数据通信原理课程设计--数据通信网的设计

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1、 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 姓 名 学 号 学 院 专业班级 数据通信网的设计 分组交换网 专业： 姓名： 指导老师： 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

2、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

3、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. 1. 设计背景设计背景 通过这次课程设计， 了解传输网的构成及

4、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。 2 2数据通信网设计数据通信网设计 在了解数据通信网以后，本次课程设计准备结合所学知识，以学校实际情况 为设计背景，试图设计一个完整的基于分组交换网的数据通信系统。 2.12.1 数据通信系统框图及各模块功能数据通信系统框图及各模块功能 图 1 数据通信系统框图 图 1 为一个完

5、整的基于分组交换网的数据通信系统结构示意图， 其中各模块 的功能如下： 2.1.12.1.1 用户用户 用户，即用户终端，也就是信源，是通信发起者。本设计中信源为 PC 机或 电话机 2.1.2 分组分组 分组，是为主机发送数据报分配一个唯一的数据报标识符。表示数据分组的 顺序。去分组则完成与之相反的工作。 2.1.3 信源编码信源编码 信源编码的作用一是设法减少码元数目和降低码元速率， 即通常所说的 数据压缩：作用二是将信源的模拟信号转化成数字信号，以实现模拟信号 的数字化传输。其过程就是将模拟信号通过抽样、量化、编码转化为数字 信号。 图 2 PCM 编码原理框图 抽样是把模拟信号以其信号

6、带宽 2 倍以上的频率提取样值，变为在时 间轴上离散的抽样信号的过程。例如，话音信号带宽被限制在 0.33.4kHz 内，用 8kHz 的抽样频率（fs） ，就可获得能取代原来连续话音信号的抽样 信号。对一个正弦信号进行抽样获得的抽样信号是一个脉冲幅度调制 （PAM） 信号，如下图对模拟正弦信号的抽样所示。对抽样信号进行检波和平滑滤 波，即可还原出原来的模拟信号。 抽样信号虽然是时间轴上离散的信号，但仍然是模拟信号，其样值在一 定的取值范围内，可有无限多个值。显然，对无限个样值一一给出数字码 组来对应是不可能的。 为了实现以数字码表示样值， 必须采用“四舍五入” 的方法把样值分级“取整”，使一定取值范围内的样值由无限多个值变为 有限个值。这一过程称为量化。 量化后的抽样信号与量化前的抽样信号相比较，当然有所失真，且不 再是模拟信号。这种量化失真在接收端还原模拟信号时表现为噪声，并称 为量化噪声。量化噪声的大