1、 1 %大連理工大學出版社地址：大連市軟件園路80號發行-mail : 新世紀高職高專教材編審委員會 組編主編：于寶明 王鈞銘國家精品課程配套教材“十二五”職業教育國家規劃教材 2 第 六 章常見的通信系統與網絡6.1基本概念.1通信網的分類按提供業務分為：電信網、電報網、有線電視網、計算機網等;按傳輸媒介分為：雙絞線網、光纖網、無線通信網等;按交換方式分為：電路交換網、分組交換網、報文交換網、ATM 網等;按網絡覆蓋范圍分為:：互聯網、廣域網、城域網、局域網等;按拓撲結構分為：網型網、星型網、總線型網、復合型網等;按網絡傳遞信號形式分為：數字通信網和模擬通信網。

2、 3 第 六 章常見的通信系統與網絡6.1基本概念.多址技術1.頻分多址(FDMA) 4 第 六 章常見的通信系統與網絡6.1基本概念.多址技術采用FDMA 方式主要有如下特點:(1)單路單載波(SCPC)傳輸,即每個頻道只傳一路業務信息,載頻間隔必須滿足業務信息傳輸的需求。(2)信號連續傳輸,各多址信道信號在時間和空間重疊,頻率分割。(3)頻率分配工作復雜,重復設置收發信道設備。例如基站有50個頻道,則需要50套結構幾乎相同的發信道設備。(4)多頻道信號互調干擾嚴重。(5)頻率利用率低,容量小。(6)若FDMA 方式用于每小時頻道傳輸一路業務數字信號,數字信號速率低,一般在25kbit/s以

3、下,由于數字信號經傳輸時延擴展幾十微秒,碼間干擾引起的誤碼很小,無須設置自適應均衡,構成簡單。 5 第 六 章常見的通信系統與網絡6.1基本概念2時分多址(TDMA).多址技術 6 第 六 章常見的通信系統與網絡6.1基本概念.多址技術TDMA 通信系統和FDMA 通信系統相比,具有以下主要特點:(1)TDMA 系統的基站可只用一部發射機,可以避免像FDMA 系統那樣因多部不同頻率的發射機同時工作而產生互調干擾。(2)TDMA 系統對時隙的管理和分配通常要比對頻率的管理與分配簡單。因此,TDMA 系統更容易進行時隙的動態分配。(3)因為終端只在指定的時隙接收發送端發給它的信息,因而在一幀的其他

4、時隙中,可以傳送網絡系統發送的廣播信息和控制信息。這對于加強通信網絡的控制功能是有利的。(4)TDMA 系統必須有精確的定時和同步,它是TDMA 系統正常工作的重要保證。 7 第 六 章常見的通信系統與網絡6.1基本概念.多址技術3碼分多址(CDMA)CDMA 方式是用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機編碼信號或其他擴頻碼調制所需傳送的信號,使原信號的帶寬被拓寬,再經載波調制后發送出去。接收端使用完全相同的擴頻碼序列,同步后與接收的寬帶信號做相關處理,把寬帶信號解擴為原始數據信息。不同用戶使用不同的碼序列,它們占用相同頻帶,接收機雖然能收到,但不能解出,這樣可實現互不干擾的多址通信。它以不同的

5、互相正交的碼序列區分用戶,故稱為“碼分多址暠。由于它是以擴頻為基礎的多址方式,所以也稱為“擴頻多址(SSMA)”。 8 第 六 章常見的通信系統與網絡6.1基本概念.多址技術CDMA 與FDMA 和TDMA 比較,其優點是:系統容量大于FDMA 和TDMA。CDMA 的關鍵在于所用擴頻碼有多少個不同的互相正交的碼序列,就有多少個不同的地址,就有多少個碼分信道,也就是說在擴頻碼足夠時,可臨時增添用戶,不會發生通信阻塞,不會使用戶搶不上“線”。 CDMA 的頻帶寬,允許采用冗長度很高的糾錯編碼技術,因此抗干擾能力和糾錯能力很強,話音質量相當好。 CDMA 系統無需防護間隔。FDMA 和TDMA 對

6、于頻率、時隙的準確性要求非常嚴格,為防止頻率和時間擴散而引起的頻率、時間的重疊,必須在頻率和時間上設置防護間隔,CDMA 則無須如此。 9 第 六 章常見的通信系統與網絡6.1基本概念.多址技術4空分多址(SDMA) 10 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡第1階段：面向終端的計算機通信網第2階段：分組交換網第3階段：計算機網絡體系結構的形成第4階段：網絡互聯與高速計算機網絡計算機網絡從產生到發展,總體來說可以分成4個階段: 11 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機網絡系統的組成1硬件系統(1)網絡傳輸介質網絡傳輸介質(2)網絡適配器網絡適配器網卡網卡(3)網絡交換

7、設備網絡交換設備(4)網絡互聯設備網絡互聯設備(5)網絡終端與網網絡終端與網絡服務器絡服務器(6)其他硬件設備其他硬件設備 12 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 13 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機網絡系統的組成軟件系統數據通信軟件數據通信軟件網絡操作系統網絡操作系統網絡應用軟件網絡應用軟件 14 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機網絡協議與體系結構 15 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機網絡協議與體系結構1協議 16 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機網絡協議與體系結構2OSI模型 17 第 六 章常

8、見的通信系統與網絡6.計算機網絡 18 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機網絡協議與體系結構3TCP/IP協議 19 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.網絡尋址1IP地址 20 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 21 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 22 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 23 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 24 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 25 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.網絡尋址2子網劃分 26 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 27 第 六

9、章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 28 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.網絡尋址3ARP協議說明這種通過IP地址獲得MAC地址方法的協議被稱為ARP協議。ARP程序在局域網中是一個非常重要的程序。沒有ARP程序,我們就無法得到目標主機的MAC地址,也就無法封裝幀報頭。 29 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機局域網1局域網(LAN)概述計算機局域網是一種可以提供高速交換連接的通信網絡,適用于一座大樓、校園等,一般在幾千米的范圍內。LAN 具有以下特點:(1)多個系統共享同一傳輸介質;(2)具有較高的傳輸速率,一般在100Mbit/s以上,不同類型的傳輸介質傳

10、輸速率相差較大,無線局域網一般是幾十Mbit/s；(3)具有較高的可靠性,誤碼率低,傳輸時延小;(4)具有單播、組播和廣播的能力;(5)由于歸一個單位或組織所有,容易維護和管理。 30 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 31 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機局域網2LAN 的控制方式LAN 有“中心控制暠和“分布式控制暠兩種控制方式。中心控制需要單個的設備來控制整個網絡,這種方式的缺點是一旦控制器出現故障將會使整個網絡癱瘓;現行大多數LAN 都采用分布式控制,接入網絡的所有設備實際上都管理著網絡,無須中心設備。接收與發送信息的指令必須在所有接入網絡的設備中建立,

11、通常利用硬件與軟件的組合。例如,在一個使用分布式控制的LAN 中,10個PC都要承擔運營網絡的責任。每個PC機通常包含了一個特殊的網絡接口卡,并且使用專用的網絡軟件程序。 32 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機局域網3LAN 的媒質接入控制方式(1)CSMA/CD在總線型局域網中常用的隨機接入方式是CSMA/CD 協議。CSMA/CD (Carrier SenseMultipleAccesswithCollisionDetection)叫做載波偵聽多點接入/沖突檢測。(2)令牌令牌(token)是受控接入方式,多用于以光纖為媒質的令牌環網。令牌是由1和0組成的特殊碼組,共有

12、兩個,分別稱為通行令牌與忙令牌。網絡中的所有設備都一直在監聽網絡的工作狀況,只有當設備接收到空令牌時才可以發送信息。 33 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡 34 第 六 章常見的通信系統與網絡6.計算機網絡.計算機局域網4.LAN 標準大多數LAN 標準由IEEE下的IEEE802 (又稱為LMSC,LAN/MANStandards Committee,局域網/城域網標準委員會)負責制定。IEEE將局域網的數據鏈路層功能分為兩個主要部分:第一部分稱為媒體接入控制(MAC),描述一個網絡中的接入方法,如CSMA/CD或令牌;第二部分稱為邏輯鏈路控制(LLC),描述各種接入方式通用的

13、其他功能,如誤碼檢驗。 35 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.1GSM 蜂窩移動通信系統 36 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.1GSM 蜂窩移動通信系統1.GSM系統主要參數 37 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統 38 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.1GSM 蜂窩移動通信系統2.GSM系統結構 39 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.1GSM 蜂窩移動通信系統3.GSM 的編號MSISDNIMSIIMEIMSRNTMSI 40 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.1GS

14、M 蜂窩移動通信系統4.GSM 的特殊技術切換切換位置更新位置更新呼叫路由選呼叫路由選擇擇鑒定與安全鑒定與安全 41 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.1GSM 蜂窩移動通信系統5.GPRS簡介GPRS (通用無線分組業務)是對原有的GSM 網絡進行擴充,提供高速無線分組業務的系統,常被稱為“2.5G”。前面我們提到,GSM 的數據發送速率僅為9.6kbit/s，只能提供短消息等低速率數據服務，很難開展更多的業務，因此人們在市場對“高速率”的呼喚聲中引入了GPRS。GSM 本質上是一種基于電路交換的系統，只適合于處理質量不高的話音業務和低速率數據業務。 42 第 六 章常見

15、的通信系統與網絡6.3移動通信系統 43 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.2 CDMA 蜂窩移動通信系統1.CDMA 移動通信網的特點(1)系統容量大系統容量大(2)系統容量的靈系統容量的靈活配置活配置(3)系統性能質量系統性能質量更佳更佳(4)頻率規劃簡單頻率規劃簡單(5)延長手機電池延長手機電池壽命壽命(6)建網成本下降建網成本下降 44 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.2 CDMA 蜂窩移動通信系統2.CDMA 移動通信網的關鍵技術功率控制功率控制技術技術PN 碼技碼技術術RAKE接接收技術收技術軟切換技軟切換技術術話音編碼話音編碼技術技術 4

16、5 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.3 3G 移動通信系統 46 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.3 3G 移動通信系統1.3G 的技術標準 47 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統 48 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.3 3G 移動通信系統2.3G 的頻譜分配 49 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統 50 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統 51 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.3 3G 移動通信系統3.3G 的目標全球統一頻譜、統一標準,全球無縫覆蓋；更高的

17、頻譜效率,更低的建設成本；能提供更高的服務質量和保密性能；能提供足夠的系統容量,便于2G系統的過渡和演進；能提供多種業務,能使用多種環境,速率最高2Mb/s，其中車速環境144kb/s，步行環境384kb/s，室內環境2Mb/s。 52 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.4 LTE與4G 技術 53 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.4 LTE與4G 技術1.4G 通信的優點(1)通信速度更通信速度更快快(2)網絡頻譜更網絡頻譜更寬寬(3)通信更加靈通信更加靈活活(4)智能性能更智能性能更高高(5)兼容性能更兼容性能更平滑平滑(6)提供各種增提供各種增值

18、服務值服務(7)實現更高質實現更高質量的多媒體通量的多媒體通信信(8)頻率使用效頻率使用效率更高率更高(9)通信費用更通信費用更加便宜加便宜 54 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.4 LTE與4G 技術2.4G 通信的關鍵技術正交頻分正交頻分復用復用(OFDM)智能天線智能天線技術技術軟件無線軟件無線電電(SDR)技術技術多用戶檢多用戶檢測技術測技術IPv6技術技術 55 第 六 章常見的通信系統與網絡6.3移動通信系統.3.4 LTE與4G 技術3.4G 通信在我國的應用 56 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統.4.1基本概念 57 第 六 章常見的通信

19、系統與網絡6.4衛星通信系統.4.2人造衛星的分類 58 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統 59 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統.4.3靜止衛星 60 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統 61 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統.4.4衛星通信系統的組成1.衛星轉發器 62 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統.4.4衛星通信系統的組成2.衛星地面發射站 63 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統 64 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統.4.4衛星通信系統的組成3.衛星地面接收機 65 第 六 章常見的通信系統與網絡6.4衛星通信系統.4.5衛星通信的工作頻段 66 第 六 章常見的通信系統與網絡6.5光纖通信系統.5.1光纖通信系統的基本組成 67 第 六 章常見的通信系統與網絡6.5光纖通信系統.5.2光傳輸原理 68 第 六 章常見的通信系統與網絡6.5光纖通信系統 69 第 六 章常見的通信系統與網絡6.5光纖通信系統.5.3無源光器件光衰減器光衰減器光隔離器光隔離器光開關光開關光分路耦光分路耦合器合