【正文】 、 186） ? 3G的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）提供高質(zhì)量的語音通信、數(shù)據(jù)通信和高分辨率圖像通信 （ 2）提供足夠的系統(tǒng)容量，具有高保密性和優(yōu)質(zhì)的服務(wù) ? 不足： 發(fā)展慢、比例低 (%)，按流量收費(fèi)費(fèi)用高 4G移動(dòng)通信：室內(nèi) : 1Gbps，高速移動(dòng)時(shí) : 100Mbps 我國沿海 7個(gè)城市正在建設(shè)試驗(yàn)網(wǎng)（ TDLTE） 27 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 下面關(guān)于個(gè)人移動(dòng)通信的敘述中，錯(cuò)誤的是 ________。 A、第 1代個(gè)人移動(dòng)通信采用的是模擬通信技術(shù) B、目前廣泛使用的 GSM手機(jī)采用了數(shù)字通信技術(shù)，屬于第 2代移動(dòng)通信系統(tǒng) C、移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)電話交換中心直接接收手機(jī)（移動(dòng)臺(tái)）的無線信號，并負(fù)責(zé)向手機(jī)發(fā)送信號 D、通信系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的多媒體通信，包括話音通信、數(shù)據(jù)通信和高分辨率的圖像通信等 題解 28 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 對通信系統(tǒng)的要求 ? 遠(yuǎn)距離 ——調(diào)制解調(diào) 技術(shù) (MODEM) ? 高效率 ——多路復(fù)用 技術(shù) (Multiplexer) +交換 技術(shù) (Switching) ? 高速度 ——光纖通信 技術(shù) ? 可靠 ——信號不失真、無差錯(cuò)、保證通信暢通 ? 方便 ——移動(dòng)通信 技術(shù)（無線通信） ? 安全 ——加密、身份認(rèn)證（ ） 29 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 數(shù)字通信采用的技術(shù) ? 數(shù)字 調(diào)制 /解調(diào) 技術(shù)（調(diào)幅；調(diào)頻；調(diào)相） ? 解決 信號傳得遠(yuǎn) 的問題 ? 多路復(fù)用 技術(shù)（時(shí)分多路；頻分多路；波分多路） ? 提高傳輸線路使用效率、 降低傳輸成本 ? 交換 技術(shù)（電路交換；分組交換） ? 動(dòng)態(tài)分配信道資源， 提高傳輸效率和質(zhì)量 ? 數(shù)字編碼和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) 30 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) (3) 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 31 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 數(shù)字信號如何傳輸？ ? 近距離傳輸： 直接 (基帶 )傳輸 ? 例如： USB移動(dòng)硬盤 － 主機(jī) ；以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸 ? 遠(yuǎn)距離傳輸： 載波傳輸 ? 例如：數(shù)字有線電視；手機(jī)； ADSL上網(wǎng) ? 什么是 載波 ？ ? 研究發(fā)現(xiàn)，高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他信號傳送得更遠(yuǎn)。因此若把高頻振蕩的正弦波信號作為攜帶信息的 載波， 把數(shù)字信號放在 (調(diào)制 在 )載波上傳輸，則可比直接傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)得多 32 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 數(shù)字信號的三種調(diào)制方法 (ASK) 幅移鍵控 (FSK) 頻移鍵控 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 調(diào)制信號 (兩個(gè)狀態(tài) ) (PSK) 相移鍵控 載波信號 (高頻正弦波 ) 調(diào)制后的 載波信號 傳輸 信號 解調(diào)器 載波信號 調(diào)制后的 載波信號 傳輸 信號 調(diào)制器 載波信號 實(shí)現(xiàn)信號調(diào)制與解調(diào)的設(shè)備分別稱為 “ 調(diào)制器 ” 和 “ 解調(diào)器 ” ： 33 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 遠(yuǎn)距離通信必須使用 MODEM ? 通信一般是雙向進(jìn)行的，收發(fā)雙方都需要調(diào)制器與解調(diào)器，它們通常做在一起，稱為調(diào)制解調(diào)器 (MODEM) 信 道 信源 (宿 ) 信宿 (源 ) 調(diào)制后 的載波 信號 調(diào)制后 的載波 信號 調(diào)制 (解調(diào) )器 (調(diào)制 ) 解調(diào)器 載波 載波 信源信號通過 調(diào)制器 調(diào)整載波的某個(gè)參數(shù) (幅度、頻率或相位 ) 到達(dá)目的地后，使用解調(diào)器 把載波所攜帶的信號檢測出來，恢復(fù)為原始信號的形式 經(jīng)過調(diào)制后的載波信號，攜帶著被傳輸?shù)男盘栐谛诺乐羞M(jìn)行長距離傳輸 34 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 例： ADSL寬帶上網(wǎng) 調(diào)制解調(diào)器把計(jì)算機(jī)送出的數(shù)字信號 ,采用數(shù)字調(diào)制的方法 ,調(diào)制成為適合于在用戶電話線上傳輸?shù)妮d波信號 載波信號在電話網(wǎng)中經(jīng)過交換機(jī)傳輸至目的地 目的地計(jì)算機(jī)通過解調(diào)器從載波信號中恢復(fù)出數(shù)字信號傳送給計(jì)算機(jī) ADSL MODEM ADSL MODEM 35 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) (4) 多路復(fù)用技術(shù) 36 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 怎樣降低傳輸成本？ ? 分析： ? 通信系統(tǒng)中，傳輸線路的建設(shè)和維護(hù)成本占整個(gè)系統(tǒng)成本的相當(dāng)大的份額 ? 一條傳輸線路（銅線、光纖、無線電波）的容量通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳輸 1路用戶信號所需的能力 ? 降低成本采用的技術(shù) ——多路復(fù)用技術(shù) (Multiplexing) ? 多路信號使用同一條傳輸線同時(shí)進(jìn)行傳輸 ? 方法： ? 頻分多路復(fù)用 （ FDM） ? 時(shí)分多路復(fù)用 （ TDM） ? 波分多路復(fù)用（ WDM） 37 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 時(shí)分多路復(fù)用 (Time Division Multiplexing, TDM) ? 思想：各通信終端 （ 計(jì)算機(jī)、電話 ） 以規(guī)定的順序和時(shí)間輪流 使用同一傳輸線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 ? 工作原理： H F G E D C B A 傳輸線路 時(shí)間片 G C 終端 1 終端 2 終端 3 終端 4 H D F B E A 多路復(fù)用器 4 3 2 1 4 3 2 1 數(shù)據(jù) t Multiplexer 多路分路器 終端甲 終端乙 終端丙 終端丁 E A F B G C H D Demultiplexer ? 應(yīng)用：主要使用在數(shù)字通信領(lǐng)域，如電話中繼通信、GSM手機(jī)、總線式以太網(wǎng)等 38 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 頻分多路復(fù)用 (Frequency Division Multiplexing, FDM) ? 思想：將每個(gè)通信終端發(fā)送的信號調(diào)制在 不同頻率 的載波上，通過頻分多路復(fù)用器 (MUX)將它們復(fù)合成為一個(gè)信號，然后在同一傳輸線路上進(jìn)行傳輸。抵達(dá)接收端之后，借助分路器 (DEMUX)把不同頻率的載波分離出來，送到不同的接收設(shè)備 ? 工作原理： DEMUX MUX 共享的傳輸信道 載波頻率 f1 調(diào)制 調(diào)制 載波頻率 fn 載波頻率 f1 解調(diào) 解調(diào) 載波頻率 fn f 將不同頻率的載波信號合成在一起 使用一組濾波器分解出不同頻率的載波信號 39 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 波分多路復(fù)用 (Wave Division Multiplexing, WDM) ? 光纖通信中，為提高傳輸效率， 1根光纖中同時(shí)傳輸幾種不同波長的光波 ，稱為“波分多路復(fù)用”，可以進(jìn)一步提高光纖的通信容量。 ? 原理： 光纖 發(fā)送端有 N個(gè)發(fā)送單元，它們各自發(fā)出不同波長的光波 通過復(fù)用器（稱為合波器）合并起來，進(jìn)入同一根光纖進(jìn)行傳輸 接收端用分路器 (稱為分波器 )將不同波長的光分開，分別送到各自的光電檢測器恢復(fù)出原始信號 示意圖 復(fù)合光 40 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 多路復(fù)用可以降低通信成本 ? 通信系統(tǒng)的原理示意圖 復(fù)用 （分路 ） 信道 信源 （宿） 調(diào)制解調(diào)器 信源 （宿） 調(diào)制解調(diào)器 信源 （宿） 調(diào)制解調(diào)器 復(fù)用 （分路 ） 信源 （宿） 調(diào)制解調(diào)器 信源 （宿） 調(diào)制解調(diào)器 信源 （宿） 調(diào)制解調(diào)器 多路復(fù)用技術(shù)使得成千上萬路通信可以在同一條傳輸線上同時(shí)進(jìn)行，大大節(jié)省了通信成本 頻分多路、時(shí)分多路和波分多路等技術(shù)可以同時(shí)使用，以提高復(fù)用效率 41 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 交換技術(shù) （ 1） 電路交換與分組交換 （ 2） 分組交換機(jī)與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) （ 3） 分組交換的應(yīng)用 42 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 通信系統(tǒng)中 “ 交換 ” 的含義 ? “ 交換 ” (switching)的含義就是 轉(zhuǎn)接 ——把一條鏈路轉(zhuǎn)接到另一條鏈路，使它們連通起來 ? 從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式 動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路 ? 常用的交換方式： ? 電路交換 ? 分組交換 交換機(jī) 43 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) （ 1）電路交換與分組交換 44 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 什么是電路交換？ ? 電路交換的過程： ? 建立連接 ? 通信 ? 釋放連接 ? 應(yīng)用：電話通信 ( ( ( ( 交換機(jī) 交換機(jī) 交換機(jī) 交換機(jī) 用戶線 用戶線 中繼線 中繼線 B D C A ? 分析： ?通話全過程中用戶始終占用端到端的傳輸信道 ?由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸具有突發(fā)性，不適合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信 45 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 分組交換 —計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的技術(shù) ? 分組交換（也稱包交換）的要點(diǎn)： ? 被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須劃分為若干“分組” (packet, 簡稱“包” )進(jìn)行傳輸 ? 每個(gè)分組中必須包含收發(fā)雙方的地址 ? 每個(gè)分組由分組交換機(jī)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)才能送達(dá)目的地 ? 每個(gè)分組的格式如下： 有效載荷 (傳輸?shù)臄?shù)據(jù) ) 校驗(yàn) 信息 發(fā)送計(jì)算機(jī) 地址 目的計(jì)算機(jī) 地址 編號 ? 分組交換示意： 3 2 1 （ c） 1 3 2 （ b） 不同的包在不同鏈路上進(jìn)行傳輸 1 2 3 3 2 1 （ d） 到 接收方后，再將收到的包按順序組合在一起 3 2 1 3 2 1 （ a） 發(fā)送方將數(shù)據(jù)分成 3個(gè)包 表示分組交換機(jī) 46 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) （ 2）分組交換機(jī)與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) ?“分組交換機(jī)” ——網(wǎng)絡(luò)中必須使用的一種實(shí)現(xiàn)分組交換方式的數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備 ?分組交換機(jī)的 任務(wù) 是：負(fù)責(zé)包的轉(zhuǎn)發(fā) ?分組交換機(jī)的 基本工作模式 ：存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) ?分組交換機(jī)有 許多端口 ，用來連接計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路 ?分組交換機(jī)可以互連，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和任意延伸網(wǎng)絡(luò)的連接距離 47 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 分組交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的過程 高速數(shù)字通信線路 計(jì)算機(jī) A B C D E F G H 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 端口 目的地 端口 － 3 E,F,G C,D H A,B 3 3 目的地 端口 3 3 E,F,G C,D H A,B 4 － 目的地 端口 2 － E,F,G C,D H A,B 4 3 目的地 端口 1 1 E,F,G C,D H A,B － 4 分組交換機(jī) 1 分組交換機(jī) 2 分組 交換機(jī) 3 分組 交換機(jī) 4 計(jì)算機(jī) G收到所有數(shù)據(jù)包后，將包組裝為一個(gè)文件 交換機(jī)每收到一個(gè)包，就根據(jù)包的目的地地址 , 選擇一個(gè)輸出端口 若目的地計(jì)算機(jī)就在交換機(jī)上，則交換機(jī)直接將包發(fā)給該計(jì)算機(jī) A將文件拆分成若干個(gè)包 ,將包逐個(gè)地發(fā)給交換機(jī) 例：計(jì)算機(jī) A的文件＝ 計(jì)算機(jī) G 48 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 通過分組交換機(jī)互連而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng) 計(jì)算機(jī)的編址方案 使用兩個(gè)整數(shù)表示：第 1個(gè)數(shù)表示分組交換機(jī)號，第 2個(gè)數(shù)表示計(jì)算機(jī)連接到該交換機(jī)上的端口號 交 換 機(jī) 1 1 2 3 4 1 2 3 4 5 交 換 機(jī) 2 1 2 3 4 1 2 3 4 5 交換機(jī) 3 1 2 3 4 5 1 2 3 4 交換機(jī) 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 高速數(shù)字通信干線 [1,2] [1,5] [3,2] [3,5] [4,1] [4,3] [4,5] [2,3] 分組交換機(jī)有許多端口， 低速端口用來連接計(jì)算機(jī) ， 高速端口 則通過遠(yuǎn)程數(shù)字通信線路 連接另一交換機(jī) , 每個(gè)端口既可輸入也可輸出 49 第 4章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與因特網(wǎng) 分組交換機(jī)中的 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) 過程 H1 A 分組交換網(wǎng) B D E C H5 H6 H4 H2 H3 H1 向 H5 發(fā)送分組 交換機(jī) 主機(jī) 在交換機(jī) E 暫存 查找轉(zhuǎn)發(fā)表 找到轉(zhuǎn)發(fā)