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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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