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第4章计算机网络与因特网4.1数字通信入门4.2计算机网络基础4.3因特网的组成4.4因特网提供的服务4.5网络信息安全

4.1数字通信入门4.1.1通信的基本原理?通信系统模型?有线通信与无线通信?调制解调技术?多路复用技术4.1.2交换技术

什么是通信(communication)？?广而言之，通信就是信息的(远距离)传递与交流?现代通信——使用电波或光波传递信息的技术，也称为电信（telecommunication），如电报、电话、传真、电子邮件、BBS、QQ等?通信的要求：远距离、高速度、低成本、安全、可靠、方便?通信的发展历史：越洋无线电报电报电话无线广播黑白电视彩色电视计算机网络1836187620世纪初191819381940’s1960’s

通信系统的模型?通信的三要素：信号信号信源(宿)信宿(源)信道

模拟信号与数字信号?通信系统中被传输的信息必须转换成某种电信号(或光信号)才能进行传输n电信号(或光信号)有两种形式：信号强度n模拟信号形式:通过连续变化的物理量（如信号的幅度）来表示信息，例如t人们打电话或者播音员播音时声音经话筒(麦克风)转换得到的电信号；模拟信号n数字信号形式:使用有限个状态(一般信号强度是2个状态)来表示（编码）信息，例0011010001如电报机、传真机和计算机发出的信t数字信号号都是数字信号

有线通信与无线通信?需使用物理介质进行信号传输的是有线通信，例如：?金属导体（双绞线、同轴电缆），传输电流信号?光导纤维（简称光纤），传输光信号?在自由空间进行信号传输的是无线通信，传输的是电磁波信号

传输介质的类型与特点介质类型特点应用双绞线成本低，易受外部高频电磁波干扰，固定电话本地回路、误码率较高；传输距离有限计算机局域网同轴电缆光缆传输特性和屏蔽特性良好，可作为固定电话中继线路、传输干线长距离传输载波信号，但有线电视接入成本较高有线通信传输损耗小，通讯距离长，容量大，电话、电视等通信屏蔽特性好，不易被窃听，重量轻，系统的远程干线，便于铺设。缺点是强度稍差，精确计算机网络的干线连接两根光纤比较困难无线通信使用微波、红外线、激光等，建广播，电视，移动设费用低，抗灾能力强，容量大，通信系统，计算机自由空间无线局域网无线接入使得通信更加方便.但易被窃听、易受干扰

双绞线和同轴电缆?原理：利用电流(电压)传输信息?双绞线分类–3类线(10Mb/s)；5类线(100Mb/s)；6类线(200Mb/s)套管信号线地线–无屏蔽双绞线(UTP)；屏蔽双绞线(STP)n同轴电缆分类金属屏蔽外绝缘层n基带同轴电缆（50Ω）n以前在以太网中使用n宽带同轴电缆（75Ω）n有线电视网使用内层导线绝缘体同轴电缆

光纤与光缆?光导纤维（光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去）光波纤芯光波在光纤中的传播保护层包层n光缆(包含多根光纤)光纤多根光纤保护层保护层防止光泄漏的吸收外壳起保护作用的防护层外绝缘层

光纤通信原理光波光纤通信：利用光波携带信息在光纤中传输，达到通信目的0/1信号对光波进行调制光纤光纤光调制器放大电路光检测器驱动电路输出电路电信号光源中继器电信号发送单元(电/光转换)接收单元(光/电转换)传输单元数字信号（电信号）驱动一个光源（半导体激光器或发光二极管），发出光信号调制后的光信号通过光纤进行传输，为补偿光纤线路的损耗，每隔一定距离要接入中继器光信号经放大后由光检测器（半导体光电管）进行检测、解调，再转换成电信号之后输出n优点：n通信容量大：一束光每秒能传输2.5G或10Gb信息！n传输距离远：无中继距离超过几十公里n必威体育官网网址性强，信息不易泄露

无线通信无线通信：利用电磁波携带信息在自由空间中传播，进行通信电磁波的种类与频率范围～1011无线电波:104(Hz)中波：短波：超短波：微波：(MHz)(MHz)(MHz)(GHz)0.3～3～3030～3000.3～300无线广播3电视红外线：可见光：紫外线：1011～1014(Hz～1016(Hz)通信(Hz)10410双绞线51061071081091610101011101210131014101510Hz手机同轴电缆无线LANAM广播FM广播和TV地面微波光纤卫星中波短波超短波无线电波微波红外线可见光紫外线手机：900MHz，1.8GHZ，2.1~2.2GHz;无线LAN：2.4GHz，5.8GHz

微波通信?微波：300MHz～300GHz范围内的电磁波，波长为1m～1mmn特点：n直线传播，不能沿地球表面传播（无