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通信网络及应用
目录
contents
通信网络基本概念与原理
有线通信技术及应用
无线通信技术及应用
互联网及其应用
现代通信网络发展趋势与挑战
01
通信网络基本概念与原理
通信网络是由一系列传输设备、交换设备和终端设备组成,用于实现信息传输和交换的系统。
根据覆盖范围不同,通信网络可分为局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)和互联网(Internet)等。
分类
定义
常见的传输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线电波等,用于在通信设备之间传输信号。
传输介质
通信网络的拓扑结构主要有星型、环型、总线型、树型和网状型等,不同的拓扑结构具有不同的特点和适用场景。
拓扑结构
通过建立一条专用的物理电路进行通信,通信过程中独占该电路,适用于实时性要求高的场合,如电话通信。
电路交换
以报文为单位进行存储转发,不建立专用电路,适用于非实时、突发性的数据通信,如电子邮件。
报文交换
将报文分成若干个分组进行存储转发,具有高效、灵活的特点,适用于计算机网络中的数据通信。
分组交换
制定了开放系统互联参考模型(OSI/RM),为通信网络提供了通用的协议框架。
国际标准化组织(ISO)
负责制定和维护互联网标准,如TCP/IP协议族等。
互联网工程任务组(IETF)
负责制定电信领域的国际标准,如电话通信、移动通信等。
电信标准化组织(ITU-T)
制定了局域网和城域网的标准,如以太网(Ethernet)标准等。
电气电子工程师协会(IEEE)
02
有线通信技术及应用
利用模拟信号在电话线路上进行信息传输,包括音频信号的调制与解调等。
模拟电话线路传输
数字电话线路传输
宽带电话线路传输
采用数字信号处理技术,将模拟语音信号转换为数字信号进行传输,具有更高的抗干扰性和清晰度。
利用宽带技术提高电话线路的传输带宽,实现高速数据传输和视频通话等功能。
03
02
01
光纤传输原理
利用光的全反射原理,在光纤中传输光信号,具有传输距离远、带宽高、抗干扰性强等优点。
光纤接入网技术
采用光纤作为传输介质,将用户接入到通信网络,提供高速、稳定的上网体验。
光纤传输设备
包括光端机、光交换机、光路由器等,用于实现光纤通信系统中的信号转换、路由选择和传输控制等功能。
1
2
3
利用普通电话线提供宽带服务,包括ADSL、VDSL等不同类型的DSL技术,具有接入方便、成本低廉等优点。
DSL技术
光纤到户技术,将光纤直接接入用户家中,提供极高的带宽和稳定的上网体验。
FTTH技术
利用有线电视网络提供宽带服务,通过CableModem设备实现用户接入和数据传输。
CableModem技术
03
FDDI技术
一种高性能的光纤分布式数据接口技术,采用双环结构和令牌传递方式,具有高速、可靠和容错能力强等优点。
01
以太网技术
一种基于IEEE802.3标准的局域网技术,采用CSMA/CD访问控制方式和星型、总线型等不同的拓扑结构。
02
令牌环网技术
一种基于令牌的环形局域网技术,通过令牌传递方式实现站点间的数据传输和访问控制。
03
无线通信技术及应用
A
B
C
D
第一代模拟蜂窝移动通信系统
采用模拟信号传输,提供基本的语音通信服务。
第三代宽带蜂窝移动通信系统
支持高速数据传输和多媒体业务,提供更丰富的通信服务。
第二代数字蜂窝移动通信系统
引入数字信号处理技术,提高语音通信质量和系统容量。
第四代超宽带蜂窝移动通信系统
采用正交频分复用等先进技术,实现高速、高效的数据传输。
基于IEEE802.11标准,提供无线局域网接入服务,支持多种设备和应用场景。
Wi-Fi技术
一种短距离无线通信技术,用于实现设备间的数据传输和语音通信。
蓝牙技术
一种低功耗、低成本的无线通信技术,适用于物联网等低功耗应用场景。
ZigBee技术
物联网技术
通过射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备,按约定的协议,对任何物品进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
5G通信技术
第五代移动通信技术,具有高速率、低时延、大连接等特点,为物联网应用提供了强有力的支持。5G技术将促进物联网在各个领域的应用和发展,推动数字化、网络化、智能化时代的到来。
04
互联网及其应用
ARPANET的诞生与发展
从学术研究到商业应用
互联网普及与跨国互联
全球互联网规模、用户数量、应用服务种类等
互联网起源
商业化进程
全球化扩展
现状概览
TCP/IP协议族
传输控制协议(TCP)、网络协议(IP)以及其他相关协议
OSI模型
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层
TCP/IP与OSI模型的对应关系
各层功能及协议映射关系
协议工作原理
数据包封装、传输与解封装过程
01
02
万维网(WWW)
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