引入
三类常常见的网络,电信网络,有线电视网络和计算机网络
按照最初的分工:
电信网络提供电话、电报、及传真服务。
有线电视向网络用户传送各种电视节目。
计算机网络让用户能在计算机之间传送数据文件。
名词解释
计算机网络 由若干结点和连接这些结点的链路组成
英特网 Internet官方译名,最大的计算机网络。
互联网 Internet流传最广的译名 由数量极大的各种计算机网络互连起来的网络。
互连网(intenet)(注意是小写) 通过路由器将多个计算机网络连接起来的网络,即网络的网络。
主机 与计算机网络相连的计算机
计算机之间的通信
- C/S方式 客户-服务器方式
即客户端和服务端之间的通信- P2P方式 对等方式 peer-to-peer
对等的通信,双方既是服务端也是客户端
计算机体系结构
OSI/RM 开放系统互连基本参考模型 简称OSI
法律上的国际标准
TCP/IP 事实上的国际标准
OSI七层体系结构 由下至上 物理层/数据链路层/网络层/运输层/会话层/表示层/应用层/
TCP/IP四层体系结构 由下至上 网络接口层/网际层/运输层/应用层
二者结合五层结构 物理层/数据链路层/网络层/运输层/应用层
单向通信 | 双向交替通信 | 双向同时通信 | |
---|---|---|---|
类型 | 双工通信 | 半双工通信 | 全双工通信 |
特点 | 单个方向的通信 | 双方皆可发 但不能同时 |
双方皆可发 |
信道使用 | 一条信道 | 两条信道 | 两条信道 |
应用 | 无线电广播 UDP |
以太网CSMA/CD | TCP |
调制(modulation)
- 基带调制 又称编码,将一种数字信号转换为另一种数字信号。
- 带通调制 把基带信号的频率范围搬移到较高的频段,并转换为模拟信号。
编码方式
- 不归零制
- 归零制
- 曼彻斯特编码
- 差分曼彻斯特编码
香农公式
在信道中,码元传输速率有上限,超过上限会出现码间串扰,使接收端对码原的识别成为不可能。
香农公式表明,信道带宽或者信噪比越大,信息的极限传输速率越高。
信噪比
信道的极限信息传输速率
W 信道的宽度
S 信道内所传信号的平均功率
N 信道内部的高斯噪声功率
传输媒体
- 导引型传输媒体
- 双绞线 (又分为 屏蔽双绞线 无屏蔽双绞线)
- 同轴电缆
- 光缆
- 非导引型传输媒体
- 短波通信
- 无线电微波 (主要分为地面微波接力通信和卫星通信)
信道复用
静态划分信道
频分复用 FDM | 时分复用 TDM | 波分复用 WDM | 码分复用 CDM |
---|---|---|---|
Frequency Division Multiplexing | Time Division Multiplexing | Wavelength Division Multiplexing | Code Division Multiplexing |
同一时间占用不同 的频率带宽资源 |
不同时间占用 同样的频带宽度 |
频分复用在光钎上的应用 | CDMA 码分多址,同样的时间同样的频带上选择不同码型 |
码分复用
通信双方都有一个唯一的m bit的码片序列(如0101010..) 通常m=64,128 假若它要发送1则发送其码片序列,否则为其反码。(各个码片序列各不相同且相互正交)(内积=0)
扩频
原本的数据传输率b bit/s 变成了mb bit/s。单位时间不变,而频带宽度扩大到原来的m倍。
宽带接入技术
ADSL技术
非对称数字用户线ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line 数字技术对模拟电话用户线的改造
通常所说的电话线上网
用户端的ATU-R(调制解调器)连接着电话分离器,电话分离器通过电话线连接到电话端局的电话分离器和ATU-C(调制解调器)再连接到ISP。
发展: VDSL 甚高速数字用户线
HFC
光钎同轴混合网HFC Hybrid Fiber Coax
有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网,将有线电视网的同轴电缆主干换成光钎。
光钎和电缆之间的结点成为光钎结点,这里完成了光信号和电信号的转换
模拟电视机通过机顶盒(set-top box)连接同轴电缆和用户电视机。在此基础上用到HFC的话就需要一个电缆调制解调器(cable modem),仅需要安装在用户端。
FTTx技术
(x代表不同的光纤接入点)
光钎到户FTTH(Fiber To The Home)
将光钎一直铺设到用户家庭
- ODN Optical Distribution Network 光配线网 将一条光纤干线分成数十跟
- PON Passive Optical Network 无源光网络 不需要电源的ODN 由光线路终段OLT(Optical Line Terminal) 和 1:N光分路器组成,后者以广播方式发送到ONU 光网络单元Optical Network Unit (可以是下一级的OLT,也可以是用户)
FTTC光钎到路边 FTTZ光钎到小区 FTTB光钎到大楼 FTTB光钎到楼层 FTTO光钎到办公室