通过互联网进行电子邮件、即时通信、视频会议等各种形式的通信。
•移动通信：通过移动网络进行电话通话、短信发送、移动支付等多种移动通信应用。
•物联网通信：通过无线传感器网络实现设备之间的
信息交互和数据传输。
•远程监控：通过网络实现对远程设备（如摄像头、
传感器等）的监控和操作。
•数据中心通信：在数据中心内部通过网络实现各种
服务器之间的数据传输。
结论
数据通信是现代社会中极为重要的一项技术。
通过本文，
你了解了数据通信的基本原理、常见的数据通信协议以及数据通信在各个领域的应用。
深入了解数据通信的基础知识，有助于我们更好地理解和应用现代通信技术，为我们的生活和工作带来更多的便利和效率。