第16章计算机网络与现代通信技术

1、 本章是本教材的基础知识，主要对计算机网络及其发展和本章是本教材的基础知识，主要对计算机网络及其发展和 现代通信技术作一简单介绍。现代通信技术作一简单介绍。 凡是将分布在砂同地理位置上具有独立工作能力的计算机、凡是将分布在砂同地理位置上具有独立工作能力的计算机、 终端及其附属设备通过通信设备或通信网络连接起来，并在各终端及其附属设备通过通信设备或通信网络连接起来，并在各 个设备间配以特定的协议，来实现不同计算机或设备间资源共个设备间配以特定的协议，来实现不同计算机或设备间资源共 享的系统，称为享的系统，称为计算机网络计算机网络。 目前任何一种关于计算机如何分类的方法都不是十全十美，目前任何一种

2、关于计算机如何分类的方法都不是十全十美， 一般按网络的传输技术和规模分为两类一般按网络的传输技术和规模分为两类 1. 网络按传输技术分类网络按传输技术分类 广播网络广播网络 点对点网络点对点网络 ( (1) ) 广播网络广播网络 ( (2) ) 点对点网络点对点网络 广播网络的通信是共享介质。网络上处理的最小单位是广播网络的通信是共享介质。网络上处理的最小单位是 数据分组，任何一台计算机发出的数据分组都可以被网络上数据分组，任何一台计算机发出的数据分组都可以被网络上 的全体的全体( (工作站工作站) )接收。每个分组都携带了一个它所要发往接收。每个分组都携带了一个它所要发往 的目的地的地址，当

3、任何一台机器接收的目的地的地址，当任何一台机器接收 到一个数到一个数 据据 分组后，分组后， 它首先检查是不是发给自己的，是则收，否则弃。它首先检查是不是发给自己的，是则收，否则弃。 点对点网络使发信者和收信者点对点网络使发信者和收信者 之间有许多连接通道。数之间有许多连接通道。数 据分组要通过它们中间的一台或数台机器，而且每一个数据分组要通过它们中间的一台或数台机器，而且每一个数 据据 分组所经历的路径是不确定的。分组所经历的路径是不确定的。 主要应用在较大规模的地方主要应用在较大规模的地方 应用在较小和地理位置较集中的场合应用在较小和地理位置较集中的场合 2. 网络按规模分类网络按规模分类

4、 局域网局域网 城域网城域网 广域网广域网 ( (1) ) 局域网局域网 常建在实验室、建筑物或校园里。主要连队接计算机或常建在实验室、建筑物或校园里。主要连队接计算机或 工作站来共享网络资源和信息交换。工作站来共享网络资源和信息交换。 局域网与其它网的区别在于：局域网与其它网的区别在于： 大小、传输技术与拓朴结构。大小、传输技术与拓朴结构。 ( (1) ) 局域网局域网 局域网结构示意图局域网结构示意图 代理服务器代理服务器 通信网通信网 代理服务器代理服务器 终端终端 终端终端 便携终端便携终端 便携终端便携终端 以太网的结构一般是以同轴电缆或双绞线连接构成的以太网的结构一般是以同轴电缆或

5、双绞线连接构成的 物理连接，使相互连接的不同设备可以相互通信。物理连接，使相互连接的不同设备可以相互通信。 负责管理一个小型内部网络，内部网络上的负责管理一个小型内部网络，内部网络上的 所有设备必须通过它才能与外部网络联系。所有设备必须通过它才能与外部网络联系。 ( (2) ) 城域网城域网 比局域网的规模大，但采用相同技术。可以支持多媒比局域网的规模大，但采用相同技术。可以支持多媒 体业务，也可以包括有线电视网，并能实施高质量的远程体业务，也可以包括有线电视网，并能实施高质量的远程 会议系统、远程教育和电视实况转播。会议系统、远程教育和电视实况转播。 ( (3) ) 广域网广域网 1. 什么

6、是什么是 2. 3. 是全球范围内的计算机互联网络，是巨大的信是全球范围内的计算机互联网络，是巨大的信 息资源。息资源。 ( (1) ) 电子邮箱电子邮箱 ( (2) ) 远程登录远程登录 ( (3) ) 文件传输文件传输 ( (4) ) www网络网络 *开放性开放性*易用性易用性*高度集合性高度集合性 *扩展性扩展性 4. ( (1) ) 网络高速化网络高速化 ( (2) ) 网络规范化网络规范化 ( (3) ) 网络安全问题网络安全问题 ( (4) ) 网络网络 通信实际上是由一地向另一地传送含有信息的消息。通通信实际上是由一地向另一地传送含有信息的消息。通 信中所传递的消息，有各种不同

7、的形式，如符号、文字、语信中所传递的消息，有各种不同的形式，如符号、文字、语 言、数据等，因而根据所传递消息的类别，在通信业务上中言、数据等，因而根据所传递消息的类别，在通信业务上中 分为电报、电话、数据传输及可视电话等。分为电报、电话、数据传输及可视电话等。 通信系统的分类标准不是唯一的，若按照消息传输媒质的通信系统的分类标准不是唯一的，若按照消息传输媒质的 不同，可分为有线通信和无线通信；若按照按照传输信号的不不同，可分为有线通信和无线通信；若按照按照传输信号的不 同可分为数字通信和模拟通信。同可分为数字通信和模拟通信。 ( (1) ) 有线通信有线通信 信号信号 变换变换 网络接口网络接

8、口网络接口网络接口 信号信号 变换变换 有线通道有线通道 1. 按照传输媒质分类按照传输媒质分类 消息传输用消息传输用“导线导线”作为传输媒质来进行通信。作为传输媒质来进行通信。 将话筒微弱的电将话筒微弱的电 信号进行放大，信号进行放大， 使之符合一定的使之符合一定的 标准要求。标准要求。 将该信号继续进将该信号继续进 行必要的转换，行必要的转换， 使之符合网络或使之符合网络或 信道的传输。信道的传输。 接收端进行相接收端进行相 反的转换工作，反的转换工作， 恢复原始信号。恢复原始信号。 调制调制射频功放射频功放 载波载波发送端发送端 射频放大射频放大解调解调 接收端接收端 ( (2) ) 无

9、线通信无线通信 无线通信不需要架设线路而用无线电波在空间传递消息。无线通信不需要架设线路而用无线电波在空间传递消息。 话筒话筒 话筒的声电转换器把语音变成电信号，需经电台用高频话筒的声电转换器把语音变成电信号，需经电台用高频 ( (射频射频) )振荡信号振荡信号“运载运载”低频语音信号，然后再辐射出去低频语音信号，然后再辐射出去 ( (调制调制) )。高频振荡波称为载波。高频振荡波称为载波。 在接收端收到已调制的高频信号时，要将有用的低频语在接收端收到已调制的高频信号时，要将有用的低频语 音信号分离出来音信号分离出来( (解调解调) )，再经扬声器的声电转换恢复为原始，再经扬声器的声电转换恢复

10、为原始 语音信号。由于信号较弱，在两端均有放大环节。语音信号。由于信号较弱，在两端均有放大环节。 扬声器扬声器 ( (a) ) 调幅方式调幅方式 ( (2) ) 无线通信无线通信 调制方式可分为调制方式可分为 幅度调制幅度调制( (am) ) 角度调制角度调制 调频调频( (fm) ) 调相调相( (pm) ) 将低频信号将低频信号“加加”到高频载波信号的幅度上到高频载波信号的幅度上 amuaum uc 高频载高频载 波信号波信号 低频调低频调 制信号制信号 调幅后调幅后 信号信号 ( (b) ) 调频方式调频方式 ( (2) ) 无线通信无线通信 低频信号将导致高频载波瞬时频率的变化低频信号

11、将导致高频载波瞬时频率的变化 fmufum uc 高频载高频载 波信号波信号 低频调低频调 制信号制信号 调频后调频后 信号信号 调频方式与调幅方式相比，前者载波幅度恒定，抗干扰调频方式与调幅方式相比，前者载波幅度恒定，抗干扰 特性优于调幅方式。特性优于调幅方式。 ( (1) ) 数字通信系统数字通信系统 2. 按照传输信号分类按照传输信号分类 数字通信系统数字通信系统 模拟通信系统模拟通信系统 信信 源源 信信 源源 编编 码码 信信 道道 编编 码码 调调 制制 信信 道道 信信 道道 解解 码码 信信 源源 解解 码码 信信 宿宿 噪噪 声声 源源 解解 调调 变换器变换器 反变换器反变

12、换器 ( (2) ) 模拟通信系统模拟通信系统 噪声源噪声源 信源信源调制调制信道信道解调解调信宿信宿 以语音信号通信为例，发话者为信源，发话器将语音信号以语音信号通信为例，发话者为信源，发话器将语音信号 转换成电信号，由于其频率低，故称为基带信号。为适应频带转换成电信号，由于其频率低，故称为基带信号。为适应频带 信道传输，需要用调制器把语音基带信号变换为占有一定频率信道传输，需要用调制器把语音基带信号变换为占有一定频率 范围的频带信号，该信号通过信道被传输到接收端，由解调器范围的频带信号，该信号通过信道被传输到接收端，由解调器 恢复成基带信号，受话器完成电声交换，恢复原始信号并将其恢复成基带

13、信号，受话器完成电声交换，恢复原始信号并将其 传给受话者，即音宿。传给受话者，即音宿。 与数字通信系统相比，模拟通信系统优点是频带利用率高，与数字通信系统相比，模拟通信系统优点是频带利用率高， 缺点是抗干扰能力差，不易保密，设备不易大规模集成，故发缺点是抗干扰能力差，不易保密，设备不易大规模集成，故发 展不如数字通信系统快。展不如数字通信系统快。 微波站微波站微波站微波站中继站中继站 通信通信 网网络络 通信通信 网网络络 ( (a) ) 层绞式层绞式( (b) ) 单位式单位式( (c) ) 骨架式骨架式( (d) ) 带状式带状式 外层外层 纤芯纤芯 光端机或光端机或 关口站关口站 光端机

14、或光端机或 关口站关口站 光缆光缆光缆光缆 再生站再生站 通信通信 网络网络 通信通信 网络网络 地面站地面站地面站地面站 地面通地面通 信网络信网络 地面通地面通 信网络信网络 跟踪遥测跟踪遥测 指令系统指令系统 监控监控 管理系统管理系统 地面站地面站 系统系统 地面站地面站 系统系统 通信业务通信业务 控制中心控制中心 覆盖覆盖 重叠区重叠区 覆盖覆盖 盲区盲区 同步轨道是卫星处于赤道上空同步轨道是卫星处于赤道上空35860km处的圆形轨道，卫处的圆形轨道，卫 星在这个轨道上绕地球一周的时间为星在这个轨道上绕地球一周的时间为24小时，卫星与地球处于小时，卫星与地球处于 相对静止状态，两者

15、同步运行，这种卫星也称同步卫星。相对静止状态，两者同步运行，这种卫星也称同步卫星。 三颗同步卫星可把地球除极地以外的地区覆盖，实现全球三颗同步卫星可把地球除极地以外的地区覆盖，实现全球 通信。通信。 1. 无线电寻呼系统无线电寻呼系统 发射台发射台 公用公用 电话网电话网 2341 发射台发射台 1541 无线寻呼中心无线寻呼中心 以及发射台以及发射台 2. 公用移动电话系统公用移动电话系统 移动电移动电 话局话局 车载台车载台 手持机手持机 基站基站 至公用至公用 电话网电话网 公用公用 电话网电话网 转换器转换器 手手 持持 机机 3. 集群系统集群系统 4. 无绳电话系统无绳电话系统 集群系统是集群移动通信系统的简称，属于调度性专用网。集群系统是集群移动通信系统的简称，属于调度性专用网。 集群包含两个方面：一是将各单位或各部门所需的基站及控制集群包含两个方面：一是将各单位或