数据通信DATACOMMUNICATIONS.ppt

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1、2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,1,数 据 通 信DATA COMMUNICATIONS,杨献春南京大学计算机科学与技术系 http:/,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,2,引言,为什么要 学习数据通信？通信、网络、计算机三者关系通信与网络的重要性课程介绍教学大纲,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,3,为何学习数据通信？,通信与计算机可划分为自成体系的两个学科我们学计算机科学技术的，而非通信专业，为何要学习数据通信？因为了解数据通信是为学习计算机网络打好基础 为什么要学习网络？网络已从早期

2、单纯作为通信系统的一类传输设施演变为当今应用广泛的一种计算系统结论：计算机专业无疑应该学习网络，学好网络需要了解数据通信,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,4,为何学习数据通信？,计算机学科的知识结构成分IT技术是以微电子学为基础，融合了通信技术、计算机技术、自动化技术、网络技术和智能技术的综合性技术领域。计算机学科的知识结构与IT领域其它学科是相互交叉、相互渗透的。计算机网络的基础随着Internet的普及与发展，全球进入了信息网络时代。“The network is the computer”，我们面对的计算机是基于网络丰富资源的一个庞大虚拟机器。计算机网

3、络是计算机工作者必修的课程。数据通信则是计算机网络的技术基础。,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,5,通信 网络 计算机,计算机与通信结合诞生了数据通信，并演进为计算机通信计算机的发展促进了通信事业的发展通信的发展扩大了计算机的应用范围二者互相促进，密不可分，共同发展网络技术的运用促进了通信和计算机的进步通信系统从依靠专线传输的束缚中解放出来，使通信更高效更经济实现了计算机的远程使用、贵重资源共享和多机间的交互，拓展了计算机应用的空间和地域网络技术的应用使通信网成为通信系统最主要形式，由传输服务设施转向提供各种信息资源和服务在计算机通信网基础上衍生出的计算机网

4、络，代表了通信技术网络技术计算机技术三者的完美结合,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,6,通信 网络 计算机,通信和计算机的需求驱动了网络的运用网络技术的飞速发展促使通信和计算机得到更广泛更普及的应用通信、网络、计算机密不可分计算机科学技术专业（包括软件工程、信息工程、信息系统、自动化等专业）和通信工程专业、网络工程专业都应学习通信、网络、计算机，侧重不同,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,7,通信 网络 计算机,通信数据通信计算机通信,分布式系统分布计算RPCClient/ServerWeb ServiceP2P移动计算普适

5、计算自主计算公用计算,电信网、电视网数据通信网计算机通信网计算机网络,网格计算,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,8,思考题,弄清四个关系通信与计算机数据通信与计算机通信计算机通信网与计算机网络计算机网络与分布式系统分布计算的新进展分布计算、移动计算、普适计算的特性,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,9,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,10,通信与网络的重要性,IT业三大定律摩尔定律（Gordon Moores Law）Every 18 months,processing power dou

6、bles while cost holds constant.每过18个月,微处理器处理能力翻倍而价格不变。吉尔德定律（George Gilders Law）The total bandwidth of communications systems will triple every year for the next twenty-five years.未来25年内，通信系统总带宽每年翻三番。梅特卡夫定律（Bob Metcalfes Law）The usefulness,or utility,of a network equals the square of the number of us

7、ers.网络的利用价值等于用户数的平方。,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,11,通信网络在IT领域的地位,包括微处理器在内的集成电路、通信网络、软件是IT业的三大支柱。三大定律中一条涉及微处理器，两条与通信网络有关。表明了网络在IT中的重要地位。梅特卡夫定律定量描述了单机与联网之间的巨大差别和网络的重要价值,反映了数据/计算机通信网相对于其它通信网络的效率差别。问题1：比较电话网、有线电视网和数据通信网的效率。电话网1:1，电视网1:N，数据通信网N2。根据吉尔德定律与摩尔定律得知，通信网络的发展大大快于微处理器的发展。问题2：根据吉尔德定律，假如目前网络最

8、大速率为10G bps，5年后预计最大速率为多少？网络带宽每年增4倍，5年后增至45=1024倍，达到10.24Tbps。,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,12,问题3：比较网络带宽与微处理器性能两者的增长速度。,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,13,课程介绍,选用美国著名计算机网络教授William Stallings编著的Data and Computer Communications 第七版中译本为教材作者设计通过剪裁该书章节，用作数据通信基础、通信网络或计算机网络三门课程的教材我们的课程将以该书全部内容为主线，并补

9、充其他一些相关内容，以数据通信和计算机网络为课程名称分两个学期讲授。旨在通过学习数据通信基础知识和计算机网络原理，使学生了解和掌握计算机之间及人机之间通信与组网的有关基本概念与技术。,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,14,数据通信教学大纲,课程目的与要求数据通信涉及计算机学科与通信学科交叉渗透的专门知识主要讲述通信的基本原理，数据通信系统的组成，数据的传输、交换、接入等技术以及数据通信的应用要求学生通过本课程的学习，能够掌握数据通信的基本知识（概念、方法、技术、标准）基础理论（数学工具、算法、模型）实际技能（分析、计算、模拟、软件工具使用）以适应数据通信和通

10、信网络发展的要求，具体达到：弄清通信模型、信号与信道的匹配、信道容量等通信的基本原理及其分析计算掌握数据通信系统组成、数据传输、交换、同步、差错控制、数据接入、接口、信道等数据通信的重要专业技术理解数据通信的应用方面的技术手段，了解数据通信的快速发展状况。,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,15,数据通信教学大纲,课程主题通信基础概念通信基本数学工具信号与信道特性数据编码及基带/频带传输传输质量指标传输媒体通信接口链路差错控制与流量控制多路复用同步交换用户接入，数据通信的应用和进展媒体、接口、规程和协议的相关标准结合传输媒体讨论光纤通信、卫星通信、地面微波及蜂

11、窝系统结合交换技术简介X.25、FR、ATM、ISDN等传统或宽带数据网,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,16,第0讲 课程介绍（1学时）0.1 为何学习数据通信？0.2 教学大纲第1讲 数据通信概述（5学时）1.1 通信的演进与热点1.2 通信模型1.3 数据通信1.4 数据通信中的传输系统1.5 数据通信标准第2讲 数据传输（6学时）2.1 概念和术语2.2 模拟和数字数据传输2.3 分贝和信号强度2.4 传输损伤2.5 信道容量第3讲 传输媒体（4学时）3.1 导向传输媒体3.2 无线传输,3.3 无线传播 3.4 视距传输第4讲 信号编码技术（6学时

12、）4.1 数字数据，数字信号4.2 数字数据，模拟信号4.3 模拟数据，数字信号4.4 模拟数据，模拟信号第5讲 数字数据通信技术（6学时）5.1 异步和同步传输5.2 差错类型5.3 差错检测5.4 差错纠正5.5 线路配置5.6 通信接口第6讲 数据链路控制（4学时）6.1 流量控制6.2 差错控制6.3 HDLC,数据通信教学大纲,教学内容和学时分配（1）,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,17,第7讲 复用（6学时）7.1 频分复用7.2 波分复用7.3 同步时分复用7.4 统计时分复用7.5 Cable Modem7.6 ADSL 7.7 xDSL

13、第8讲 扩频（4学时）8.1 扩频的概念8.2 跳频扩频8.3 直接序列扩频8.4 码分多址第9讲 电路交换和分组交换（6学时）9.1 交换式通信网9.2 电路交换网9.3 电路交换的概念9.4 控制信令,9.5 软交换体系结构9.6 分组交换原理9.7 X.259.8 帧中继第10讲 异步传递方式（5学时）10.1 协议体系结构10.2 ATM逻辑连接10.3 ATM信元10.4 ATM信元传输10.5 ATM服务种类10.6 ATM适配层第11讲 蜂窝无线通信（5学时）11.1 蜂窝网络的概念11.2 第一代-模拟11.3 第二代-GSM和CDMA11.4 第三代与第四代系统考试 2学时,

14、数据通信教学大纲,教学内容和学时分配（2）,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,18,学时安排课堂教学 60学时课余实验 12学时联机自学 80学时 修课成绩平时作业 10%实验报告 10%课堂测验 20%期末考试 60%,数据通信教学大纲,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,19,教学交流,教学主页URL：http:/,2006年2月-2006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,20,课后阅读电子书,Shay W.A.，数据通信与网络教程，高传善等译，机械工业出版社，2000.3 URL:http:/,2006年2月-2

15、006年6月,南京大学计算机科学与技术系 杨献春,21,教 学 参 考 书 目,陈启美等，现代数据通信教程，南京大学出版社，2000 潘新民，计算机通信技术，电子工业出版社,2002.Leon W.Couch II,Digital and Analog Communication Systems,Fifth Edition,清华大学出版社,1998.Behrouz Forouzan,Data Communications and Networking，第2版，机械工业出版社,2002.Ray Horak，通信系统与网络（第2版），徐勇等译，电子工业出版社,2001.Darren L.Spohn,Data Network Design,Second Edition,人民邮电出版社,2000.Michael A.Gallo,Computer Communications and Networking Technologies，高等教育出版社,2003.John G.Proakis,Contemporary Communication Systems Using MATLAB,西安交通大学出版社,2001.,