《物联网技术》课件-第2章 网络与通信

物联网技术

InternetofThings2025/9/17北京物资学院信息学院1第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院22.1

传统网络技术2.2

现场总线技术2.3

无线网络技术2.4

卫星通信2.5

移动通信技术2.6

泛在网络第2章网络与通信本章重点★了解局域网、因特网相关知识和应用，熟悉IPv6

★了解现场总线基本概念★掌握无线网络技术★熟悉卫星通信原理和现代移动通信技术★了解泛在网络相关知识2025/9/17北京物资学院信息学院3第2章网络与通信2.1.1

计算机网络概述1.计算机网络分类计算机网络依据覆盖范围分为：个域网（PersonalAreaNetwork，PAN）；局域网（LocalAreaNetwork，LAN）；城域网（MetropolitanAreaNetwork，MAN）；广域网（WideAreaNetwork，WAN）。2025/9/17北京物资学院信息学院42.1

传统网络技术(1)个域网个域网使得设备可以在个人之间进行通讯，用来连接距离相当近的个人数字设备，这种连接不需要使用电线和电缆。例如用蓝牙在两台具有蓝牙模块的电子设备之间传输信息或者从笔记本向便携式打印机无线传输数据。(2)局域网局域网是连接有限的计算机的通信网络，它传输距离比较近，规模较小，一般不超过10km，但传输速率高，误码率低，传输延时短，而且同时使用多种有线和无线技术。2025/9/17北京物资学院信息学院5第2章网络与通信第2章网络与通信(3)城域网城域网是介于局域网和广域网之间的一种进行声音和数据传输的高速网络，通常覆盖一个城市或者地区，覆盖范围从几十千米到上百千米。(4)广域网广域网能覆盖大面积的地理区域，通常由许多小型网络联合组成，覆盖几个城市、国家，乃至全球的区域，如Internet就是一种广域网。2025/9/17北京物资学院信息学院6第2章网络与通信四种网络的比较2025/9/17北京物资学院信息学院7传输距离（数量级）应用范围相关技术PAN1m-10m平方米以内蓝牙、红外LAN10m-1km房间、建筑物、校园以太网、蓝牙、Wi-Fi、ZigBeeWAN10km-50km城市WiMAXWAN100-1000km国家、洲ATM、帧中继、SDH网络还可以依据网络拓扑学分为总线型网络、星型网络、环形网络、网状网络等。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院8第2章网络与通信2.

参考模型(1)OSI七层参考模型OSI/RM是开放式系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）的简称，共有七层，已成为指导网络发展方向的标准。2025/9/17北京物资学院信息学院9第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院10OSI七层参考模型第2章网络与通信OSI参考模型中层与层之间通过接口联系，上层通过接口向下层提出服务请求，下层通过接口向上层提供服务。两台计算机通过网络进行通信时，只有物理层可以通过介质直接进行数据传输，其它层必须通过通信协议。在七层模型中，低三层属于通信子网的范畴，主要通过硬件来实现，高三层属于资源子网的范畴，主要通过软件来实现，而传输层的作用是屏蔽具体通信细节，使得高层不需要了解通信过程只需要进行信息的处理。2025/9/17北京物资学院信息学院11第2章网络与通信TCP/IP是由一组通信协议组成的协议簇，其中TCP和IP是其中的两个主要协议，它是管理因特网和局域网数据传输的协议，现在已经发展为国际标准。TCP/IP参考模型也被称为DoD（DepartmentofDefenseModel）模型，分为四层，从上而下依次为：网络接口层（TheLinkLayer）网络互联层（InternetLayer）传输层（TransportLayer）应用层（ApplicationLayer）2025/9/17北京物资学院信息学院12(2)TCP/IP参考模型

第2章网络与通信OSI和TCP/IP参考模型有很多相同点，他们都基于一系列独立的协议，传输层以上都以应用为主导，OSI/RM和TCP/IP之间的关系如下表所示。OSI模型TCP/IP模型TCP/IP协议簇应用层应用层HTTP、SMTP、RTPDNS、FTP、SNMP表示层会话层传输层传输层TCP、UDP网络层网络互连层IP、ICMP数据链路层网络接口层DSL、SONET、802.11、Ethernet物理层2025/9/17北京物资学院信息学院13第2章网络与通信2.1.2

以太网

2025/9/17北京物资学院信息学院142.1

传统网络技术计算机网络主体包含许多网络类型，以太网便是其中重要的一员。同时，以太网（Ethernet）也是一种计算机局域网组网技术，电气与电子工程师协会（IEEE）制定的IEEE802.3给出了以太网的技术标准，以太网是目前应用最广泛的局域网技术。第2章网络与通信1.

以太网分类和传输介质

IEEE802.3定义了两个类别的标准，一个是基带，一个是宽带。以太网标准分为10Mbps以太网、百兆以太网（快速以太网）、千兆以太网（GigabitEthernet）、万兆以太网、十万兆以太网。以太网可以采用多种连接介质，包括同轴电缆、双绞线、光纤等。其中同轴电缆作为早期的布线介质已经逐渐被淘汰，双绞线多用在主机到集线器或交换机之间的连接，光纤则主要用于交换机间的级联和交换机到路由之间的连接。2025/9/17北京物资学院信息学院15第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院16第2章网络与通信通过传输介质，以太网采用带冲突检测的载波侦听多路访问（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD）技术进行数据传输。CS：载波减少冲突机会。MA：多址访问，监听，指在发送数据之前进行线路监听，以确保线路空闲，指每个站点发送的数据可以同时被多个站点接受。CD：冲突检测，指边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间后继续发送。检测原理是由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上的电压波动值超过正常值一倍，据此判断冲突的发生。2025/9/17北京物资学院信息学院17CSMA/CD规定了多台电脑共享一个信道的方发，当某台电脑需要发送信息时，必须遵守以下规则：(1)开始：如果线路空闲，则启动传输，否则转到第四步；(2)发送：如果检测到冲突，继续发送数据直到达到最小报文时间，再转到第四步；(3)成功传输：向更高层的网络协议报告发送成功,退出传输模式；(4)线路忙：等待，直到线路空闲；(5)线路进入空闲状态：等待一个随机的时间，转到第1步，除非超过最大尝试次数；(6)超过最大尝试传输次数：向更高层的网络协议报告发送失败，退出传输模式。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院18第2章网络与通信2.共享式以太网和交换式以太网

共享式以太网：10Base2/10Base5的总线型网络以集线器（Hub）为核心的星型网络。交换式以太网：在10Base-T和100Base-TX双绞线基础上发展起来的一种高速网络，它的关键设备就是交换机（Switch）。2025/9/17北京物资学院信息学院19第2章网络与通信共享式以太网因为共享传输介质，因此都是以半双工的方式工作的，而采用双绞线和交换机的交换式以太网能够实现全双工工作。如上图，A、B、C、D直接和交换机相连，构成交换式网段，同一时刻允许多站点间发送数据；而E、F、G通过集线器与交换机相连，构成共享式网段，在同一时刻只允许一个站点通信。2025/9/17北京物资学院信息学院20第2章网络与通信2.1

传统网络技术2.1.3

因特网因特网起源于美国的“五角大楼”，前身是美国国防部高级研究计划局支持研制的ARPANET，并在此后成为互联网发展的中心。Internet并不是单个网络，而是大量不同网络的集合，这些不同的网络使用一组公共的协议，并提供一组公共的服务。2025/9/17北京物资学院信息学院21第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院22第一层ISP第二层ISP因特网接入服务提供商终端系统/主机1.因特网体系第2章网络与通信2.因特网技术因特网技术包括接入技术和应用技术。Internet接入技术是用户与互联网间连接方式和结构的总称。根据接入后数据的传输速度可以分为宽带接入和窄频接入。常用的宽带接入方式有ADSL（非对称数字专线）、有线电视上网、光纤接入、无线宽带（使用IEEE802.11协议或者3G技术）接入、人造卫星宽带接入。常见窄频接入方式有电话拨号接入、窄频ISDN接入、GPRS/CDMA手机上网。网络应用技术是指与网络应用相关的技术，主要包括Web技术、网络安全技术、搜索技术、数据库技术、传输技术、流媒体技术、商务应用相关的技术等。2025/9/17北京物资学院信息学院23第2章网络与通信协议名解释DNSFTPHTTPPOP3SMTPTelnetDomainNameServer，域名服务FileTransferProtocol，文件传输协议HyperTextTransportProtocol，超文本传输协议PostOfficeProtocol3，邮局通信协议第三版SimpleMessageTransferProtocol，简单邮件传输协议远程登录TCPUDPTransmissionControlProtocol，传输控制协议UserDatagramProtocol，用户数据包协议IPInternetProtocol互联网协议3.因特网协议2025/9/17北京物资学院信息学院24第2章网络与通信2.1

传统网络技术2.1.4

IPV6IP地址空间随着Internet的发展只能支持很短的时间，需要把IPv4向着IPv6逐渐过渡，主要有以下原因：(1)IP地址空间的局限性：IP地址空间的危机由来已久，这是升级的主要动力。(2)性能：尽管IP表现得不错，但还存在改进空间。(3)安全性：长期以来人们认为网络的安全问题在网络协议的低层并不重要，都是把网络安全问题交给高层处理，但这并不能从根本上解决网络安全问题。(4)自动配置：IPv4节点的配置复杂。

2025/9/17北京物资学院信息学院25第2章网络与通信个

移动IPv6存在家乡链路和外地链路2025/9/17北京物资学院信息学院26第2章网络与通信2.2.1

现场总线概述现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。国际电工委员会（IEC）对现场总线一词的定义为：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术，主要应用于制造业、流程工业、交通、楼宇、电力等方面的自动化系统中。2025/9/17北京物资学院信息学院272.2

现场总线技术以现场总线为基础发展起来的全数字控制系统称为现场控制系统（FieldbusControlSystem，FCS）。各种现场总线：(1)基金会现场总线（FoundationFieldbus，FF）(2)控制器局域网络(ControllerAreaNetwork，CAN)(3)局部操作系统（LocalOperatingNetwork）(4)过程现场总线（ProcessFieldbus，PROFIBUS）(5)HART协议（HighwayAddressableRemoteTransducer）(6)设备网（DeviceNet）(7)ControlNet(8)P-NET等第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院28第2章网络与通信2.2.2

现场总线技术基础1.现场总线互连通信模型2025/9/17北京物资学院信息学院29OSI七层参考模型现场总线四层第2章网络与通信2.现场总线拓扑结构现场总线的网络拓扑结构有环形、总线型、星型以及几种类型的混合。环形拓扑结构中以令牌环形网最为典型，其特点是时延时间确定性好，缺点是成本较高。总线型网的优点是站点接入方便，可扩展性较好，成本较低，在轻负载的网络中基本没有时延，但在站点多、通信任务重时，时延明显加大，缺点是延时时间的不稳定性，对某些实时应用不利。星型网是总线网的一种变形，其优点是可扩展性好，有较宽的频带；缺点是站点间通信不方便，总线网的各站间争用使它不适合实时处理某些突发事件。2025/9/17北京物资学院信息学院30第2章网络与通信3.现场总线数据操作模式从现场总线的数据存取、传送和操作方法来分有四种工作模式：(1)对等（PeertoPeer，P2P）(2)主/从（Master/Slave）(3)客户/服务器模式（Client/Server，C/S）(4)网格计算结构（NetworkComputingArchitecture，NCA）2025/9/17北京物资学院信息学院31第2章网络与通信2.2.3

现场总线技术特点和体系结构特点现场总线把通信线一直延伸到生产现场或生产设备用于自动化的现场设备或仪表互连的现场通信网络。2025/9/17北京物资学院信息学院32第2章网络与通信1.现场总线技术特点现场总线的特点：(1)在体系结构上成功实现了串行连接，克服了并行连接的许多不足；(2)在技术层面上成功解决了开放竞争和设备兼容两大难题，实现了现场设备智能化和控制分散化两大目标。具体有以下几个方面：开放性、交互性、自治性、适应性。2.现场总线的体系结构特点：基础性、灵活性、分散性、经济性。2025/9/17北京物资学院信息学院33第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院34无线网络分类第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院352.无线局域网（WirelessLocalNetwork，WLAN）WLAN不使用任何导线或传输电缆连接的局域网，而使用无线电波作为数据传送的媒介，传送距离一般只有几十米。主要技术Wi-Fi，遵循IEEE802.11协议的一系列标准。无线局域网组成：站点（Station）基本服务单元（BasicServiceSet，BSS）分配系统（DistributionSystem，DS）接入点（AccessPoint，AP）扩展服务单元（ExtendedServiceSet，ESS）关口（Portal）等第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院363.无线城域网（WirelessMetropolitanAreaNetwork，WMAN）WMAN能够覆盖一个城市或覆盖到郊区的无线通信网络，在服务区域内的用户通过基站访问互联网等上层网络。无线城域网的主要技术是微波存取全球互通（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，WiMAX），传输距离可达上百千米，基站传输带宽可达75Mb/s。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院374.无线广域网（WirelessWideAreaNetwork，WWAN）WWAN连接地理范围较大，覆盖范围可达几十、几百千米，乃至一个国家或是一个洲。其目的是为了让分布较远的各局域网互连，它的结构分为末端系统（两端的用户集合）和通信系统（中间链路）两部分，其信号传播方式主要有两种：一种是信号通过多个相邻的地面基站接力传播，另一种是信号通过通信卫星传播。当前主要的广域网包括2G、2.5G和3G系统，以及发展起来的4G系统。2.3.2蓝牙技术蓝牙(Bluetooth)技术是一种短距离无线电技术。采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHzISM频段，针对物联网的应用特点，2014年12月2日发布的蓝牙4.2改善了数据传输速度（可达60Mbps）和隐私保护程度，并接入了该设备将可直接通过IPv6和6LoWPAN接入互联网。第2章网络与通信2.3

无线网络技术2025/9/17北京物资学院信息学院38第2章网络与通信2.3.3

ZigBee1.ZigBee概述

ZigBee是最近提出的一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据传输速率、低成本的双向无线通信技术，是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制而制定的。其有效传输距离从几米到几十米，是IEEE802委员会制定的适合无线控制和自动化应用的较低速率的WPAN技术之一，遵循IEEE802.11.4标准。2025/9/17北京物资学院信息学院39第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院40ZigBee相较于其他无线传输技术，最大特点就是低功耗和低成本，另外它可以与254个节点联网，在物流环境监测、工业监控、家庭应用和智能交通领域有很大的应用空间。具体地，ZigBee具备以下的技术特点：(1)低功耗(2)低成本(3)短时延(4)网络容量大(5)数据传输可靠(6)高安全性第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院41BlueTooth(802.15.1)Wi-Fi(802.11)IrDAZigBee(802.15.4)功

耗较大大小小电池寿命较短短长最长网络节点7302256或者更多传输距离10m100m定向1m1-100m传输速率1Mbps11Mbps16Mbps20/250kbps传输介质2.4GHz射频2.4GHz射频980nm红外2.4GHz射频无线传输技术性能比较第2章网络与通信

2.ZigBee协议栈ZigBee技术核心是运行于微控制器内部的一套软件，也称之为ZigBee协议栈。ZigBee协议栈按照OSI参考模型来建立，采用分层结构，每一层为上层提供一系列服务。数据实体提供数据传输服务，管理实体则提供所有其他的服务。所有的服务实体都通过服务接入点SAP（ServiceAccessPoint）为上层提供一个接口，每个SAP都支持一定数量的服务原语来实现所需的功能。2025/9/17北京物资学院信息学院42第2章网络与通信ZigBee协议栈模型2025/9/17北京物资学院信息学院43第2章网络与通信2.3.4ThreadThread是一种基于简化版IPv6的网状网络协议，通过IEEE802.15.4网络传输IPv6包。该协议由行业领先的多家技术公司联合开发，旨在实现家庭中各种产品间的互联，以及与互联网和云的连接。Thread易于安装、高度安全，并且可扩展到数百台设备。Thread基于低成本、低功耗的802.15.4芯片组开发。目前正在使用的大量产品，只需一次简单的软件升级，便可支持Thread。2025/9/17北京物资学院信息学院44Thread网络协议栈结构图2025/9/17北京物资学院信息学院45第2章网络与通信第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院46Thread协议栈的基本特性主要表现在以下6个方面。(1)网络的安装、启动、运行简单：Thread网络允许在必要的时候进行自我修复并解决路由问题，对于网络的形成、连接以及维护Thread协议都是很简单的。(2)安全性高(3)网络的规模可以是小型化的也可以是大型的(4)通信范围(5)无单点故障(6)低功耗Thread具有简单性，网络中只有两种不同的节点类型：RouterEligible和

EndDevice。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院47第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院482.3.56LowPANIETF组织于2004年11月正式成立了IPv6overLR-WPAN（简称6LowPAN）工作组，着手制定基于IPv6的低速无线个域网标准，6LoWPAN可实现在802.15.4连接上有效传输IPv6数据报。6LoWPAN

的基本功能支持包括如链路层的分片和重组、头部压缩、组播支持、网络拓扑构建和地址分配等的实现。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院496LowPAN第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院506LoWPAN具有以下一些特点：(1)普及性(2)适用性(3)更多地址空间(4)支持无状态自动地址配置(5)易接入(6)易开发第2章网络与通信2.3.6

Wi-Fi1.Wi-Fi标准Wi-Fi是在IEEE802.11标准上定义的无线网络技术，使用直接序列扩频调制技术在2.4GHz/5.8GHz频段实现无线传输。Wi-Fi包括很多标准，以b、a、g、n标识，其中一些标准是交叉兼容的，在同一个无线网络中可以使用不同的标准，下表列出了Wi-Fi的主要标准。不同的IEEE802.11各版本的差异主要体现在使用频段、调制模式、信道差分等物理层技术。2025/9/17北京物资学院信息学院51第2章网络与通信802.11协议频率(GHz)速度(Mb/s)覆盖范围调制模式802.11b2.4~2.4851130~90mDSSS802.11a5.1~5.8547.5~22.5mOFDM802.11g5.1~5.85430~45mDSSS或PFDM802.11n2.4~2.485或5.1~5.820030~45mOFDMWi-Fi主要标准2025/9/17北京物资学院信息学院52第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院532.WLAN总体架构在网络总体架构中，主要由无线接入网、数据网和支持网构成。无线接入网由室内型接入点（AP）、室外型AP、无线网桥等组成，再通过ADSL、LAN、WiMAX、3G、微波等多种方式接入，汇聚到城域网由网管系统进行管理维护，由认证计费服务器提供认证、计费等服务。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院54WLAN总体架构第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院553.Wi-Fi介质访问协议总体架构WLAN采用带冲突避免的载波监听多路访（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance，CSMA/CA）。其工作原理是当侦听到信道空闲时，维持一段时间后，再等待一段随机的时间依然空闲时，才发送数据包。由于各个设备的等待时间是分别随机产生的，由此可以减少冲突的可能性。并且在发送数据包之前，先发送一个很小的RTS（RequesttoSend）帧给目标端，等待目标端回应CTS（CleartoSend）帧后，才开始传送。同时由于RTS帧与CTS帧都很小，让传送的无效开销变小，相当于预约信道，提高无线传输的效率。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院564.Wi-Fi优势与不足Wi-Fi与有线接人技术相比，其特点和优势主要体现在用户移动性。此外还有：(1)建设方便性(2)投资经济性(3)传输速度快(4)健康安全但Wi-Fi也存在一些不足，如传输质量的不稳定性和安全性。另外，Wi-Fi用基于用户的认证加密体系来提高安全性，其安全性和数据的保密性都不如有线接入方式。第2章网络与通信2.3.7

WiMAX1.WiMAX关键技术WiMAX即微波存取全球互通，是IEEE802.16技术在市场推广时采用的名称，也是IEEE802.16d/e技术的别称。WiMAX技术旨在为广阔区域内的无线网络用户提供高速的无线数据传输服务。(1)协议体系WiMAX的物理层和MAC层基于IEEE802.16工作组中开发的系列无线城域网技术。2025/9/17北京物资学院信息学院57第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院58WIMAX协议栈参考模型MAC层独立于物理层，能支持多种不同的物理层规范，以适应各种应用环境。IEEE802.16MAC层从高到低分为三个子层：特定服务汇聚子层（CS）、公共部分子层（CPS）、安全子层（PS）在物理层方面，为了更好地使用带宽，802.16支持时分双工（TDD）和频分双工（FDD）模式，都采用突发格式发送，并定义了单载波、正交频分复用、正交频分多址三种不同的物理层调制技术。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院59第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院60(2)网状（Mesh）体系结构相对于IEEE802.16标准提出的点到多点体系结构，IEEE802.16a标准提出了适合于2~11GHz授权和非授权频率的Mesh体系结构，并为该体系结构定义了特定的MAC层业务和消息规范。(3)支持QoSWiMAX可以向用户提供具有QoS性能的数据、视频、IP电话（VoIP）业务。(4)无线安全IEEE802.16标准在MAC层的加密子层为无线接口定义了认证、安全密钥交换以及封装协议等规范。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院612.WiMAX架构WiMAX网络可以单独组网或者与现有网络融合组网，基站可以采用与现有GSM/CDMA网络相似的蜂窝状网络。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院62WiMAX网络体系基站（BS）用户基站（SS）用户终端设备（TE）核心网络2.3.8LPWAN技术低功耗广域网络LPWAN(LowPowerWideAreaNetwork)，是为物联网应用中的M2M通信场景优化的，由电池供电的，低速率、超低功耗、低占空比的，以星型网络覆盖的，支持单节点最大覆盖可达100公里的蜂窝汇聚网关的远程无线网络通讯技术。

该技术具有远距离、低功耗、低运维成本等特点，与WiFi蓝牙、ZigBee等现有技术相比，LPWAN真正实现了大区域物联网低成本全覆盖。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院63LPWAN最适合物联网应用类型：(1)短距离，如楼宇里面的智能水表、仓储管理或其他设备数据采集系统；(2)长距离，需要电池供电的应用，如智能停车、资产追踪和地质水文监测等。第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院64第2章网络与通信2.4

卫星通信2.4.1

卫星通信概述(1)按卫星轨道的高度，人造卫星可分为运动卫星和静止卫星；(2)按卫星结构，可分为有源卫星和无源卫星；(3)按轨道的高度，可以分为：地球同步卫星（GeostationarySatellites，GEO）中地球轨道卫星（Medium-EarthOrbitSatellites，MEO）低地球轨道卫星（Low-EarthOrbitSatellites，LEO）2025/9/17北京物资学院信息学院65第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院66通信卫星分类第2章网络与通信2025/9/17北京物资学院信息学院67卫星通信与微中继通信具有以下主要特点：(1)覆盖区域大，通信距离远(2)具有多址联接特性(3)机动灵活(4)频带宽，通信容量大(5)线路稳定、质量好；可靠性强，系统运转率高(6)可以自发自收、有利于监测但也存在一些缺点：(1)需要有高可靠、长寿命的通信卫星(2)要求地球站有大功率发射机、高灵敏度接收机和高增益天线(3)有较大的信号延迟和回声干扰第2章网络与通信2.4.2

移动卫星通信系统1.移动卫星通信系统

移动卫星通信是指利用卫星转发器构成的通信链路，因此它可以看成是陆地移动通信系统的延伸和扩展。2.移动卫星通信系统的分类(1)按用途分类：海事移动卫星系统（MMSS）、航空移动卫星系统（AMSS）、陆地移动卫星系统（LMSS）(2)按卫星运行轨道分类：同步轨道卫星系统（GEO）、大椭圆轨道卫星系统（HEO）、中轨道卫星系统（MEO）、低轨道卫星系统（LEO）2025/9/17北京物资学院信息学院68第2章网络与通信2.5

移动通信技术2.5.1

2G技术2G（secondgeneration）表示第二代移动通信系统，其采用数字调制技术，具有频谱利用率高、保密性好的特点，以传输语音和低速数据业务为目的，又称为窄带数字通信系统。第二代移动通信系统是引入数字无线电技术组成的数字蜂窝移动通信系统，它主要采用窄带码分多址技术制式（CDMA）和时分多址技术制式（TDMA）。2025/9/17北京物资学院信息学院69第2章网络与通信2.5.2

3G3G代表第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在三种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA。技术特点：目前国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国联通的WCDMA，中国电信的CDMA2000，中国移动的TD-SCDMA。2025/9/17北京物资学院信息学院70第2章网络与通信(1)WCDMA，全称为WidebandCDMA，也称为CDMADirectSpread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范。(2)CDMA2000，是由窄带CDMA(CDMAIS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMAMulti-Carrier。(3)TD-SCDMA，全称为TimeDivision-SynchronousCDMA(时分同步CDMA），发明始于西门子公司，目前该标准是由中国大陆独自制定的3G标准。2025/9/17北京物资学院信息学院71第2章网络与通信2.5.3

4G1.4G概述4G又称IMT-Advanced，国际上主流的4G标准有LTE（LongTermEvolution）和WIMAX。4G是3G技术的进一步演化，它不仅仅包括传统移动通信领域的技术，还包括宽带无线接入领域的新技术及广播电视领域的技术。2.技术特点

4G网络包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，即中国主导制定的TD-LTE制式和欧洲标准化组织3GPP制定的FDD-LTE。2025/9/17北京物资学院信息学院72第2章网络与通信2.6

泛在网络（UbiquitousNetwork，UN）2.6.1

泛在网络概念泛在网络指无处不在的网络，是1991年施乐实验室的计算机科学