通信和网络基础知识
陈柏年
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广播网与交换网的比较
• 广播网
– 通信方式：定点发送，群点接收；共享信道， 单向传送
– 设备配置：相对简单，按共享信道配置设备
• 交换网
– 通信方式：多点发送，多点接收；独享信道， 双向传送
– 设备配置：相对复杂，按独享信道（用户数 量）配置设备
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网络的复杂性表现
1. 来源于不同技术和不同网络 2. 多种连接方式 3. 没有形成单一的理论 4. 采用不同术语 5. 新颖模式和协议层出不穷
联网） • 网络互连和网络互联的概念不同
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网络互连和网络互联
1、网络互连（interconnection ）：用线路 和互连设备连接不同低层（网络层以下） 协议的网络，强调的是物理连接。
2、网络互联（internetworking）：用应用 程序网关实现采用不同高层（传输层以 上）协议的网络，强调的是逻辑连接。
• 定义：表示实体的一种存在的状态（开或关， 真或伪，上或下，入或出，黑或白）。出于实 用的目的，我们把比特想成１或０。
• 比特（位）通常用于数据在网络上传输的情况 下。
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字节（Byte）
• 定义：字节（Byte）是一种比“比特”更抽象 或是高级的度量单位，一般来说，一个字节有 8位，即8个比特。
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网络发展趋势
• “三网”：电信网，广电网，计算机网
• 发展趋势
– 宽带化：高速率、支持高速视频流通信 – 多媒体化：支持声音、图像和数据综合 – 低成本普及化：综合造价低、运行成本省
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通信网络的构成要素
• 终端设备：信源和信宿。将用户所传送 信息转换成传输设备上传输的电（光） 信号或反之。
• 交换设备：对含有信息的电（光）信号 转接交换和交叉连接。
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主要的宽带网络技术
1. SDH（同步数字系列） 2. WDM（波分复用） 3. HFC（光纤同轴电缆混合网） 4. ATM（ B-ISDN ）（异步转送模式） 5. IP（网间协议）
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覆盖范围不同的计算机网络
（计算机网络角度）
• 按覆盖范围和地域划分 • 局域网LAN（特征、以太网MAC，CSMA/CD） • 城域网MAN（基本特征，与LAN的区别） • 广域网WAN（子网，主机，路由器） • 互联网internet（ WAN连接的LAN的集合 ） • 因特网Internet（特指使用TCP/IP协议的国际互
• 数字信号
– 驮载消息信号的参量的改变在时间上和取值上都是 离散的信号。
– 函数的取值为有限多个，信号的定义域和值域都是 离散的。
– 待传递的信息包含在码元的组合之中（对应关系）。
• 数据信号
– 特指用共128个8bit二进制码组代表的52个字母、 10个数字、 32个字符和34个符号的信号。
– 编码规则采用美国信息交换标准编码ASCII （American Standard Code for Information Interchange）
例如用嘴发出的声音其实是用声波信号传递信 息，用笔写出字符其实是用文字来传递信息。
当数据在计算机通信网络中传输时，通信线路 上实际上传输的是一个二值（对应二进制数据） 的电压序列信号。
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比特bit
• 来源：“比特”是英语bit一词的音译。bit一词 是由binary（二进制的）和digit（数字）两个 词压缩而成的，所以bit即“二进制数字”，亦 即０和１。
• 消息（ Message ）：用来传送一定信息量
的符号、序列（文字、数字等）或连续函数 （声音、图像、音乐等）。与记录不同，消息 意味着经通信传输。 – 离散消息：指状态是可数的或离散型的消息。比
如符号、文字和数据等，也称为数字消息。
– 连续消息：指状态连续变化的消息，如连续变化
的语音、图像等，也称为模拟消息。
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通信的有关基本概念
1、数据(data)：事物（实体）的表达形式，
信息的记录，可识别的符号。
2 、信息(information)：数据的内容和解
释。给予收信者新知识、有意义的消息。消息 中包含的有意义的内容。
3 、通信(Communication)：一切将消息
从发送者有效传递至接收者过程。
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消息（Message）
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信号（Signal）
• 信号(signal)：用某种物理量来代表某种信息的形式
和符号，也即数据的电磁或电子编码。 • 为了传递消息，各种消息需要转换成电（光）信号。
通常消息载荷在电（光）信号的某一参量上。
– 如果电（光）信号的该参量携带着离散消息，则该参量必将
是离散取值的。这样的信号就称为数字信号。 – 如果电（光）信号的该参量连续取值，则称这样的信号为模
三、按技术体制：
1、准同步数字系列PDH
2、同步数字系列SDH
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网络的分类（2）
四、按通信功能：
1、信息网Байду номын сангаас直接为用户服务的网络 2、支撑网：信令网、同步网、管理网 3、接入网：有线接入网、无线接入网
五、按使用协议：
1、同步数字系列SDH 2、异步转送模式ATM 3、因特网网际协议IP 4、综合业务数字网ISDN 5、以太网Ethernet等
拟信号。 • 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以相
应地把通信系统分成两类：模拟通信系统和数字通 信系统。
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数据和信号的关系
• 数据就是把事物的某些属性规范化后的表现形 式，它能被识别，也可以被描述，例如十进制
数、二进制数、字符等。
• 信号是数据的具体的物理表现，具有确定的物
理描述，例如电压、磁场强度等。 • 用数据传递信息总是依赖于一定的物理信号，
• 字节通常用在数据的存储系统中。 • 四个缩写：“K”、“M”、 “G”和“T”。
– 1K＝1024=210， “千”； – 1M＝1024×1K=220， “兆”； – 1G＝1024×1M=230， “千兆”或者“吉”； – 1T= 1024× 1G =240， “太”
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数字信号和数据信号
• 传输设备：将通信网内节点（交换设备） 连接起来，构成传输电（光）信号的通 道。
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网络的分类（1）
一、按主要性能：
1、最大覆盖范围：LAN、MAN、 WAN
2、通信种类：计算机网、电信网、广电网
二、按技术特征：
1、拓扑结构：星型、环型、总线型、树型、网状型
2、MAC子层特征：
复接方式：时分、频分、空分、码分 交换方式：电路交换、分组交换、混合交换