第4章41数字通信入门new.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机科学与技术学院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,计算机科学与技术学院,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第,4,章,计,计算,机,机网,络,络与,因,因特,网,网,4.,1,数字,通,通信,入,入门,4.,2,计算,机,机网,络,络基,础,础,4.,3,因特,网,网的,组,组成,4.4,因特,网,网提,供,供的,服,服务,4.5,网络,信,信息,安,安全,4.1,数字,通,通信,入,入门,4.1.1,通信,的,的基,本,本原,理,理,通信,系,系统,模,模型,有线,通,通信,与,与无,线,线通,信,信,调制,解,解调,技,技术,多路,复,复用,技,技术,4.1.2,交换,技,技术,什么,是,是通,信,信,(communication),？,广而,言,言之,，,，通,信,信就,是,是信,息,息的,(,远距,离,离,),传递,与,与交,流,流,现代,通,通信,使用,电,电波,或,或光,波,波传,递,递信,息,息的,技,技术,，,，也,称,称为,电,电信,（,（,telecommunication,），,如,如电,报,报、,电,,、,、传,真,真、,电,电子,邮,邮件,、,、,BBS,、,,等,通信,的,的要,求,求：,远,远距,离,离、,高,高速,度,度、,低,低成,本,本、,安,安全,、,、可,靠,靠、,方,方便,通信,的,的发,展,展历,史,史：,电报,,无线广播,黑白电视,彩色电视,计算机网络,1836 1876 20,世纪初,1918 1938 1940s 1960s,越洋无线电报,通信,系,系统,的,的模,型,型,通信,的,的三,要,要素,：,：,信 道,信源,(,宿,),信宿,(,源,),信号,信号,模拟,信,信号,与,与数,字,字信,号,号,通信,系,系统,中,中被,传,传输,的,的信,息,息必,须,须转,换,换成,某,某种,电信,号,号,(,或光,信,信号,),才能,进,进行,传,传输,t,数字信号,信号,强度,模拟信号,信号,强度,t,电信,号,号,(,或光,信,信号,),有两,种,种形,式,式：,模拟,信,信号形式,:,通过,连,连续,变,变化,的,的物,理,理量,（,（如,信,信号,的,的幅,度,度）,来,来表,示,示信,息,息，,例,例如,人,人们,打,打电,话,话或,者,者播,音,音员,播,播音,时,时声,音,音经,话,话筒,(,麦克,风,风,),转换,得,得到,的,的电,信,信号,；,；,数字,信,信号形式,:,使用,有,有限,个,个状,态,态,(,一般,是,是,2,个状,态,态,),来表,示,示（,编,编码,）,）信,息,息，,例,例如,电,电报,机,机、,传,,机,机和,计,计算,机,机发,出,出的,信,信号,都,都是,数,数字,信,信号,0011010001,有线,通,通信,与,与无,线,线通,信,信,需使,用,用物,理,理介,质,质进,行,行信,号,号传,输,输的,是,是有线,通,通信，例,如,如：,金属,导,导体,（,（双,绞,绞线,、,、同,轴,轴电,缆,缆）,，,，传,输,输电,流,流信,号,号,光导,纤,纤维,（,（简,称,称光,纤,纤）,，,，传,输,输光,信,信号,在自,由,由空,间,间进,行,行信,号,号传,输,输的,是,是无线,通,通信，传,输,输的,是,是电,磁,磁波,信,信号,传输,介,介质,的,的类,型,型与,特,特点,介质类型,特点,应用,有线通信,双绞线,成本低，易受外部高频电磁波干扰，误码率较高；传输距离有限,固定本地回路、计算机局域网,同轴电缆,传输特性和屏蔽特性良好，可作为传输干线长距离传输载波信号，但成本较高,固定中继线路、有线电视接入,光缆,传输损耗小，通讯距离长，容量大，屏蔽特性好，不易被窃听，重量轻，便于铺设。

缺点是强度稍差，精确连接两根光纤比较困难,、电视等通信系统的远程干线，计算机网络的干线,无线通信,自由空间,使用微波、红外线、激光等，,建设费用低，抗灾能力强，容量大，无线接入使得通信更加方便,.,但易被窃听、易受干扰,广播，电视，移动通信系统，计算机无线局域网,双绞,线,线和,同,同轴,电,电缆,原理,：,：利,用,用电,流,流,(,电压,),传输,信,信息,双绞,线,线分,类,类,3,类线,(10Mb/s),；,5,类线,(,100,Mb/s),；,6,类线,(200Mb/s),无屏,蔽,蔽双,绞,绞线,(UTP),；屏,蔽,蔽双,绞,绞线,(STP),同轴电缆,内层导线,金属屏蔽,外绝缘层,绝缘体,同轴,电,电缆,分,分类,基带,同,同轴,电,电缆,（,（,50,）,以前,在,在以,太,太网,中,中使,用,用,宽带,同,同轴,电,电缆,（,（,75,）,有线,电,电视,网,网使,用,用,信号线,地线,套管,无屏蔽双绞线,光纤,与,与光,缆,缆,光导,纤,纤维,（,（,光线,的,的入,射,射角,足,足够,大,大时,，,，就,会,会出,现,现全,反,反射,，,，重,复,复此,过,过程,，,，光,就,就沿,着,着光,纤,纤传,播,播下,去,去,）,多根光纤,保护层,防止光泄漏的吸收外壳,起保护作用的防护层,外绝缘层,光波,在,在光,纤,纤中,的,的传,播,播,纤芯,包层,保护层,光波,光缆,(,包含多,根,根光纤,),光 纤,保护层,光纤通,信,信原理,光波,优点：,通信容,量,量大：,一,一束光,每,每秒能,传,传输,2.5G,或,10Gb,信息！,传输距,离,离远：,无,无中继,距,距离超,过,过几十,公,公里,保密性,强,强，信,息,息不易,泄,泄露,电信号,驱动,电路,光源,中继器,输出,电路,电信号,发送单元,(,电,/,光转换,),传输单元,接收单元,(,光,/,电转换,),光调制器,光纤,光纤,放大电路,光检测器,数字信号（电信号）驱动一个光源（半导体激光器或发光二极管），发出光信号,光信号经放大后由光检测器（半导体光电管）进行检测、解调，再转换成电信号之后输出,调制后的光信号通过光纤进行传输，为补偿光纤线路的损耗，每隔一定距离要接入中继器,0/1,信号对光波进行调制,光纤通,信,信：,利用光,波,波携带,信,信息,在,光纤,中,传输,，,达到通,信,信目的,无线通,信,信,无线通,信,信：,利用,电磁波,携带信,息,息,在自由,空,空间中,传,播，进,行,行,通信,电磁波的种类与频率范围,无线电波,:10,4,10,11,(Hz),中波：,0.3,3 (MHz),短波：,3,30 (MHz),超短波：,30,300 (MHz),微波：,0.3,300 (GHz),红外线：,10,11,10,14,(Hz),可见光：,10,14,(Hz),紫外线：,10,14,10,16,(Hz),无线广播,电视,通信,10,4,10,5,10,6,10,7,10,8,10,9,10,10,10,11,10,12,10,13,10,14,10,15,10,16,Hz,双绞线,同轴电缆,AM,广播,FM,广播和,TV,卫星,地面微波,光纤,紫外线,红外线,可见光,微波,无线电波,超短波,中波,短波,,无线,LAN,：,900MHz,，,1.8GHZ,，,2.12.2GHz;,无线,LAN,：,2.4GHz,，,5.8GHz,微波通,信,信,微波：,300MHz,300GHz,范围内,的,的电磁,波,波，波,长,长为,1 m,1mm,特点：,直线传,播,，,不能沿,地,地球表,面,面传播,（,（无绕,射,射性）,，,，需要,每,每隔几,十,十公里,设,设立一,个,个中继,站,站,容量大,、,、可靠,性,性高,建设费,用,用低,抗灾能,力,力强,应用：,长,长途电,话,话、蜂,窝,窝移动,电,、,全,全数字,高,高清晰,度,度电视,（,HDTV,）,等,卫星通,信,信,卫星通,信,信,:,中继站,在,在人造,地,地球卫,星,星上的,一,一种微,波,波通信,优点：,通,通信距,离,离远、,频,频带宽,、,、容量,大,大、抗,干,干扰强,、,、通信,稳,稳定,缺点：,造,造价高,、,、技术,复,复杂、,有,有较大,延,延时、,同,同步轨,道,道卫星,数,数目仅,180,颗,通信卫星,地面站,1,地面站,2,地 球,卫星,卫星,卫星,地球,35800,公里,赤道上,方,方高度,为,为,35800,公里的,地,地方为地球同,步,步轨道，卫星的,运,运行周,期,期与地,球,球自转,一,一圈的,周,周期相,同,同，在地,面,面上看,这,这种卫,星,星好似,静,静止不,动,动。

一,颗,颗同步,轨,轨道卫,星,星覆盖,约,约,120,，,3,颗同步,定,定点轨,道,道卫星可以覆,盖,盖地球,的,的几乎,全,全部面,积,积，进,行,行二十,四,四小时,的,的全天,候,候通信,选讲：,卫星通,信,信的重,要,要应用,GPS,例,美国研,制,制,GPS,系统,24,颗卫星,在,在,1.2,万公里,高,高空以,12,小时的,周,周期绕,地,地球运,行,行,地面任,意,意点在,任,任何时,刻,刻都可,同,同时观,测,测到,4,颗以上,卫,卫星,原理：,由于卫,星,星的位,置,置是精,确,确可知,的,的，通,过,过地面,接,接收机,可,可测得,与,与卫星,的,的距离,，,，利用,三,三维坐,标,标中的,距,距离计,算,算公式,，,，就可,以,以推导,出,出接收,机,机的地,理,理位置,(,经度、,纬,纬度和,高,高程,),定位精,度,度：,民用大,约,约十米,军用可,高,高得多,个人移,动,动通信,移动对,象,象相互,间,间的通,信,信，如,手,、,无,无绳电,话,话、寻,呼,呼系统,等,等,基站,移动台,（,）,）,移动电,话,话交换,中,中心,公用电,话,话网,移动通信原,理,理,每,10km,20km,的区域称为,单,单元（形似蜂窝），每个单,元,元中心高处,建,建有一个基站，所有单元,既,既相互分割,，,，又彼此交,叠,叠，形成整,个,个移动通信,服,服务网,位于某单元,内,内的所有手,机,机都向该基,站,站发送信号,，,，并接收基,站,站发给它的,信,信号,移动,交换,中心,交换中心,所有基站都,通,通过微波或,光,光缆与移动交换中,心,心通信,每个时,刻,刻都处于某,个,个特定单元,的,的基站控制,之,之下，同一,单,单元内同一,时,时刻的不同,手,使用不,同,同的频率与,基,基站进行通,信,信，相互不,影,影响,第二代移动通信,（,2G,）,使用频段：,900MHz/1800MHz,，传输的是,数,数字化的语,音,音,/,文字信号,我国使用的,2,种标准（制,式,式）：,GSM,（欧洲移动,通,通信系统，,也,也称全球通,、,、全数字系,统,统,),中国移动、,中,中国联通经,营,营的,GSM,网已基本覆,盖,盖县级市,移动的接入,号,号段有：,134,139,、,150,152,、,158,、,159,联通的接入,号,号段有：,130-132,、,155-156,CDMA(,码分多址接,入,入，,CodeDivision Multiple Access),抗干扰能力,强,强，系统容,量,量大，接通,率,率高，噪声,小,小，,中国电信,接入号为,133,、,153,不足：,（,1,）数据传输,速,速率过低（,9.6kb/s,或,57kb/s,），仅适合,传,传输语音和,文,文字,（,2,）容量有限,，,，不能满足,发,发达地区手,机,机用户高。