《数据通信原理》课程
数据通信原理课程设计
《数据通信原理》课程设计数据通信网的设计——分组交换网摘要本文简要介绍了一个完整的数据通信系统的设计过程，它包括数据通信的基本组成和各个通信模块构成的总体完整数据通信系统框图，并简要介绍了各个模块的基本功能。
该设计接入了分组交换网络，并着重介绍了该网络的组成、各部分功能、通信协议等，最后对其所用硬件设备、软件技术PCM复用技术和信道编码循环码做简要介绍。
关键词数据通信系，通信协议，信道编码绪论纵观历史，人类社会的进步总是与信息的传递息息相关，从原始社会的结绳记事、仓颉造字到古代的狼烟示警、飞鸽传书再到现代的电报传真、视频通话，人类所追求的就是信息的传递。
我们把这种信息的传递称之为通信。
随着通信技术的逐步提高，通信手段的逐渐增多，人与人的距离在逐渐拉近，人们的生活逐渐被改变。
当下，随着社会的不断进步和计算机技术的飞速发展，人们在通信过程中对数据业务的需求在日益增长，数据通信已经成为人们生活和工作所必需的通信手段。
随着人们对信息的需求和依赖越来越大，以及计算机和Internet的出现和发展，数据通信也得到了快速发展。
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。
要在两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线数据通信之分。
但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。
数据通信是通过数据通信网来完成的。
数据通信网是一个有分布在各地的数据终端设备、数据交换设备和数据链路构成的网络。
其功能就是在网络协议的支持下，实现数据终端之间的数据传输和交换。
数据通信网从网络拓扑结构来看分为网状网、星状网、树状网和环状网；从从传输技术来看分为分组交换网、帧中继网及ATM网。
本文主要通过网络组成、结构、通信协议等方面对分组交换网进行论述。
1. 设计背景通过这次课程设计，了解传输网的构成及特点，熟悉数据通信的的基本知识，把《数据通信原理》这门课程所学的基本知识应用到实践当中，提高动手能力,在思维方面，让我们明白平时自己所学的知识有哪些不足之处.设计一个完整的数据通信系统，包括各个通信模块构成的总体完整数据通信系统框图、各模块的设备参数、网络结构、通信协议、软件技术的基本原理和硬件相应的设备参数。
《数据通信原理简介》课件
传输层协议
01
02
03
传输层协议提供端到端 的数据传输服务，确保 数据完整性和顺序正确
性。
主要的传输层协议包括 TCP（Transmission Control Protocol）和
UDP（User Datagram Protocol）。
TCP协议提供可靠的、有 序的和错误校验的数据 传输，而UDP协议提供 无序的、不可靠的数据
THANKS
感谢观看
，满足各种无线应用需求。
未来数据通信的展望
更高速度和更低延迟
随着5G/6G等通信技术的发展，未来数据通信将实现更高速率和 更低延迟的数据传输。
更广泛的应用领域
随着物联网、人工智能等新兴技术的普及，数据通信将应用于更广 泛的领域，促进各行业的数字化转型。
更高级的安全保障
随着量子通信技术的发展，未来数据通信将提供更高级的安全保障 ，确保信息安全。
同步传输
数据块以连续的方式进行传送，传送 速率固定，字符之间无间隔。
基带传输与频带传
基带传输
在信道上直接传送数字信号的电脉冲，适合于近距离数据传 输。
频带传输
利用调制解调技术将基带信号转换为高频信号在信道上传输 ，然后再将其还原成原始信号，适合于远距离数据传输。
多路复用技术
时分多路复用（TDM）
广域网是一种覆盖广阔地理区域的计算机网 络，通常跨越城市、地区甚至算机、设 备和服务，以便实现跨地域的数据传输和资 源共享。广域网通常使用公共通信网络（如 电话线、光纤和卫星）来传输数据，并支持 各种不同的协议和技术。
互联网
总结词
互联网是一种全球性的、开放的计算机网络 ，由多个局域网、城域网和广域网互联而成 。
网络层协议
数据通信原理课程
(学时： 50 )数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程，是该专业的主干课程，共 50 学时， 3.0 学分，其中实验课程 10 学时。
本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程，又是一门专业的数字信号传输的理论课，它是为满足通信领域对应用人材的需要而设置的。
通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础，并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。
1．基本要求通过本课程的学习，要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式；掌握数据信号的传输理论：基带传输和频带传输；掌握差错控制的基本原理和工作方式，理解常用差错控制码的构成原则；理解数据交换的原则，掌握分组交换的基本内容，了解分组交换网的构成。
本课程是一门原理性的课程，要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。
2．基本方法本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主，并以课堂讨论和习题课为辅。
1．授课教材《数据通信原理》詹仕华主编，中国电力出版社(2022 年第 1 版)。
2．主要参考书目《数据通信技术教程》蒋占军编著，机械工业出版社(2022 年第 2 版)。
《数据通信原理》毛京丽等编著，北京邮电大学出版社(2000 年第二版)；《数据通信原理》杨世平等编著，国防大学出版社(2001 年第一版)；《现代通信原理》钱学荣编，清华大学出版社(1999 年)。
本课程共 3.0 学分，总教学共 50 学时，具体学时分配如下表：各章节内容学时数第一章：绪论 4第二章：数据通信基础知识 6第三章：数据信号的基带传输 8第四章：数据信号的频带传输 8第五章：差错控制与信道编码 8第六章：物理层接口与传输控制规程 2第七章：分组交换数据网 4实验 10第一章绪论(4 学时)1、目的要求：本章介绍数据通信有关的重要概念和定义，要求理解数据通信系统的构成、数据传输速率、方式、质量和信道容量的基本内容。
数据通信原理PPT课件(490页)
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2、信号
把消息转换成适合于信道传输的物理量，就是 信号。信号携带着消息，它是消息的运载工具。 通信中的信号有电信号和光信号两种。 信号可以分为模拟信号和数字信号。 模拟信号是指信号的某一参量可以取无穷多个 值，并且与原始消息直接对应的信号，如话音 信号及其按照抽样定理所得的PAM样值信号等；
1，„ ，M-1”个码元，且各码元出现的概率不相
等，分别为P0，P1，„，PM-1，此时每个码元包含的
信息量并不相等，分别为：
I j log 2
Pj
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对上式求其期望，将其称作平均信息量H，表示平 均每个码元包含信息的多少，单位为bit/符号如下
式所示：
H Pj log 2
a=M
I= -logMP
单位为M进制信息单位
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数据通信中若数据采用二进制传输，此时将二 进制的每个符号“0”或“1”称为码元。 当两个码元等概出现时，每个码元包含的信息 量为： I=log22=1 bit
因此通常常将二进制序列称为比特流，但若两 个码元出现的概率不等，此时每个码元包含的 信息量已不是1bit。 更一般的情况，当采用M进制传输时，此时共有“0，
所帮助。
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数据通信的重要性：
计算机之间的通信：数据通信
通信网的发展趋势：
电话网 计算机网 有线电视网 三网融合 宽带IP网
就是数据通信 （可见它的重要性）
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目录
第1章 绪论
第2章 数据通信基础知识
第3章 数据信号的基带传输
第4章 数据信号的频带传输
第5章 差错控制与信道编码
数据通信原理第3版课程设计
数据通信原理第3版课程设计1. 简介本课程设计主要是基于《数据通信原理（第3版）》一书的内容，以深入理解数据通信原理为目的，实现一个简单的 Client/Server 模型。
主要涉及到数据通信的基本概念及原理、网络协议、TCP/IP 协议、Socket 等相关技术。
通过课程设计的实践，学生可以加深对数据通信的理解，具备基本的网络编程能力和应用开发技能。
2. 课程设计要求2.1 课程设计内容课程设计主要包含以下内容：1.了解 Client/Server 模型及其基本原理；2.学习 Socket 编程，掌握 TCP/IP 协议的基本概念和基本操作；3.实现一个简单的 Client/Server 程序；4.测试和调试程序，掌握常用的测试和调试技巧。
2.2 项目要求•语言：Java 程序设计语言•系统环境：Windows or Linux or MacOS•补充要求：–服务器端能够同时服务多个客户端；–客户端能够使用多线程同时完成对服务器的请求；–服务器能够正确处理客户端发起的请求，并返回响应结果;–在处理客户端请求时，服务器需要对请求进行验证，确保安全性。
3. 课程设计实现3.1 数据通信原理基本概念及原理在本课程设计中，我们将采用 Java 语言实现 Client/Server 程序。
在开始实现之前，我们需要从理论上对数据通信原理进行学习。
这部分知识点涉及到 OSI 七层模型、TCP/IP 协议和 Socket 编程等相关技术。
具体概念和原理可以参考《数据通信原理（第3版）》第1章和第4章。
3.2 Socket 编程及 TCP/IP 协议在 Java 中，Socket 是实现网络通信的一种基本方式。
学习 Socket 编程和TCP/IP 协议是实现本课程设计的关键。
这部分知识点可以参考《Java网络编程（第3版）》第3、4、5、6、7、8、9章。
主要涉及以下内容：1.Java 网络编程的基本概念及相关类和接口；2.TCP/IP 协议的概念及其工作原理；3.Socket 编程基本操作及常用方法。
数据通信原理课程设计
数据通信原理课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握数据通信原理的基本概念、技术和方法，培养学生分析和解决数据通信相关问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–掌握数据通信的基本概念、原理和组成；–了解数据通信的主要技术和协议；–熟悉数据通信系统的性能评估和优化方法。
2.技能目标：–能够运用数据通信原理分析和解决实际问题；–具备搭建和调试数据通信系统的基本技能；–能够撰写数据通信相关的技术文档和报告。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对数据通信技术的兴趣和好奇心，激发学生主动学习的热情；–培养学生团队协作、勇于创新的精神；–使学生认识到数据通信技术在现代社会中的重要性和地位，提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.数据通信基本概念：数据通信的定义、分类、特点和应用领域；2.数据通信系统组成：通信信道、传输介质、数据终端设备、数据交换设备等；3.数据通信技术：信号传输、调制解调、编码解码、信号检测等；4.数据通信协议：OSI模型、TCP/IP协议、传输控制协议等；5.数据通信系统性能评估与优化：误码率、带宽、传输速率、可靠性等；6.实际应用案例分析：互联网、移动通信、局域网等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：通过讲解基本概念、原理和关键技术，使学生掌握数据通信的基本知识；2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的思考和分析能力；3.案例分析法：分析典型数据通信系统的工作原理和应用场景，使学生更好地理解理论知识；4.实验法：安排实验课程，让学生动手实践，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内外优秀教材，如《数据通信原理》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，提高课堂教学效果；4.实验设备：配置数据通信实验设备，如通信模块、传输线路等，便于学生进行实验操作。
《数字通信原理》教学大纲
《数字通信原理》教学大纲课程名称：数字通信原理课程类别：专业基础课学分：5学分适用专业：通信工程、计算机科学与技术专业一、课程的教学目的《数字通信原理》课程是本科通信工程和计算机科学与技术等专业的一门非常重要的专业基础课（必修课、核心课）。
通过本课程的学习能使学生对数字通信系统获得较完整的概念，并掌握数字通信的基本技术和应用。
学好这门课，将为学习后续专业课奠定良好的基础，同时也会对从事通信、计算机等方面的工作有所帮助。
二、教学基本要求通过本课程的学习，要求掌握数字通信的基本概念和基本原理，脉冲编码调制(PCM)通信系统的构成及模/数变换、数/模变换的具体过程，准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）的相关内容，数字信号传输方式及SDH传输网的关键技术等。
了解语音信号压缩编码的基本概念，拓展知识与前沿技术等内容。
本课程的重点和难点内容主要包括：（1）数字通信的基本概念及数字通信系统的性能指标；（2）脉冲编码调制（PCM）通信系统的构成，抽样、量化、编码和解码的相关内容；（3）PCM时分多路复用通信系统的构成及PCM30/32路系统帧结构；（4）数字复接的基本概念及异步复接二次群帧结构；（5）SDH基本概念及SDH的基本网络单元的作用；（6）基带传输线路码型的码型变换规则及特性分析；（7）SDH自愈网基本概念及几种自愈环原理。
三、课程教学方法本课程教学建立在精心设计的教学策略、丰富的教学资源和高效的人机交互基础上。
以理论教学为主，结合实例的分析讲解；适时总结、归纳；设计适量的教学活动，让学生参与其中；注重学习过程的系统引导和学习支持。
具体教学方法如下。
➢通过课程介绍和课程导学使学生较全面地了解本课程的内容体系、课程提供的学习资源、课程教学内容及基本要求、课程考核方式、学习方法等。
➢引导学生利用丰富的网络课程资源有效地学习。
➢提供满足教学需求的教学视频，帮助学生理解重点和难点内容。
教学视频对重点和难点内容分析透彻、有理有据、深入浅出、通俗易懂。
《数据通信》课程教案_实时指导教案_
S 10 3.27 1 1861.09 N S 10 lg 10 lg 1861.09 32.7dB N
1.7 数据通信网概述
1.7.1 数据通信网的构成 1.7.2 数据通信网的分类
P18 P19
第 2 章 数据信号的传输
数据信号的传输有 3 种基本方法：基带传输、频带传输和数字数据传输。 基带传输——不搬移基带数据信号频谱的传输方式； 频带传输——经过调制将基带数据信号的频谱搬移到相应的频带上再进行传输； 数字数据传输——在数字信道中传输数据信号。
概念、优缺点 P13
1.4.3 单工、半双工和全双工传输（按数据电路的传输能力分） P14 1.5 数据通信系统的主要性能指标 1.5.1 有效性指标
1、数据传输速率
2
调制速率 数据传信速率 概念、公式、关系 P15 数据传送速率 数据传信速率与调制速率之间的关系为：
R N Bd log 2 M
2.2 数据信号的基带传输
基带传输的概念 P31 P31 图 2-6 波形形成——信号从 1 点到 2 点的过程叫波形形成。 各部分的作用： P31 形成网络的概念(包括发送滤波器、信道、接收滤波器和均衡器)
2.2.1 基带传输系统构成模型
2.2.2 几种形成网络的归纳
5
H( f )
2.3.2 数字调幅
概念 P45 1、ASK 信号的双边功率谱的几个要点 调制后实现了双边带调制 数据序列是单极性码 数据序列是双极性码
PE ( f ) 中有载频分量（2ASK） PE ( f ) 中无载频分量（抑制载频的 2ASK）
8
调制后的带宽 B调
2 1 ) f N （设基带形成滤波器为滚降低通） 2B基 （
数据通信原理PPT章节
使用不同的密钥进行加密和解密，公钥用于加密， 私钥用于解密，常见的算法有RSA、ECC等。
3
哈希算法
将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值，常 见的算法有SHA-256、MD5等。
防火墙技术
包过滤防火墙
01
根据一定的过滤规则检查每个数据包的头部和内容，决定是否
允许数据包通过。
应用层防火墙
主要协议
包括点对点协议（PPP）、异步传输模式（ATM）、 以太网协议等。
作用
数据链路层协议定义了如何在物理层上组织 和发送数据，以及如何处理接收到的数据， 以确保数据的可靠传输。
网络层协议
概述
网络层协议是OSI参考 模型中的第三层协议， 主要负责将数据从一个 网络节点传输到另一个 网络节点。
主要协议
的核心协议。
主要协议
包括传输控制协议（TCP）、 网络协议（IP）、地址解析协 议（ARP）、反向地址解析协 议（RARP）、网际控制报文
协议（ICMP）等。
作用
TCP/IP协议族实现了互联网 中各种设备的连通性，使得 各种不同的计算机系统能够 互相通信和共享资源。
数据链路层协议
概述
数据链路层协议是OSI参考模型中的第二层 协议，主要负责将数据封装成帧，以便在物 理层中传输。
电路交换的优点是数据传输稳定、可 靠，时延小，适用于长时间的数据传 输。
电路交换适用于实时、连续的数据传 输，如语音通话、视频通话等。
电路交换的缺点是资源利用率不高， 因为无论通信双方是否正在传输数据， 通信链路都需要保持连接状态。
报文交换
报文交换是一种存储转发交换 方式，通信双方发送数据时不
需要预先建立连接。
包括互联网协议（IP）、 地址解析协议（ARP）、 反向地址解析协议 （RARP）、网际控制 报文协议（ICMP）等。
《数据通信原理》课件
《数据通信原理》 PPT课件
REPORTING
2023
目录
• 数据通信概述 • 数据传输原理 • 数据交换原理 • 数据通信协议 • 数据通信的应用 • 数据通信的发展趋势
2023
PART 01
数据通信概述
REPORTING
数据通信的定义
数据通信的定义
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式，它通过传输信道将 数据终端与计算机连接起来，实现数据终端之间或数据终端与计算机之间的远程数据传输 和信息交换。
拥塞控制
防止过多的数据在网络中造成拥塞。
信道管理
合理分配和使用信道资源，提高数据传输 效率。
2023
PART 03
数据交换原理
REPORTING
数据交换的类型
01
02
03
电路交换
通过建立电路连接来提供 连续的数据传输服务。
报文交换
将数据打包成报文，通过 存储转发的方式进行交换 。
分组交换
将数据分割成多个分组， 通过动态分配路径进行交 换。
无线数据通信技术
总结词
无线数据通信技术以其灵活性和便捷性，成为现代数据通信的重要组成部分。
详细描述
无线数据通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。这些技术使得设备之间可以无 线连接，方便用户随时随地获取和交换信息。
物联网数据通信技术
总结词
物联网技术的发展，使得数以亿计的 设备能够相互连接并进行数据交换。 物联网数据通信技术是实现这一目标 的关键。
2023
PART 02
数据传输原理
REPORTING
数据传输方式
并行传输
数据在多个通道上同时传输， 适用于近距离、高速传输。
数据通信原理课件
包括： HUB 、Switch 、Bridge 、Router 、Gateway……
(2)网络软件 对资源进行有效的管理和控制，全面的管理、调
度和分配，并采取一系统的安全保密措施，防止用 户对数据和信息的不合理访问，确保信息不被破坏 和丢失。
连接，掌握节点工作状态。
6、异常状态恢复 当链路发生异常情况时， 异常－收到含义不清的序列、数据码组不完整或接时收
不到响应…… 自动地重新启动恢复到正常的工作状态。
32
1.2.7 数据链路
数据链路的5个工作阶段
建立物 理连接
建立数 据链路
1.2 数据通信原理
数据传输
结束 传输
拆线
33
1.2.7 数据链路
1.2.1 基本概念
串行传输--
……
并行传输--
……
半双工传输与全双工传输--
……
1.2 数据通信原理
数据交换方式—
通常利用公共通信传输线路进行数据交换。为了提高传输 设备的利用率，网络中的数据交换的方式有线路交换和存储 交换两大类，存储交换又分为报文交换和分组交换两种模式。
14
1.2.1 基本概念
数据--
模拟数据。 数据数据。
11
1.2 数据通信原理
1.2.1 基本概念
调制与解调--
……
数据传输速率--
指通信线路上传输信息的速度，有信号速率和调制速率两 种表示方法。
信号速率-S：
B-调制速率，脉冲信号经过调制后的传输速率。 N-一个脉冲信号所表示的有效状态
误码率--
信息传输的错误率，应低于10-6
《数据通信原理》课程教学大纲
数据通信原理课程教学大纲 (DataCommunicationPrincip1es)学时数：48实验学时：8课外学时：03网络工程一、课程的性质、目的和任务本课程是网络工程专业本科生必修的一门专业基础课程。
通过本课程的学习使学生对数据通信获得较完整的概念，并掌握数据通信的基本理论，为以后学习相关网络课程打下必备的基础，为从事数据通信和计算机网络工作提供一定的技术支持。
数据通信主要包括数据传输、数据交换和数据通信网以及相关的通信协议。
本课程主要讨论数据通信的基本理论和相关协议。
二、课程教学的基本要求要求学生理解数据通信系统的组成及主要性能指标，了解数据通信中基本的通信技术，理解信源编码、信道编码以及数据压缩的基本原理及实现方式。
掌握数据信号基带传输、频带传输和数字传输的基本理论；掌握基带信号波形形成和部分响应原理：掌握各种数字调制信号的表示和调制解调原理；掌握数据信号数字传输的特点和相关基本概念。
了解数据交换的的原理及特点。
掌握通信协议的概念和层次结构；了解物理层协议。
掌握通信协议的概念和层次结构。
掌握同步的基本概念和意义、具体实现方法。
理解各种不同数据通信设备采用的主要技术和基本工作原理。
掌握数据通信网的基本概念和基本原理。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章绪论（2学时）一、基本内容：（一）数据通信的概念 （二）数据通信网与计算机网 （三）数据传输方式（四）数据通信系统的主要质量指标 （五）数据通信的发展二、基本要求：（一）了解数据通信的特点及数据通信系统的组成（二）理解数据通信网与计算机网的概念与组成及两者之间的区别。
（三）了解数据传输的几种分类方式。
（四）了解数据通信系统的主要技术指标 （五）了解数据通信发展的历史与发展趋势。
其中: 学分数: 适用专业:第二章数据通信技术基础（4学时）一、基本内容：（一）传输信道概述（二）数据编码技术（三）数据压缩技术（四）差错控制技术（五）多路复用技术（六）数字复接技术二、基本要求：（一）了解信道的分类方法；（二）了解数据通信中基本的通信技术，掌握采用各种技术的原因和目的; （三）理解信源编码、信道编码以及数据压缩的基本原理；（四）了解信源编码、信道编码以及数据压缩的实现方式。
数据通信原理课程标准
数据通信原理课程标准附件《数据通信原理》课程标准课程代码：590301C1110课程性质：核⼼课适⽤专业：通信技术学时：96 课程类型：（理论）课（A类）1．课程概述1.1课程性质本课程是通信技术专业的专业核⼼课程，对专业核⼼能⼒的培养起着重要的⽀撑作⽤。
通过本课程的学习，使学⽣了解数据通信的基本理论知识，掌握各种数据信号传输⽅式、原理及特点；培养学⽣进⾏数据信号传输分析的能⼒；使学⽣能适应数据通信和计算机通信相关⼯作⼯作要求。
它要以《信号与系统》、《⾼等数学》、《电⼯电⼦技术》为先修课程，也是进⼀步学习《移动通信原理》《光纤通信原理》等后续专业课程的基础，是为满⾜信息产业领域对通信技术应⽤⼈才的需要⽽设⽴的。
2．课程⽬标以项⽬为载体，通过本课程设置的项⽬活动，使学⽣了解数据通信系统的基本理论，掌握数据通信基带传输、频带传输、数字数据传输三种传输⽅式的基本知识，熟悉分组交换⽅式和通信协议，对数据通信⽹有初步的认识；并养成认真、⾃主的学习态度和团队协作的精神。
2.1知识⽬标●掌握数据通信系统构成；●掌握数据信号基带传输、频带传输和数字传输的基本理论;掌握基带信号波形形成和部分响应原理;掌握各种数字调制信号的表⽰和调制解调原理;掌握数据信号数字传输的特点和相关基本概念；●掌握差错控制的基本原理和⼯作⽅式;了解常⽤差错控制码的构成原则；●了解数据交换的原则;掌握各种交换⽅式的原理及特点；●掌握通信协议的概念和层次结构;了解物理层协议;掌握传输控制规程及 X.25 建议的主要内容;了解分组交换其他相关协议；●掌握数据通信⽹的基本概念;掌握分组交换⽹、帧中继⽹和数字数据⽹的构成和基本原理。
2.2能⼒⽬标●能够掌握传输信道的分类及数据信号传输的基本⽅法；●能够理想低通⽹络的波形形成、奈⽒第⼀准则;掌握具有幅度滚降特性的低通⽹络波形形成;掌握第⼀、第四类部分响应形成系统；●能够掌握 ASK 信号、抑制载频的双边带信号及其功率谱密度分析；掌握 PSK 信号和功率谱密度分析，掌握 PSK 及 DPSK 的区别；掌握 2FSK 信号及功率谱密度分析；●能够掌握( 7,4 )汉明码的编译码原理及具体纠错能⼒;理解线性分组码的构成思路，理解监督矩阵的作⽤，掌握⽣成矩阵的作⽤，了解校正⼦和检错的关系;了解线性分组码的主要性质；●了解循环码的循环特性和多项式表⽰法;掌握循环码的⽣成多项式和⽣成矩阵的构成及作⽤;了解循环码的编解码⽅法。
精品课件-数据通信原理简介PPT课件
– 过程:建立连接→通信→释放连接
– 优缺点:
建立连接的时间长;
一旦建立连接就独占线路,线路利用率低;
无纠错机制;
建立连接后,传输延迟小。
不适用于计算机通信,因为计算机数据具有突发性的
特点,真正传输数据的时间不到10%。
2023/12/31
第14页
电话网络中的电路交换
呼叫时建立的 物理铜质连接
交换局
有人问什么是策划。 做某件事的逻辑顺序就是策划，也称作 创意策 划。简 单的策 划，也 可以说 是想法 、创意 、点子 。
比如某人要喝水，先要打井，要先勘测 哪块地 方打下 去会有 好喝的 水出来 ，要找 好将要 约好来 打井的 朋友， 要找铲 子，大 家某时 间地点 集合一 起去挖 井，把 这些做 事的过 程逻辑 写下来 以后就 是一 个策划。 策 划 是 书 面 语言 （或图 表）
例如:字符‘A’的ASCII编码(是信息编码的一种)为01000001, 其数据编码可能为
01000001
t
2023/12/31
第3页
– 带宽(Bandwidth)
带宽是通信信道的宽度,是信道频率上界与下 界之间之差,是介质传输能力的度量,在传统 的通信工程中通常以赫兹(Hz)为单位计量。
在计算机网络中,一般使用每秒位数(b/s 或 bps) 作为带宽的计量单位。主要单 位:Kb/s,Mb/s,Gb/s
串行传输和并行传输 异步传输和同步传输
2023/12/31
第11页
2.3 交换技术
什么是交换？
– 按某种方式动态地分配传输线路资源 – 例如,电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条
可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线 路,该线路又可分配给其它用户。最初的交换: 人工转接交换
《数据通信原理》教学大纲
《数据通信原理》教学大纲课程名称：《数据通信原理》英文名称：Data communication principle一．课程的地位、性质和任务数据通信原理是通信工程专业（本科）、计算机通信专业（专科）和通信技术专业（专科）的必修课。
通过课程的学习使学生对数据通信获得较完整的概念，并掌握数据通信的基本理论。
通过本课程的学习，为以后学习现代通信网和计算机通信网等后续课程打下必备的基础，并为从事数据通信和计算机通信工作提供一定的技术支持。
二、课程基本要求数据通信主要包括数据传输、数据交换和数据通信网以及相关的通信协议。
本课程主要讨论数据通信的基本理论，对于具体电路不作分析。
通过本课程的学习，要求：1.理解平稳随机过程的特征和处理方法。
2.掌握数据信号基带传输、频带传输和数字传输的基本理论；掌握基带信号波形形成和部分响应原理；掌握各种数字调制信号的表示和调制解调原理；掌握数据信号数字传输的特点和相关基本概念。
3.掌握差错控制的基本原理和工作方式；了解常用差错控制码的构成原则。
4.了解数据交换的原则；掌握各种交换方式的原理及特点。
5.掌握通信协议的概念和层次结构；了解物理层协议；掌握传输控制规程及X.25建议的主要内容；了解分组交换其他相关协议。
6.掌握数据通信网的基本概念；掌握分组交换网、帧中继网和数字数据网的构成和基本原理。
三、课程内容总学时数：70学时学分：3.5理论学时：56学时实践学时：10学时机动学时：2学时考核学时：2学时1.数据与数据通信了解基本概念，掌握数据通信的特点。
2.数据通信系统的构成掌握数据通信系统的基本构成及各部分功能。
3.传输代码了解常用传输代码。
4.数据通信系统的主要性能指标掌握调制速率、数据传信速率、数据传送速率的定义；掌握调制速率与数据传信速率的关系；了解数据通信系统可靠性质量指标；掌握频带利用率的定义。
5.数据传输方式了解各种传输方式的概念。
6.概述掌握数据信号的时域波形及频谱特征；掌握传输信道的分类及数据信号传输的基本方法；了解信道容量的概念及模拟信道、数字信道容量的计算。
数据通信原理—第5章ppt
⑵ 2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍：
B2ASK = 2f b （f b= 1/Tb 是二进制数字信号的码元速率） (3)频带利用率
r2AS KR B B2ffbb1 2 Ba/uHdz 20
判决器
带通
低通
滤波器
滤波器
C(t)=cos(2πfc2t)
37
思考题
设发送的二进制信息为11001000101，采用2FSK方 式传输。已知码元传输速率为1000B，“1”码元的 载波频率为3000Hz， “0”码元的载波频率为 2000Hz 。
（1）构成一种2FSK信号调制器原理框图，并画出 2FSK信号的时间波形；
n
g(t)是单位矩形脉冲，周期为Tb，an取值为：
1 “1”码元 an 0 “0”码元
5、2ASK波形
15
7.1 二进制数字调制与解调原理
1 01 1 00 1
S(t)
Tb
载波信号
2ASK 信号
16
• 功率谱密度
2ASK信号可以表示成 e2A (tS ) K stcocts
式中 s(t) －二进制单极性随机矩形脉冲序列 设：Ps (f) － s(t)的功率谱密度
• 频域：表现为频谱搬移的过程。 • 解调：与调制相反的过程。
5
二、调制必要性
实际通信中很多信道都不能直接传送基带
信号。 如：使用模拟电话信道传呼数据信
号
单极性NRZ码频谱
模拟电话信道特性
P(f)
H(f)
f 0 fb 2fb
f Hz
300
3400
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《数据通信原理》课程（Principle of the Data Communication）(学时：50 )一、前言数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程，是该专业的主干课程，共50学时，3.0学分，其中实验课程10学时。
二、课程的性质、地位和任务本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程，又是一门专业的数字信号传输的理论课，它是为满足通信领域对应用人才的需要而设置的。
通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础，并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。
三、教学基本要求和方法1．基本要求通过本课程的学习，要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式；掌握数据信号的传输理论：基带传输和频带传输；掌握差错控制的基本原理和工作方式，理解常用差错控制码的构成原则；理解数据交换的原则，掌握分组交换的基本内容，了解分组交换网的构成。
本课程是一门原理性的课程，要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。
2．基本方法本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主，并以课堂讨论和习题课为辅。
四、授课教材及主要参考书目1．授课教材《数据通信原理》詹仕华主编，中国电力出版社（2010年第1版）。
2．主要参考书目《数据通信技术教程》蒋占军编著，机械工业出版社（2006年第2版）。
《数据通信原理》毛京丽等编著，北京邮电大学出版社（2000年第二版）；《数据通信原理》杨世平等编著，国防大学出版社（2001年第一版）；《现代通信原理》钱学荣编，清华大学出版社（1999年）。
五、学分与学时分配本课程共3.0学分，总教学共50学时，具体学时分配如下表：六、课程内容及学时分配：（一）理论教学内容（40学时）第一章绪论（4学时）1、目的要求：本章介绍数据通信有关的重要概念和定义，要求理解数据通信系统的构成、数据传输速率、方式、质量和信道容量的基本内容。
2、讲授内容：第一节数据通信及系统组成1．消息、信息与数据的关系2．数据通信系统组成3．数据通信及其特点第二节数据传输方式1．基带传输和频带传输2．串行传输与并行传输3．异步传输和同步传输4．单工、半双工、全双工传输第三节数据通信系统的质量指标1．有效性质量指标2．可靠性质量指标第四节计算机网络与数据通信网第二章数据通信基础知识（6学时）1、目的要求：（1）掌握信号与系统的基本概念、信号的傅里叶分析以及线性时不变系统的特性和输入输出关系。
（2）掌握信道容量的计算，了解信道分类及信道噪声。
（3）掌握FDM、TDM的基本原理。
（4）了解数据通信的同步。
2、授课内容：第一节信号与调制解调1．常用的典型信号2．连续时间周期信号的傅里叶级数3．连续时间信号的傅里叶变换4．信号的调制解调（1）信号的频谱（2）信号的带宽（3）调制解调的基本原理5．线性时不变系统分析（1）时域连续系统（2）线性系统（3）时不变系统（4）线性时不变系统输入与输出的关系第二节传输信道1．分类2．传输介质3．信道噪声4．信道容量第三节多路复用1．FDM2．TDM3．WDM4．多路复用器和集中器第四节数据编码第五节数据通信的同步第三章数据信号的基带传输（8学时）1、目的要求：掌握基带信号的码型、基带系统的组成、无码间干扰的基带传输的定义及条件、基带系统形成波形、奈奎斯特第一准则、部分响应和时域均衡的基本原理基本特点。
本章是本书的重点。
2、授课内容：第一节数据基带信号分析1．常用基带信号2．基带信号的频谱第二节基带传输系统的构成第三节无码间干扰的基带传输1．码间干扰及其数学分析2．无码间干扰的传输特性第四节眼图第五节基带传输系统性能分析第六节改善传输系统性能的几个措施1．部分响应2．时域均衡3．数据序列的扰乱和解扰注：在前3章理论授课结束后上一次习题课。
第四章数据信号的频带传输（8学时）第一节频带传输系统的构成第二节二进制数字调制解调1．二进制幅度键控2．二进制频率键控3．二进制相位键控4．二进制数字调制系统性能分析与比较第三节多进制数字调制解调1．多进制幅度键控2．多进制频率键控3．多进制相位键控4．幅相联合调制第四节调制解调器第五章差错控制（8学时）1、目的要求：理解差错控制的基本方法和检错、纠错码构成的基本原理。
2、授课内容：第一节差错控制的基本概念及原理1．基本概念2．基本原理第二节检错和纠错的基本概念1．码长、码重和码距及码距与检纠错能力2．编码效率3．纠错编码的分类第三节简单的差错控制编码1．奇偶监督码2．水平奇偶监督码3．二维水平奇偶监督码4．恒比码5．重复码6．正反码第四节汉明码及线性分组码1．汉明码2．线性分组码第五节循环码1．循环码的循环特性2．循环码的生成多项式和生成矩阵3．循环码的编码方法4．循环码的解码方法第六节卷积码1．基本概念第六章物理层接口与传输控制规程（2学时）1、目的要求：了解数据传输接口的基础知识，以及面向字符和面向比特的数据传输控制规程的基本原理。
2、授课内容：第一节物理层接口第二节线路规程第三节面向字符的传输控制规程第四节面向比特的传输控制规程第七章数据交换（4学时）1、目的要求：（1）理解数据交换的必要性，理解电路交换、报文交换和分组交换的基本思路，了解它们各自的特点和应用场合，特别是分组交换的迅速发展的原因；（2）理解一个分组交换网内所涉及的理论和技术问题的内容。
2、授课内容：第一节概述1．数据交换的必要性2．数据交换的方式第二节电路交换方式1．电路交换方式的原理2．电路交换的优缺点第三节报文交换方式1．报文交换方式的原理2．报文交换的优缺点第四节分组交换方式1．分组交换方式的原理2．分组交换的优缺点3．分组的传输方式4．分组长度的选取第五节帧方式1．帧方式的概念2．帧方式的类型第六节几种交换方式的比较注：在第四、五、六、七章理论授课结束后上一次习题课。
（二）实验教学内容（10学时）实验一数字信号源实验（验证性、2学时）一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
3、掌握数字信号源电路组成原理。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、帧同步信号（FS）、位同步时钟（BS）。
2、用示波器观察NRZ、FS、BS三信号的对应关系。
3、学习电路原理图。
三、实验仪器：（*：表示可选设备）1、通信原理教学实验箱2、示波器四、实验操作方法具体实验步骤参见实验指导书。
实验二数字调制实验（验证性、2学时）一、实验目的1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。
2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的方法。
3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。
二、实验内容1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。
2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。
三、实验仪器：（*：表示可选设备）1、通信原理教学实验箱2、示波器四、实验操作方法1、熟悉数字调制单元的工作原理；2、用示波器观察数字调制信号2ASK、2FSK、2DPSK的波形；具体实验步骤参见实验指导书。
实验三 2ASK、2FSK数字解调实验（验证性、2学时）一、实验目的1. 掌握2ASK过零检测解调原理。
2. 掌握2FSK过零检测解调原理。
二、实验内容1. 用示波器观察2ASK过零检测解调器各点波形。
2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。
三、实验仪器：（*：表示可选设备）1、通信原理教学实验箱2、示波器四、实验操作方法1、熟悉2ASK解调单元和2FSK解调单元的工作原理；2、用示波器观察2FSK解调器各点的波形；具体实验步骤参见实验指导书。
实验四 2DPSK数字解调实验（验证性、2学时）一、实验目的掌握2DPSK相干解调原理。
二、实验内容1.用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形、影响。
三、实验仪器：（*：表示可选设备）1、通信原理教学实验箱2、示波器四、实验操作方法1、熟悉2DPSK解调单元的工作原理；2、用示波器观察2DPSK相干解调器各点的波形具体实验步骤参见实验指导书。
实验五数字基带通信系统实验（综合性、2学时）一、实验目的1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。
二、实验内容1.用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。
2.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。
3.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
4.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
三、实验仪器：（*：表示可选设备）1、通信原理教学实验箱2、示波器四、实验操作方法1．熟悉数字信源、位同步、帧同步、数字终端这四个模块2．用示波器CH1观察各点波形具体实验步骤参见实验指导书。