第八章 常见的通信系统与网络

1、第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社通信技术基础主编：于宝明 王钧铭主审：宫锦文新世纪高职高专通信类课程规划教材新世纪高职高专通信类课程规划教材国家级精品课件配套教材国家级精品课件配套教材大连理工大学出版社第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.1卫星通信系统卫星通信系统8.1.1基本概念基本概念 卫星通信（卫星通信（satellite communication）是指利用通信卫星是指利用通信卫星作为中继站的中继通信方式。作为中继站的中继通信方式。 静止卫星或同步卫星的位置相对于地面站来说是静止的。静止卫星或同步卫星的位置相对于地面站来说是静止的。地球同步轨道位于赤道上空（

2、0纬度）距地球表面35860km。在这个轨道上的物体绕地球一周的时间为24小时，每颗同步卫星的最大可通信覆盖区域为直径16970km（地球表面），三颗同步卫星按120 间隔配置可以使整个地球除两极外的所有地区都处于同步卫星的覆盖区。 移动卫星或非同步卫星的位置相对于地面站来说是在运移动卫星或非同步卫星的位置相对于地面站来说是在运动的。动的。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社通信卫星运行通信卫星运行HEOLEOGEO35860km第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社1卫星通信（卫星通信（satellite communication）是指利用通信卫是指利用通信卫星作为中继站

3、的中继通信方式星作为中继站的中继通信方式2静止卫星或静止卫星或同步卫星同步卫星的位置相对于地面站来说是静止的的位置相对于地面站来说是静止的3移动卫星移动卫星或非同步卫星的位置相对于地面站来说是在运动或非同步卫星的位置相对于地面站来说是在运动的的卫星覆盖区域第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社.2卫星通信系统的组成卫星通信系统的组成卫星通信系统包括空间和地面两大部分。卫星通信系统包括空间和地面两大部分。 空间部分空间部分主要是转发器和天线，并且一颗通信卫星可以有多个转发器，但通常

4、这些转发器会共用一部或少量几部天线； 地面部分地面部分也就是地球站的主体部分，主要是大功率的无线电发射机、高灵敏度接收机和高增益天线等，一颗卫星可以与多个地球站进行通信。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社空空间间分分系系统统跟跟踪踪遥遥测测指指令令分分系系统统监监控控管管理理分分系系统统地地面面站站分分系系统统地地面面站站分分系系统统第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社卫星转发器卫星转发器 转发器转发器（TransponderTransponder）是通信卫星中直接起中继作用）是通信卫星中直接起中继作用的部分，是通信卫星的主体。的部分，是通信卫星的主体。它接收和放大来自各

5、地面站的信号，经频率变换后再发回地面，所以它实际上是一部高灵敏度、宽频带、大功率的接收与发射机。转发器的工作方式是异频全双工，接收与发射的信号频率不同，通常收发共用天线，由双工器进行收发信号的分离。 对卫星转发器的基本要求是：对卫星转发器的基本要求是：以最小的附加噪声和失真，并以足够的工作频带和输出功率来为各地面站有效而可靠地转发无线电信号第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社卫星地面发射站卫星地面发射站 卫星地面发射站的主要设备如图所示。来自地面数字通信网的数据基带信号，经过基带处理后都加到调制器。对基带信号的处理主要有加密、差错控制编码、扩频编码等 。调制器 中频放大器 上变频器

6、自动功率 控制 发射波合成 低电平放大 激励器 大功率放大器 馈线基带（基群）信号地面站大功率发射系统组成框图双工器 馈线 至接收机第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社调制方式调制方式 早期的数字卫星通信系统主要采用早期的数字卫星通信系统主要采用2PSK调制方式，它调制方式，它的特点是在较低的信噪比条件下仍能保持较低的误码率，的特点是在较低的信噪比条件下仍能保持较低的误码率，但主要的缺点是频率利用率不高。但主要的缺点是频率利用率不高。 随着人们对通信容量需求的增加及卫星转发器输出功率的提高，提高频率利用率成为选择调制方式的主要目标，开始使用了多进制相移键控技术（多进制相移键控技术（M

7、PSK）以及各种改进的调制方式如参差四进制相移键控SQPSK、最小频移键控MSK等。目前这几种调制方式都有应用的实例。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社地球站的天线地球站的天线 地球站选用方向性好、增益高的天线既可以在发射信号时将尽可能多的能量集中到卫星上，又可以在接收时从卫星方向获得更多的信号能量，同时由于天线的方向性好，可以有效地抑制来自其它方向的干扰。因此天线是影响卫星地球站性能的重要设备。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社卫星地面接收机卫星地面接收机 卫星地面接收机的作用是接收来自卫星转发器的信号。卫星地面接收机的作

8、用是接收来自卫星转发器的信号。地面站接收系统的灵敏度必须很高，才能从干扰和噪声地面站接收系统的灵敏度必须很高，才能从干扰和噪声中把微弱信号提取出来，并加以放大和解调。中把微弱信号提取出来，并加以放大和解调。馈电设备 低噪声放大器 传 输放大器晶体管 放大器接收波分 离 下 变频器中 频放大器解调器 基带转换设备地面站接收系统组成方框图馈线第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社.3卫星通信的工作频段卫星通信的工作频段 C波段（波段（4/6GHz）和）和Ku（12/14GHz）波段）波段 下行频率（从卫星到地面），频率范围为下行频率（从卫星到地面），频率范围为C波段波段3.

9、74.2GHz，Ku波段波段11.712.2GHz， 上行频率（从地面到卫星），频率范围为上行频率（从地面到卫星），频率范围为C波段波段5.9256.425GHz，Ku波段波段14.014.5GHz， 卫星转发器的总带宽为卫星转发器的总带宽为500MHz。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社.4多址联接技术多址联接技术 多址连接是卫星通信的显著特点。所谓所谓多址连接多址连接方式，方式，简单地说，就是许多个地面站通过共同的通信卫星实现简单地说，就是许多个地面站通过共同的通信卫星实现覆盖区域内相互联接，同时建立各自的信道，而无需地覆盖区域内相互联接，同时建立各自的信道，而

10、无需地面的中间转接。面的中间转接。 多址连接方式有频分多址（频分多址（FDMA）、时分多址）、时分多址（TDMA）、空分多址（）、空分多址（SDMA）和码分多址（）和码分多址（CDMA）方式。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社 长途电话局 多路复用设备 地面发射机 地面接收机 解复用设备 长途电话局 fA fAfB fB 地面站 A地面站 B 地面站 C 地面站 DfA fB fC fD fEfA fB fC fD fE 转发器带宽（下行线） 转发器带宽（上行线）频分多址方式频分多址方式第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社时分多址方式时分多址方式 第8章 常见的通信系统与

11、网络大连理工大学出版社 PCM编码器 PCM译码器 线 路 终 端 装 置 时分多址控制装置PSK 调制器 PSK 解调器 发射机 接收机 PCMTDMPSKTDMA 方式第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社空分多址方式卫星上有多个波束指向不同的区域。各区域之间相互不干扰，可以使用相同的频率、时间进行工作，但区域内部仍要采用频分或时分进行多址通信。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社码分多址（码分多址（CDMACDMA）方式）方式 利用自相关性非常强而互相关性比较低的周期性码序列作为地址信息（称为地址码），对被用户信息调制过的已调波进行再次调制使其频谱大为展宽（称为扩频调制

12、）；经卫星信道传输后，在接收端以本地产生的已知的地址码为参考，根据相关性的差异对收到的所有信号进行鉴别，从中将地址码与本地地址码完全一致的宽带信号还原为窄带而选出，其它与本地地址码无关的信号则仍保持或扩展为宽带信号而滤去（称为相关检测或扩频解调），这就是码分多址的基本原理。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社实现条件实现条件要有数量足够多、相关特性足够好的地址码，使系统中每个站都能分配到所需的地址码。必须用地址码对待发信号进行扩频调制，使传输信号所占频带极大地展宽（一般应达几百倍以上）。在码分多址通信系统中的各接收端，必须有本地地址码（简称本地码）。第8章 常见的通信系统与网络大连

13、理工大学出版社特点特点抗干扰能力强较好的保密通信能力 实现多址联接较灵活方便。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.2 GSM蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统 GSM原意是“移动通信特别小组移动通信特别小组”（Group Special Mobile），但随着设备的开发和数字蜂窝移动通信网的建立，GSM逐步成为欧洲数字蜂窝移动通信系统的代名词。欧洲专家们将GSM摇身一变，重新命名为“Global System for Mobile Communications”变成了“全球移动全球移动通信系统通信系统”的简称。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社 1982年欧洲邮电主管

14、部门会议（CEPT）建立了移动通信特别组（GSM），着手进行泛欧蜂窝移动通信系统的标准工作。1985年提出了GSM系统的二项主要设计原则，也就是GSM系统的主要特点： 话音和信令都采用数字信号传输；话音和信令都采用数字信号传输； 数字话音的传输速率降低到数字话音的传输速率降低到16kbit/s或更低；或更低； 采用时分多址方式（采用时分多址方式（TDMA）。）。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.2.1 GSM系统的主要参数下行线（由基站发向移动用户）下行线（由基站发向移动用户）935960MHz 上行线（由移动用户发向基站）上行线（由移动用户发向基站）890915MHz 25

15、MHz，每个频分多址信道带宽，每个频分多址信道带宽200kHz，信道总速率为，信道总速率为270.83kbit/s，调制方式为，调制方式为GMSK，调制指数，调制指数0.3。采用采用TDMA技术，在一个信道内每帧技术，在一个信道内每帧8个时隙，每个时隙信道比特率为个时隙，每个时隙信道比特率为22.8kbit/s，可传送，可传送一路数字语音信号或数据，数据传输速率为一路数字语音信号或数据，数据传输速率为9.6kbit/s。 全双工。全双工。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.2.1 GSM系统的主要参数采用规则脉冲激励线性预测（采用规则脉冲激励线性预测（RPE-LPT）编码，每一路

16、语音信号的编码率为）编码，每一路语音信号的编码率为13kbit/s。跳频跳频217跳跳/s，交错信道编码，自适应，交错信道编码，自适应均衡，判决反馈自适应均衡器（均衡，判决反馈自适应均衡器（16S以上）。以上）。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社补充：补充：GSM号码号码移动用户号码（移动用户号码（MSISDN） CC为国家码，中国为为国家码，中国为86。NDC为国内目的码，每个用户有一个为国内目的码，每个用户有一个NDC。SN为移动用户号码。为移动用户号码。 国内移动用户的ISDN号为一个11位数字的等长号码：其中是数字蜂窝移动业务接入号例如“中国电信”的移动业务接入号为1351

17、39，“中国联通”的移动业务接入号为130、131、133。HLR 识别号，其中由主管部门统一规定，可由各省主管部门确定。SN由各HLR自行分配。 CCNDCSNMSISDN号码第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社国际移动用户识别码（国际移动用户识别码（IMSI） 是数字是数字PLMN网中惟一地识别一个移动用户的号码，为网中惟一地识别一个移动用户的号码，为一个一个16位数字的号码位数字的号码 。MCCMNCMSINNMSIIMSI3个数字1或2 个 数字（m。 插入码：插入码：把输入 原码以m比特为一组，在每组的第m位之后插入一码，组成m+1个码一组的线路码。第8章 常见的通信系统与

18、网络大连理工大学出版社.6光接收机光接收机光 电检测器放大均衡判决AGC时钟恢复电路解码解扰码 型反变换光信号接收电路信道解码电路光信号电信号光光接接收收机机组组成成框框图图第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社光电检测器光电检测器光电检测器的作用光电检测器的作用:将来自于光纤的光信号转换成电流。将来自于光纤的光信号转换成电流。两种半导体二极管：两种半导体二极管：PIN管管半导体雪崩光电二极管（半导体雪崩光电二极管（APD）半导体材料半导体材料在在0.85 m波段主要是用硅半导体材料做光电二极管波段主要是用硅半导体材料做光电二极管;而在而在1.35 m波段主要是用锗半导

19、体材料。波段主要是用锗半导体材料。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社光接收电路光接收电路光接收电路的功能有三个：光接收电路的功能有三个： 低噪声放大 给光电二极管提供稳定的反向偏压 自动增益控制 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社信道解码器信道解码器 信道解码器是与发端的信道编码器完全对应的电路，即包含了解密电路、解扰电路和码型反变换电路。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社.7中继器与参铒光纤放大器中继器与参铒光纤放大器中继器中继器 中继器的作用是接收已衰减的光信号，将其转换成等效的可以重新放大、整形、定时的电信号，然后再重新转换成向光纤输送

20、的光信号。 光 电 检测 器 前 置 放大 器 主 放大 器 均 衡器 判 决器 驱 动电 路 光 源 APC 定 时提 取 AGC 电 源 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器 掺铒光纤放大器是利用光纤的非线性效应制作的。当光纤输入功率大到一定程度时，光纤对光的传输不再是线性关系。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社掺铒光纤掺铒光纤普通光纤普通光纤普通光纤普通光纤普通光纤普通光纤第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社.8波分复用技术波分复用技术定义：定义： 在一根光纤中传输多个波长的光载波在一根光纤中传输多个波长的光载波

21、特点：特点： 类似于无线信道中的频分多路复用类似于无线信道中的频分多路复用目的：目的： 提高光纤线路的利用率提高光纤线路的利用率第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社R2T2T1R2光纤F1F1 波分复用原理图第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社123545520Gbps信号解复用时钟10Gbps接收 =0.6nmPC单模光纤 150km在线中继器偏振控制色散补偿光纤前置放大外调制器光放大器55 波分传输系统第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.4计算机网络计算机网络 通信网络（通信网络（Communication Network)：就是将通信终端、：就是将通信终

22、端、转接点和通信链路相互连接、实现两个以上通信终端之转接点和通信链路相互连接、实现两个以上通信终端之间信号传输的通信体系，这是包括终端设备、传输设备、间信号传输的通信体系，这是包括终端设备、传输设备、交换设备和网络技术的综合系统，旨在向用户提供各种交换设备和网络技术的综合系统，旨在向用户提供各种通信服务。通信服务。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社 当前网络正在经历一场变革，逐步由支持单一的话音、数据、图像的网络转变为多媒体网络，并且网络的规模与覆盖范围也在不断扩大。各种网络协议的产生使通信在更大的范围内实现了标准化，典型的例子是TCP/IP协议为全球各类数据网的互联提供了基础平台

23、。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.4.1 ISO/OSI 模型模型8.4.1 分层结构与分层协议 分层结构的概念 经理 A邮政车 秘书收发员邮递员经理 B秘书收发员邮递员邮递员第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社 OSI(开放式系统互连参考模型开放式系统互连参考模型)是对怎样在电讯网络中任意两个点是对怎样在电讯网络中任意两个点之间传输信息的参考模型的一种标准描述。之间传输信息的参考模型的一种标准描述。它的目的是指导产品实现者以便他们的产品能够始终与其他的产品合作。现在此模型已成为一個主要的结构模型用于计算机之间和网络间的通信。目前使用的大多数网络通信协议都基于 OS

24、I 模型的结构。OSI 将其定义为七层，即将网络计算机中有关活动信息的任务划分为七个更小、更易于处理的任务组。一个任务或任务组被分配到一个 OSI 层。每一层都是独自存在的，因此分配到各层的任务能够独立地执行。这样使得由其中某层提供的解决方案能够在不影响其他层的情况下被更新。 “开放开放”这个词表示：只要遵循这个词表示：只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接标准的其他任何系统进行连接 8.4.1 OSI模型模型第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.4.1 ISO/OSI 模型模型

25、报 文报 文报 文报 文分 组帧比 特系统OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层协议数据单元7654321层次物理层物理层 控制节点与信道的连接，控制节点与信道的连接，提供物理通道和物理连接以及同步。提供物理通道和物理连接以及同步。实现比特信息的传输。物理层协议实现比特信息的传输。物理层协议规定规定“0”和和“1”的电平是几伏，一的电平是几伏，一个比特持续多长时间，数据终端设个比特持续多长时间，数据终端设备（备（DTE）与数据传输设备（）与数据传输设备（DCE）接口采用的接插件的形式等等。一接口采用的接插件的形式等等。一个物理层协议的典型例子是个物理层协议的典型例子是RS

26、232C。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.4.1 ISO/OSI 模型模型数据链路层数据链路层 是两个通信实体之间一条点点式信是两个通信实体之间一条点点式信道。包括数据传输设备和数据终端道。包括数据传输设备和数据终端设备。数据链路层协议保证数据块设备。数据链路层协议保证数据块从数据链路的一端正确地传送到另从数据链路的一端正确地传送到另一端，使用差错控制技术来纠正传一端，使用差错控制技术来纠正传输差错。输差错。报 文报 文报 文报 文分 组帧比 特系统OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层协议数据单元7654321层次第8章 常见的通信系统与网络大连理工大

27、学出版社8.4.1 ISO/OSI 模型模型网络层网络层 用于控制通信子网的运行，管理从用于控制通信子网的运行，管理从发送节点到收信节点的虚电路。协发送节点到收信节点的虚电路。协议规定网络节点和虚电路的一种标议规定网络节点和虚电路的一种标准接口，完成网络连接的建立、拆准接口，完成网络连接的建立、拆除和通信管理，包括路由选择、信除和通信管理，包括路由选择、信息流控制、差错控制以及多路复用息流控制、差错控制以及多路复用等。等。报 文报 文报 文报 文分 组帧比 特系统OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层协议数据单元7654321层次第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出

28、版社传输层传输层 是主计算机是主计算机-主计算机层，或者说端主计算机层，或者说端-端传输控制层。传输层的主要功能端传输控制层。传输层的主要功能是建立、拆除和管理传送连接。是建立、拆除和管理传送连接。报 文报 文报 文报 文分 组帧比 特系统OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层协议数据单元7654321层次第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社会话层会话层 是用户进网的接口，着重解决面向是用户进网的接口，着重解决面向用户的功能，例如会话建立时，双用户的功能，例如会话建立时，双方必须核实对方是否有权参加会话，方必须核实对方是否有权参加会话，由哪一方支付通信费用，在各

29、种选由哪一方支付通信费用，在各种选择功能方面取得一致。择功能方面取得一致。报 文报 文报 文报 文分 组帧比 特系统OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层协议数据单元7654321层次第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社表示层表示层 主要解决用户信息的语法表示问题。主要解决用户信息的语法表示问题。表示层将数据从适合于某一用户的表示层将数据从适合于某一用户的语法，变换为适合于语法，变换为适合于OSI系统内部系统内部使用的传送语法。使用的传送语法。报 文报 文报 文报 文分 组帧比 特系统OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层协议数据单元765

30、4321层次第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社应用层应用层 假定网络上有很多不同形式的终端，假定网络上有很多不同形式的终端，各种终端的屏幕格式都不同，应用各种终端的屏幕格式都不同，应用层就要设法转换。层就要设法转换。 报 文报 文报 文报 文分 组帧比 特系统OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层协议数据单元7654321层次第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社处理数据格式处理数据格式提供应用程序间通信提供应用程序间通信建立，维护和管理会话建立，维护和管理会话端到端的连接端到端的连接寻址和路由选择寻址和路由选择介质访问，链路管理介质访问，链路管理比特

31、流传输比特流传输1物 理 层2数据链路层4传 输 层3网 络 层5会 话 层7应 用 层6表 示 层第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层通信媒介报 文报 文报 文报 文分 组帧比 特网络层网络层链路层物理层链路层物理层系统A系统BOSI模型下的文件传输应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层协议数据单元7654321层次第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社 上页图是两台计算机之间的通信过程。一个用户以它的文字处理程序向A计算机的应用层发布文件传送命令，应用层将其送到表示层，在这一层上对数据的格式进行修改，然后数据被送到会话层，在这

32、里请求与目标进行连接，并将数据送到传输层。传输层为了便于数据的传输将整个文件分成若干个可管理的数据块并送到网络层。网络层选择数据的路由后数据被送到数据链路层。链路层要在数据上加一些额外的信息以便于接收端进行检错与纠错。最后，这些数据被送到物理层，物理层形成数据波形，通过物理信道发向目标计算机。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社OSI模型的优点和目的模型的优点和目的 OSI是一个描述性的模型。它超越了具体的物理实体或软件,从理论上讲解决了不同计算机及外设，不同的计算机网络中间的相互通信的问题，成为计算机网络通信标准。 OSI模型的优点可以概括为以下几点:简化相关的网络操作简化相关的

33、网络操作提供即插既用的兼容性和不同厂商之间集成的标准化接口。提供即插既用的兼容性和不同厂商之间集成的标准化接口。使工程师们能专注于设计和优化不同的网络互连设备的互操作性。使工程师们能专注于设计和优化不同的网络互连设备的互操作性。防止一个区域的网络变化影响另一个区域的网络，因此，每一个防止一个区域的网络变化影响另一个区域的网络，因此，每一个区域的网络都能单独快速地升级。区域的网络都能单独快速地升级。把复杂的网络连接问题分解成小的简单的问题，易于学习的操作把复杂的网络连接问题分解成小的简单的问题，易于学习的操作 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社TCP/IP协议模型协议模型 TCP/I

34、P协议模型是一种简单实用的网络标准，它现在广泛的应用于Internet中以及局域网中，一般的操作系统到支持这种协议。 TCP/IP协议可以把整个网络分成四层。协议可以把整个网络分成四层。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社应用层物理层 数据链路层网络层传输层会话层表示层OSI参考模型TCP/IP模型应用层 网络接口层网络层传输层第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社TCP/IP协议的应用层协议的应用层应用层网络接口层网络层传输层超文本传输HTTP文件传输 FTP电子邮件SMTP远程登录 Telnet 网络管理SNMP域名管理 DNS应用层应用层 对应于对应于OSIOSI的的上

35、三层，包含面向上三层，包含面向网络用户的大量协网络用户的大量协议实现议实现 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社8.4.2计算机局域网计算机局域网 计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机计算机网络通俗地讲就是由多台计算机（或其它计算机网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在网络设备）通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。一起组成的。计算机网络的组成基本上包括：计算机网络的组成基本上包括： 计算机计算机 网络操作系统网络操作系统 传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网传输介质（可以是有形的，也可以是无形的，如无线网络的传输介质就是空气）络的传输介

36、质就是空气） 应用软件应用软件第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社计算机网络分类计算机网络分类 从地理范围划分是一种大家都认可的通用网络划分标准。按这种标准可以把各种网络类型划分为局域网、局域网、城域网、广域网和互联网城域网、广域网和互联网四种第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社局域网（局域网（ LAN ，Local Area Network） 在局部地区范围内的网络，它所覆盖的地区范围较小。在局部地区范围内的网络，它所覆盖的地区范围较小。特点是连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。地理距离上一般来说可以是几米至10公里以内。LAN 有“中心控制”和“分布式控制”这样

37、两个不同形式的控制方式。 中心控制需要一个单个的设备来控制整个网络中心控制需要一个单个的设备来控制整个网络。 缺点：缺点：一旦控制器故障将会使整个网络瘫痪。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社 现行大多数LAN都采用分布式控制，接入网络的所有设备实际上管理着网络，无须中心设备。 优点：优点：分布式控制的一个优点是在增加新的用户时，只需安装接口卡和软件，并将PC机接到网络中而无须向中心处理器或控制器说明，因此网络的扩展很容易。 缺点：缺点：分布式控制的主要缺点是如果一个设备故障，可能会导致整个网络无序。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社城域网（城域网（MAN，Metrop

38、olitan Area Network） 这种网络一般来说是在一个城市，但不在同一地理小区范围内的计算机互联。这种网络的连接距离可以在10100公里。 城域网多采用城域网多采用ATM技术做骨干网。技术做骨干网。ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。ATM包括一个接口和一个协议，该协议能够在一个常规的传输信道上，在比特率不变及变化的通信量之间进行切换。ATM也包括硬件、软件以及与ATM协议标准一致的介质。ATM提供一个可伸缩的主干基础设施，以便能够适应不同规模、速度以及寻址技术的网络。ATM的最大缺点就是成本太高 。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社广

39、域网（广域网（WAN，Wide Area Network） 这种网络也称为远程网，所覆盖的范围比城域网（MAN）更广，它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联，地理范围可从几百公里到几千公里。 因为距离较远，信息衰减比较严重，所以这种网络一般是要租用专线，通过IMP（接口信息处理）协议和线路连接起来，构成网状结构，解决循径问题。这种城域网因为所连接的用户多，总出口带宽有限，所以用户的终端连接速率一般较低 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社互联网（互联网（Internet） 互联网又因其英文单词“Internet”的谐音，又称为“英特网”。无论从地理范围，还是从网络规模来讲它

40、都是最大的一种网络，就是我们常说的“Web”、“WWW”和“万维网”等多种叫法。从地理范围来说，它可以是全球计算机的互联，这种网络的最大的特点就这种网络的最大的特点就是不定性是不定性，整个网络的计算机每时每刻随着人们网络的接入在不变的变化。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社以太网（以太网（EtherNet） 以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网（1000 Mbps）和10G以太网，它们都符合IEEE802.3系列标准规范。 标准以太网标准以太网 ：最开始以太网只有10Mbps的吞吐量，通常把这种最早期的10Mbps

41、以太网称之为标准以太网。 快速以太网（快速以太网（Fast Ethernet）：传输速率为100Mbps的以太网。 千兆以太网（千兆以太网（GB Ethernet） ：提供了1000Mbps的数据带宽。 10G以太网以太网 ：提供了10Gbps的数据带宽。 10G以太网仍使用与以往10Mbps和100Mbps以太网相同的形式，它允许直接升级到高速网络。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社无线局域网（无线局域网（Wirress Local Area Network；WLAN） 无线局域网与传统的局域网主要不同之处就是传输主要不同之处就是传输介质不同介质不同，传统局域网都是通过有形的传

42、输介质进行连接的，如同轴电缆、双绞线和光纤等，而无线局域网则是采用空气作为传输介质的。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社3 LAN的拓朴结构的拓朴结构 在星型布线环型网中，HUB内是一个微小的环，数据在环内单向流动，经过每一个用户后都要回到HUB内。ABCDEHUB数据流星形结构环形网第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社 在星型布线总线网中，HUB内部是一个微型的总线，从逻辑上讲，网络仍然是一个总线网，因为HUB并没有为信息选择路由。每个信息被送到HUB，HUB再将信息发向每个用户，用户是否读出和处理信息取决于消息头上的地址。 ABCDEFGHHUB星形结构总线网第8章

43、 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社基带与频带传输基带与频带传输 基带LAN直接在电缆上发送数字信号，而频带LAN通过对载波（电或光）的调制传送数据。 基带基带LAN运行成本低，但容量与传输距离有限。频带运行成本低，但容量与传输距离有限。频带LAN虽然建造与维护费用较高，但能提供高带宽传输且虽然建造与维护费用较高，但能提供高带宽传输且不太受地面长度的限制。不太受地面长度的限制。第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社4 LAN的媒质接入控制方式的媒质接入控制方式竞争竞争 允许设备在线路空闲时发送数据，如果线路忙，设允许设备在线路空闲时发送数据，如果线路忙，设备应在发送之前等待。备应在发送之前等待。由于LAN使用高带宽传输且信息长度较短，竞争方式是有效的。 偶尔地两台设备会出现同时向外发送数据的现象，这时就产生了“冲突”，冲突使数据丢失，网络退出冲突的方式取决于接入方式。如果有太多的设备接入到网络中参与竞争，或有几个设备发送过长的数据都会使冲突频繁，网络性能变坏。 第8章 常见的通信系统与网络大连理工大学出版社随机接入随机接入 设备可以随意地发送数据，在这种方式下，设备