通信网技术基础-ch通信网理论分析
通信网技术基础 ch01通信网概述
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通信网基础
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提纲
通信网与先修课程的关系 通信网的类型 通信网的分代及演变 网络体系结构
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通信网基础
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通信网的类型
早期的公用通信网仅包括电话网和电报网，随 着通信技术的发展，通信网的类型以及通信网 向公众提供的通信业务的类型不断增加，服务 质量不断提高。划分方法很多，很乱。 通信业务划分：电话网、数据网、有线电视网 通信范围划分：公用网 、局部网、专用网 信号形式划分：模拟网、数字网、综合网 信道划分：有线网、无线网、移动网
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通信网的划分
根据网络功能从水平方向划分：用户驻地网 CPN、接入网AN和核心网CN。
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通信网基础
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通信网的划分
根据网络功能从垂直方向划分：业务网、传送 网和支撑网（ITU-T 网络分层的概念）
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通信网基础
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业务网，传送网和支撑网
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第三代通信网 （NGN）
基于IP的分组交换通信网，通信网中的全部设备都是 用IP分组的数字通信技术来设计、制造的。 第三代通信网中的所有设备均是用于产生、存储、交 换、传输数字化电信信息，实现电信信息的通信设备。 下一代通信网这个概念并不是现在才有的，而是在上 世纪80年代末、90年代初就已经提出来了。电信专家 为此作出了不屈不挠的努力，在摸索中不断前进。经 过10余年的研究和实践，认识到基于IP分组的数字通 信技术才是第三代通信网的核心技术。
以模拟通信技术为核心技术的通信网，通信网中的全 部设备都是采用模拟通信技术来设计、制造的。 这一代通信网的业务种类简单(电话、电报)，业务的 全程全网是模拟信息的处理。电信业务是采用面向连 接的工作方式，为每一对用户连接提供的资源都是独 占的(一个频段和一组交换触点)，从而可保证电信业 务的服务质量。 推动第一代向第二代发展的动力，来自对提高业务质 量的要求，特别是对提高长途电话质量的要求。在技 术上，“纳奎斯特”定理证明了可以从两倍于模拟频 率的抽象中完全无失真地恢复原模拟信号，奠定了数 字通信的基础。半导体技术的发展使数字通信技术的 应用成为可能，于是第二代通信网蓬勃发展起来。
通信网理论基础
通信网理论基础
1 计算机通信网理论基础
计算机通信网理论是计算机网络的理论基础，它的主要内容包括网络结构、网络协议、通信协议、网络通信处理、信息安全、信道分析、信息管理等理论。
通信网理论与计算机网络相结合，形成了计算机网络技术的复合体。
网络结构
网络结构是计算机网络理论中最重要的一部分，它指定了计算机网络的拓扑结构、路由选择、网络拓扑结构、数据传输拓扑结构等，以及数据传输模型、网络分层结构、网络通信的中间节点协议、网络设施的组织结构等。
网络结构为计算机网络提供了基础支撑，并为计算机网络上的数据传输提供可靠的基础保证。
网络协议
网络协议是计算机网络通信的活动规格，协议的存在是为了让计算机网络中的计算机和通信设备之间的沟通双方统一采用一种协议约定进行配合。
有效的网络协议不仅能指导多媒体数据的传输，还能够管理网络服务质量、网络资源使用情况，确保网络通信的可靠性、安全性及有效利用网络资源。
通信协议
通信协议是指在计算机网络中节点之间传送数据、发送控制信息
而达成沟通的一种协议。
其主要作用是规范双方通信的格式，统一通
信双方的语言，建立沟通的桥梁，使多台计算机可以组成网络工作。
它可以定义多媒体数据传输的方式，也可以对网络资源分配、网络访问、网络状态监视等等进行管理。
计算机通信网理论是计算机网络技术的重要理论基础，网络结构、网络协议和通信协议都必须有效实现才能使计算机网络具有安全、可靠、有效的通信能力，使计算机网络发挥更大的作用。
通信网理论基础总结
第一章1,什么是通信网：通信网是由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
用户使用它可以克服空间、时间等障碍来进行有效的信息交换。
2，通信网实现的4个主要的网络功能：(1) 信息传送：(2) 信息处理：(3) 信令机制(4) 网络管理3，通信网的类型：按业务类型可以将通信网分为电话通信网(如PSTN、移动通信网等)、数据通信网(如X.25、Internet、帧中继网等)、广播电视网等。
按空间距离可以将通信网分为广域网(WAN：Wide Area Network)、城域网(MAN：Metropolitan Area Network)和局域网(LAN：Local Area Network)。
按信号传输方式，可以将通信网分为模拟通信网和数字通信网。
按运营方式，可以将通信网分为公用通信网和专用通信网。
第二章1，传输介质：有线介质目前常用的有双绞线、同轴电缆和光纤；无线传输常用的电磁波段主要有无线电、微波、红外线等。
2，基带传输系统：基带传输系统是指在短距离内直接在传输介质上传输模拟基带信号的系统。
基带传输的优点是线路设备简单；缺点是传输媒介的带宽利用率不高，不适于在长途线路上使用。
3，频分复用传输系统：频分复用传输系统是指在传输介质上采用FDM技术的系统，FDM是利用传输介质的带宽高于单路信号的带宽这一特点，将多路信号经过高频载波信号调制后在同一介质上传输的复用技术。
为防止各路信号之间相互干扰，要求每路信号要调制到不同的载波频段上，而且各频段之间要保持一定的间隔,这样各路信号通过占用同一介质不同的频带实现了复用4，OTN的分层结构：OTN是在传统SDH网络中引入光层发展而来的，光层负责传送电层适配到物理媒介层的信息，在ITU-T G.872建议中，它被细分成三个子层，由上至下依次为：光信道层(OCh：Optical Channel Layer)、光复用段层(OMS：Optical Multiplexing Section Layer)、光传输段层(OTS：Optical Transmission Section Layer)。
通信网基础
通信网基础一、概述通信网基础是指网络通信系统中的底层基础设施，为数据传输提供了基本的支持和功能。
通信网基础包括物理层、数据链路层、网络层和传输层。
本文将分别介绍这些层级的基本原理和功能。
二、物理层物理层是通信系统中最底层的层级，主要负责传输原始的比特流。
物理层包括了传输介质、传输速率、编码方式等几个关键要素。
2.1 传输介质传输介质是指数据传输的载体，可以是铜线、光纤、无线电波等。
不同的传输介质有不同的传输特性和传输速率。
选择合适的传输介质可以提升通信质量和速度。
2.2 传输速率传输速率是指单位时间内传输的比特数。
传输速率越高，数据传输越快。
常见的传输速率有bps、Kbps、Mbps和Gbps 等。
2.3 编码方式编码方式是将数据转换为比特流的方法。
常见的编码方式有非归零码、曼彻斯特编码、差分编码等。
选择合适的编码方式可以提高数据的可靠性和安全性。
三、数据链路层数据链路层在物理层之上构建了一个可靠的数据传输通道。
数据链路层负责将原始的比特流划分为数据帧，并添加控制信息，用于进行错误检测和纠正。
3.1 数据帧数据帧是数据链路层传输的基本单位。
数据帧由数据部分和控制信息部分组成。
控制信息包括帧起始符、帧结束符、帧序号等。
3.2 错误检测和纠正数据链路层通过添加校验位来实现错误检测和纠正。
常用的校验位有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
校验位可以帮助接收端检测和纠正传输过程中发生的错误。
四、网络层网络层负责将数据从源节点传输到目的节点。
网络层通过选路协议和路由表等方式，为数据选择合适的传输路径。
4.1 选路协议选路协议是网络层的主要功能之一。
常见的选路协议有静态路由和动态路由。
静态路由是管理员手动配置的路由信息，适用于网络结构稳定的环境。
动态路由是根据网络中的拓扑结构和链路状态自动计算出的路由信息，可以适应网络中的变化。
4.2 路由表路由表是记录了网络中不同节点之间的路由信息的表格。
路由表中包含了目的网络地址、下一跳地址和出接口等信息。
通信网基础-通信网概述
1. 现代通信网是如何定义的?通信网是由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
通信网的功能就是适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。
通信网交换的信息包括用户信息(如语音、数据、图像等)、控制信息(如信令信息、路由信息等)和网络管理信息三类。
由于信息在网上通常以电或光信号的形式进行传输，因而现代通信网又称电信网。
2. 试述通信网的构成要素。
实际的通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统，每一次通信都需要软硬件设施的协调配合来完成。
从硬件构成来看：通信网由终端设备、交换设备和传输系统构成，它们完成通信网的基本功能：接入、交换和传输。
软件设施则包括信令、协议、控制、管理、计费等，它们主要完成通信网的控制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化。
3.给出一种现代通信网络的分层结构。
1.网络结构的垂直描述从网络垂直分层的观点来看，可根据不同的功能将网络分解成多个功能层，上下层之间的关系为客户-服务器关系。
我们可以把开放系统互连(Open Systems Interconnection ，OSI )七层模型进行简化，在垂直结构上，根据功能将通信网分为应用层、业务网和传送网，如图1.3所示。
应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应图1.3 垂直观点的网络结构应用层面：表示各种信息应用与服务种类；业务网层面：表示为支持各种信息服务的业务提供手段与装备，它是现代通信网的主体，是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种通信业务的网络。
传送网层面：表示支持业务网的传送手段和基础设施，包括骨干传送网和接入网。
支撑网：用以支持全部三个层面的工作，提供保证通信网有效正常运行的各种控制和管理能力，传统的通信支撑网包括信令网、同步网和电信管理网。
2.网络结构的水平描述水平描述是基于用户接入网络实际的物理连接来划分的，可分为用户驻地网(Customer PremisesNetwork ，CPN)、接入网(Access Network ，AN)和核心网(Center/Core Network ，CN)，如图1.4所示，或分为局域网(Local Area Network ，LAN)、城域网(Metropolitan Area Network ，MAN)和广域网(Wide Area Network ，WAN)等。
通信网的应用原理及
实现通信网的应用原理及实现一、引言通信网是指用于信息传递和数据交换的网络系统。
它在现代社会中起到了极为重要的作用，不仅仅是实现人与人之间的沟通，还承载了大量的数据传输和信息交换。
本文将介绍通信网的应用原理和实现方法。
二、通信网的基础原理通信网的基础原理是基于通信协议的，它由一系列的硬件设备和软件组成，用于实现数据的传输和交换。
以下是通信网的基础原理：1.网络拓扑结构：通信网可以采用不同的网络拓扑结构，包括星型、环形、总线型、网状等。
不同的拓扑结构适用于不同的通信需求，例如星型拓扑适用于集中式通信，网状拓扑适用于分布式通信等。
2.通信协议：通信协议是通信网络中数据传输的规则和标准。
常见的通信协议有TCP/IP协议、UDP协议等。
通信协议确保数据能够在通信网络中进行正确、可靠的传输。
3.路由选择：路由选择是指在通信网络中确定数据传输的路径。
路由选择算法可以从多条可能的路径中选择一条最佳路径，以保证数据的高效传输。
4.数据压缩和加密：为了提高通信的效率和安全性，通信网络通常会采用数据压缩和加密技术。
数据压缩可以减少数据的传输量，加密技术可以防止数据在传输过程中被窃取和篡改。
三、通信网的应用通信网的应用非常广泛，几乎涵盖了现代社会的方方面面。
以下是通信网常见的几种应用场景：1.电话通信：电话通信是通信网络最基本的应用之一。
通过通信网，人们可以通过电话进行语音通话，并实现远程的语音交流。
2.网络通信：网络通信是指通过通信网进行数据传输和信息交换。
人们可以通过互联网实现电子邮件的发送和接收，浏览网页，进行在线聊天等活动。
3.移动通信：移动通信是指通过无线通信网络实现移动设备之间的通信。
目前常见的移动通信网络包括GSM、WCDMA、LTE等，人们可以通过手机实现语音通话、短信发送和移动互联网访问等功能。
4.物联网：物联网是指通过通信网将各种智能设备和物体连接起来，实现信息的互联互通。
物联网的应用非常广泛，包括智能家居、智能交通、智能医疗等领域。
通讯网络的基础理论和应用
通讯网络的基础理论和应用随着数字化时代的到来，通讯网络已经成为人们日常工作和生活的必要工具。
通讯网络的基础理论和应用是支撑网络运行的重要一环。
本文将介绍通讯网络的基础理论和应用。
一、通讯网络的基础理论1.数据传输数据传输是通讯网络的基础，它是指将数据从源设备传输到目标设备的过程。
数据传输可以通过有线和无线电波实现。
对于有线传输，主要有双绞线、同轴电缆和光缆等；对于无线传输，则包括WiFi、蓝牙、移动通讯网等。
2.通讯协议通讯协议是通信双方约定的传输规则。
通讯协议可以分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等。
其中，物理层负责将数据通过物理介质传输，数据链路层将数据分成数据帧进行传输，网络层则负责路由选择、分组传输等。
传输层则实现端到端的数据传输，应用层则为用户提供各种应用服务。
3.路由选择路由选择是网络中数据传输的重要环节，它是指根据网络拓扑结构和路由策略，选择最优路径将数据从源节点发送到目标节点。
路由选择可以根据网络拓扑结构分为静态路由和动态路由。
静态路由是由网络管理员预先设置路由表，动态路由则是通过路由协议进行动态获取。
二、通讯网络的应用1.互联网互联网是目前最大规模的通讯网络，它已经成为人类日常工作和生活中不可缺少的一部分。
互联网的应用包括电子邮件、在线购物、社交网络、在线娱乐等。
互联网还是信息传递、知识获取和文化交流的重要平台。
2.移动通讯网络移动通讯网络是一种无线通信技术，它可以将数据和语音传输到移动设备。
移动通讯网络的应用包括手机、平板电脑、笔记本电脑等。
移动通讯网络已经成为现代社会的重要组成部分，它不仅方便人们日常生活，还为商业、医疗、科研等领域提供了便利。
3.物联网物联网是指通过互联网将各种设备相互连接，形成一个智能化的系统。
物联网的应用包括智能家居、智能交通、智能医疗等。
物联网可以连接各种物品，并实现远程控制和数据交换，具有广阔的发展前景。
4.5G通讯网络5G通讯网络是一种高速通讯技术，它可以实现更高速的数据传输和更低的延迟。
第2章 通信网基础技术[75页]
![第2章 通信网基础技术[75页]](https://img.taocdn.com/s3/m/6f05c562195f312b3169a5c8.png)
❖ 涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。 涂覆层的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机 械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。
2.1.1 传输介质
❖ 多模光纤的纤芯直径比较大，一般为50μm或62.5μm，允许存在多种光传 导模式。
❖ 多个光信号进入光纤时会沿着多个角度反射，产生模式色散，从而影响传输 的速度和距离。
❖ 多模光纤的带宽小、色散大、损耗也大。
❖ 多模光纤主要用于短距离、低速率传输。如接入网和局域网，一般传输距离 小于2km。
❖ 传输损耗低、抗干扰能力强。
2.1.1 传输介质
❖ 2．无线介质 ❖ 通过无线介质（也称自由空间）传输光、电信号的通信形式叫作无线通信。
无线通信使用的传输介质为电磁波。
❖ （1）无线电波 ❖ 无线电波是指在自由空间传播的射频频段的电磁波，其工作频率范围在几十
兆赫兹到三百兆赫兹。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技 术。
2.1.1 传输介质
❖ ③ 光纤的优点。
❖ 频带宽。频带的宽窄代表传输容量的大小。载波的频率越高，可以传输信号 的频带宽度就越大。
❖ 重量轻。因为光纤非常细，单模光纤芯线直径一般为4μm～10μm，外径也 只有125μm；加上防水层、加强筋、护套等，用4～48根光纤组成的光缆直 径还不到13mm，比标准同轴电缆的直径47mm要小得多。并且光纤是玻璃 纤维，具有直径小、重量轻的特点，安装十分方便。
通常人们将多条双绞线放在一个护套中组成一条电缆。采用双线扭绞的形式 主要是为了减少线间的低频干扰，扭绞得越紧密，双绞线的抗干扰能力越强 。
通信网基础
• 过程：电路建立、数据传输和电路拆除。 • 工作过程示例：
– A,B,C,D,E,F是主机 – 1~7是组成交换网的设备
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电路交换过程
• 电路建立:
– 数据传输之前，必须建立一条端到端的电路，该电 路在物理上形成专用物理电路。
• 数据传输:
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主要内容
• 通信网简介 • 通信网硬件 • 通信网软件 • 通信网拓扑 • 通信网交换技术
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通信网中的交换技术
• 通信网的交换技术是指信息如何进行转发， 从而能使两个用户之间交换信息。
• 交换技术分类：
– 电路交换 – 存储转发交换
• 报文交换 • 报文分组交换
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电路交换过程
• 电路交换：电话网是电路交换的一个实例。
以电话为主的话音通信将向可视图文和图像通 信发展。
新的业务将随着信息化程度的提高不断地涌现。
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主要内容
• 通信网简介 • 典型的网络 • 通信网软件 • 通信网拓扑 • 通信网交换技术
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局域网
机器共享传输线路同时只能有一台机器可以传输，需 要规则(分布的或集中的)协调冲突
➢ 静态分配信道：将时间划分成离散的时间间隔分配给每 一台机器，只有在固定的时间片内该机器才可发送信息。 ➢ 动态分配信道：有一个集中或者分布的分配规则负责信 道分配。
• 节点设备把一份份报文暂时存储在它的缓存器中，
确定路由后等待线路的空闲，出现空闲，立即发
送出去；若无空闲，继续等待。只要缓存器的空
间足够大，就不会产生数据溢出丢失。
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报文分组交换
• 把报文分成组，以短的、规格化的报文为单位进行传 输交换。分组是一组包含有数据和呼叫控制信息（如 地址等）的二进制数，把它们作为一个整体进行交换。 分组格式如图。
第3讲《通信网安全基础理论与技术》
‹#›
密码技术概述——典型的密码例子
• •
密码技术是网络安全的基础，是提供信息安全保障的 基础手段 早在四千多年以前，古埃及人就开始使用密码技术来 保密要传递的消息
– –
Scytale工具 恺撒移位
–
网格加密
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密码技术概述——典型的密码例子
Eve
Bob
通信网络
Alice
‹#›
网络安全防护需求——主动攻击:伪装
•
伪装Bob，欺骗Alice
Eve
Bob
通信网络
Alice
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网络安全防护需求——主动攻击:重放
•
窃听并记录消息，随后伪装成Bob重发给Alice
Eve
Bob
通信网络
Alice
‹#›
网络安全防护需求——主动攻击:篡改消息
•
‹#›
密码技术概述——密码系统性能评价
•
如果不论截取者获得了多少密文，但在密文中都没有足够的信息来 惟一地确定出对应的明文，则这一密码体制称为无条件安全的，或 称为理论上是不可破的
•
如果密码体制中的密码不能被可使用的计算资源破译，则这一密码 体制称为在计算上是安全的
Key Size (bits) 32 56 128 168
《通信网安全理论与技术》课程
第三讲:通信网安全基础理论与技术
主讲人：xxx
xxx
2017年2月18日星期六
课程体系及主要内容——讲解内容
• • • • – – – – – • • • •
前导性 通信网安全现状、趋势与策略——第1讲 通信网技术基础与安全体系——第2讲 理论和技术基础 通信网安全基础理论与技术(密码学、攻击与防御技术)——第3讲 网络安全协议理论设计与分析 认证协议以及密钥建立协议——第4讲 特殊数字签名与阈下信道设计——第5讲 协议安全设计 零知识证明及其安全协议构造——第6讲 安全协议分析与设计——第7讲 典型的网络安全协议(IPSec协议、Kerberos协议、 Radius/AAA协 议) ——第8～10讲 通信网安全保障技术——第11讲 通信安全保障 无线网络安全性增强技术(WLAN为主)——第12讲 网络防火墙与入侵防御技术——第13讲 网络安全实现方案设计与分析——第14讲 实践性 ‹#›
通信网理论基础总结
============================================================================--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中第一章1,什么是通信网：通信网是由一定数量的节点(包括终端节点、交换节点)和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
用户使用它可以克服空间、时间等障碍来进行有效的信息交换。
2，通信网实现的4个主要的网络功能：(1) 信息传送：(2) 信息处理：(3) 信令机制(4) 网络管理3，通信网的类型：按业务类型可以将通信网分为电话通信网(如PSTN 、移动通信网等)、数据通信网(如X.25、Internet 、帧中继网等)、广播电视网等。
按空间距离可以将通信网分为广域网(WAN ：Wide Area Network)、城域网(MAN ：Metropolitan Area Network)和局域网(LAN ：Local Area Network)。
按信号传输方式，可以将通信网分为模拟通信网和数字通信网。
按运营方式，可以将通信网分为公用通信网和专用通信网。
第二章1，传输介质：有线介质目前常用的有双绞线、同轴电缆和光纤；无线传输常用的电磁波段主要有无线电、微波、红外线等。
2，基带传输系统：基带传输系统是指在短距离内直接在传输介质上传输模拟基带信号的系统。
基带传输的优点是线路设备简单；缺点是传输媒介的带宽利用率不高，不适于在长途线路上使用。
3，频分复用传输系统：频分复用传输系统是指在传输介质上采用FDM 技术的系统，FDM 是利用传输介质的带宽高于单路信号的带宽这一特点，将多路信号经过高频载波信号调制后在同一介质上传输的复用技术。
通信网理论基础复习资料
通信网理论基础复习资料现代社会离不开通信技术，网络通信是其中最为重要和普及的一种方式。
而通信网理论则是实现网络通信的基础和理论支撑。
本文将从通信原理、通信系统基础、网络结构和协议等方面为您提供通信网理论基础的复习资料。
一、通信原理通信原理主要研究信息的发送、接收和传输。
在通信原理中，信号如何被产生、如何被传输和如何被接收均是重要的研究对象。
信号和噪声的分析、信道模型的建立、数字调制技术及其解调等都是通信原理的重要内容。
二、通信系统基础通信系统是实现信息传输的系统，它由发送端、接收端、信道三个基本部分构成。
通信系统基础需要包括信道模型、信噪比、误码率、带宽等多个方面的内容。
在通信系统的设计中，还需要考虑调制解调、编码解码、信道编码、信道均衡、多路复用等多种技术手段。
三、网络结构网络结构是指网络中各种节点和链路之间的关系，包括网络拓扑结构、传输介质、路由算法等多个方面。
常见的网络结构包括星形结构、环形结构、网状结构等。
网络结构的设计和选择将直接影响到网络的性能和稳定性。
四、协议协议是实现网络通信的关键所在，它定义了各种节点之间的通信方式和传输方式，如何进行数据格式的定义、如何处理数据传输的错误、如何进行网络控制和管理等。
网络协议包括物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、传输层协议和应用层协议等。
五、应用通信网理论的应用包括计算机网络、无线通信、移动通信、云计算、物联网等多个领域。
在实际应用中，需要根据具体应用场景和需求选择适合的技术和方案。
以上就是通信网理论基础复习资料的概要介绍。
在实际学习过程中，还需要结合实际案例进行深入的探讨和分析，并加强实验操作和实践应用的能力。
只有在不断学习和实践中，才能真正掌握通信网理论基础，并在实际工作中运用自如。
通信网络：基础知识与技术
通信网络：基础知识与技术导论：1. 通信网络是现代社会中的重要基础设施，它连接了世界各地的人与信息。
2. 本文将介绍通信网络的基础知识和技术，并分析其在日常生活和商业领域的重要性。
一、通信网络的定义和功能1. 通信网络是指将多个计算设备和用户连接起来，以使它们可以互相交换信息和资源的系统。
2. 通信网络的功能包括数据传输、远程通信、资源共享和信息存储等。
二、通信网络的组成部分1. 物理设备：a. 服务器和路由器：用于处理和转发数据包。
b. 网络交换机和集线器：用于连接多个设备。
c. 光纤和电缆：用于实现数据的传输。
2. 协议和编码：a. TCP/IP协议：用于将数据分成数据包并将其传输到目标设备。
b. HTTP和HTTPS协议：用于在客户端和服务器之间传输网页和其他信息。
c. 压缩和加密编码：保护通信内容的安全性和隐私。
三、通信网络的类型1. 局域网（LAN）：覆盖较小区域，如家庭或办公楼，用于内部通信和资源共享。
2. 城域网（MAN）：覆盖较大的城市或地理区域，用于连接不同的局域网。
3. 广域网（WAN）：覆盖更大的地理范围，例如国家或全球范围，用于连接不同城市和国家的局域网。
四、通信网络的技术1. 有线网络技术：a. 以太网（Ethernet）：使用光纤或电缆进行数据传输。
b. DSL（Digital Subscriber Line）：通过电话线提供高速互联网接入。
2. 无线网络技术：a. Wi-Fi：通过无线电波实现设备之间的互联。
b. 蜂窝网络：使用移动电话基站连接用户设备。
c. 蓝牙：用于短距离设备之间的无线通信。
五、通信网络在日常生活中的应用1. 互联网：人们使用通信网络进行在线购物、社交媒体和娱乐等活动。
2. 移动通信：手机和智能设备的普及使人们能够随时随地进行通信。
3. 远程办公和远程教育：通过通信网络进行远程工作和学习。
六、通信网络在商业领域中的重要性1. 电子商务：企业通过通信网络进行在线销售和交易。
通信网理论与技术
1.1 通信网的概念
1.1.1通信系统的基本组成 1.1.2 通信网的概念及构成要素 1.1.3 通信网的分层结构 1.1.4 通信网的业务及网络分类
更清晰地描述现代通信网络结构 网络的分层使网络规范与具体实施方法无关 简化了网络的规划和设计 使各层的功能相对独立
1.1.3 通信网的分层结构
网络的分层结构
➢网络结构的垂直描述 ➢网络结构的水平描述
1.1.3 通信网的分层结构
1. 网络结构的垂直描述
❖ 根据不同的功能将网络分解成多个 功能层
❖ 上下层之间的关系为客户/服务者 关系
1.1.3 通信网的分层结构
把OSI七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分 为应用层、业务网和传送网，如图1.3所示
远程教育
应用层 会议电视
文件传送
业务网
电话网
移动网
数据网
支 撑
网
传送网
链路层 物理层
图1.3 垂直观点的网络结构
1.1.3 通信网的分层结构
把OSI七层模型进行简化，从垂直结构上，从功能上将通信网分 为应用层、业务网和传送网，如图1.3所示
1.1.2 通信网的概念及构成要素
1. 通信网的概念
➢ 定义：通信网是由一定数量的节点（包括终端节 点、交换节点）和连接这些节点的传输系统有机 地组织在一起的，按约定的信令或协议完成任意 用户间信息交换的通信体系。
➢ 功能：就是适应用户呼叫的需要，以用户满意的 效果传输网内任意两个或多个用户的信息。
水平描述是基于用户接入网络实际的物理连接来划分的， 可分为 ❖ 用户驻地网（CPN：Customer premises Network） ❖ 接入网（AN：Access Network） ❖ 核心网（CN：Core Network）
网络原理与通信技术基础
网络原理与通信技术基础随着信息技术的高速发展，网络已经成为我们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
而要了解和掌握网络原理与通信技术基础，则是我们拥有良好网络连接和顺畅通信的基础。
网络原理是指网络的基本工作原理和组织结构，它包括了对数据如何在网络中传输以及网络拓扑结构等问题的研究。
网络中的核心概念是数据包交换技术，即将数据切分成包并通过互连的网络设备进行传输。
这种方式可以提高网络的传输效率和可靠性。
在理解网络原理时，我们需要了解网络的各个层级以及不同层级之间的通信方式。
网络通信技术是指通过网络进行信息传输的技术，它涵盖了数据传输协议、网络设备以及安全性等方面。
其中，数据传输协议是网络通信的核心，它规定了数据在网络中的传输方式和格式。
常见的协议有TCP/IP协议和UDP协议。
TCP/IP协议是一种面向连接的协议，它能够保证数据的完整性和可靠性。
而UDP协议则是一种无连接的协议，它适用于实时性要求较高的应用场景。
网络设备是实现网络通信的关键组成部分，主要包括交换机、路由器和光纤等。
交换机是网络中的数据交换设备，它能够实现不同设备之间的数据转发。
路由器则是负责将数据包从源主机发送到目标主机的设备，它采用路由表进行数据包的转发。
光纤是一种高速传输数据的介质，它具有传输速度快、带宽大等优势，因此在长距离传输和大容量数据传输中得到广泛应用。
在学习网络原理与通信技术基础时，我们还需要了解网络安全的相关知识。
随着网络的普及和应用，网络安全问题也日益突出。
了解网络攻击的类型和手段，学习网络安全防护的基本原理和技术是非常重要的。
常见的网络安全技术有防火墙、入侵检测系统和虚拟专用网络等。
这些技术可以有效地保护网络安全，防止黑客攻击和信息泄露。
另外，学习网络原理与通信技术基础还需要进行实践操作。
通过搭建网络实验环境，熟悉网络设备的配置和管理，掌握网络故障排除的方法，可以提高我们在网络实际应用中的操作能力和解决问题的能力。
总之，网络原理与通信技术基础是我们理解和掌握网络工作原理、实现高效通信的基础。
通信技术的知识储备与基础理论解析
通信技术的知识储备与基础理论解析通信技术是指在信息传输过程中使用的技术手段和方法，它的发展对现代社会的信息交流起到了至关重要的作用。
通信技术的知识储备和基础理论是了解和应用通信技术的基础，本文将对通信技术的知识储备和基础理论进行解析。
了解通信技术的基本概念是建立起扎实的知识储备的第一步。
通信技术是指通过传输媒介将信息从发送方传输到接收方的技术。
传输媒介可以包括有线媒介（如电缆、光纤）和无线媒介（如电磁波）。
通信技术的基本原理包括信号的产生、编码与调制、传输与解调、信道编码与纠错等。
通信技术的基础理论是指通信技术实践中所遵循的基本原则和规律。
其中最基本的理论是信号传输。
信号传输有两个重要概念：带宽和信噪比。
带宽是指信号所占据的频率范围，决定了信号能够传输的信息量大小；信噪比是指信号与噪声的比值，衡量了信号的质量。
通信技术的目标是通过适当的信号编码和调制技术，尽可能提高信噪比，使信息能够准确传输。
除了信号传输，还有其他重要的基础理论。
一个重要的理论是信息论。
信息论是研究信息内容、传输速率、信道容量等问题的数学理论。
它提出了如香农编码和汉明编码等一系列编码方法，用于提高信息传输效率和信道容量。
信息论的应用在数据压缩、信道编码和错误纠正上有着广泛的应用。
网络理论也是通信技术的重要基础理论之一。
网络理论研究的是通过交换节点连接起来的节点集合，也就是我们常说的通信网络。
网络理论中的常见问题包括网络拓扑结构、路由选择、流量控制等。
通过建立合理的网络拓扑和有效的路由算法，可以提高网络的传输效率和可靠性。
另一个重要的基础理论是调制与解调技术。
调制与解调是指将数字信号转换为模拟信号或者将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制技术可以根据不同的传输媒介和应用需求选择合适的调制方式，如幅度调制、频率调制、相位调制等。
解调技术则是将接收到的信号恢复为原始的数字信号或模拟信号。
总之，通信技术的知识储备和基础理论是了解和应用通信技术不可或缺的基础。
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通信网基础
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例题1
某电话局忙时平均呼叫率为1000次，则平均来 话时间间隔为多少？平均来话间隔小于等于10 秒的概率是多少？
2021/2/18
通信网基础
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泊松过程的附加特性
假定有m个独立的泊松流，它们的到达率分 别为λ1 λ2 ……λn，则复合流本身也是泊松流 ，其速率参数
m
证明： n,
n n Pn P0 n / n!
P0 e
Pn n e / n! （也是泊松分布）
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通信网基础
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M/M/m特例3
有限服务机但无存储器的情况M/M/m(m)
在这个系统中， i , nn
m
概率归一化条件为， Pn 1
n0
于是
Pn
n / n!
m
l / l!
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通信网基础
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大群化效应
以PB ≤ 0.1为例，传10爱尔兰业务量，要由10个m=3 系统分散处理，共需30条线，系统效率η=0.31：
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通信网基础
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也可用一个M/M/13即拒系统传，同样传10爱尔 兰，保证PB≤0.1，比方案一省17条线，η提高一 倍多（0.31→0.705）。
这四个统计量可以归纳为与λ、μ的关系：
E(n)
(系统中平均顾客数)
E(T) 1
(顾客平均逗留时间)
E(q)
(平均等待顾客数)
E(w) (平均等待时间)
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通信网基础
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M/M/1/N(推广到存储容量为N的有限队
列排队系统)
N
N对应的状态概率的归一性条件为： Pn 1 n0
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模型及状态转移图
μ1 λ
┇
μm
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通信网基础
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系统平衡方程
0P 01P 1
(1 1 )P 10 P 02 P 2
(n n ) P n n 1 P n 1 n 1 P n 1
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通信网基础
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解平衡方程，可以求得系统的平衡概率：
提纲
排队论基础 电路交换网分析 分组交换网分析
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通信网基础
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排队论基础
排队模型 泊松过程 M/M/1排队 M/M/m排队
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通信网基础
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基本排队模型
输入 过程
顾客
排队系统
队列
服务机构
服务完离开
排队系统的三个基本组成部分.
•输入过程 (顾客按照怎样的规律到达);
依此类推，
Pn nP0
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通信网基础
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在M/M/1排队系统的存储容量为无穷大时，可以利用
概率归一性条件:
Pn 1
0
求得：
P0 1(队列空的 ) 概率
于是，可以得到无限存储容量M／M／1排队的平衡状 态概率：
P n (1 )n( 1 )
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通信网基础
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根据所得到的状态概率Pn，可以求得不同的排队统计 特性。根据随机变量平均值的定义，排队系统中的平 均顾客数(包括正在被服务的一个)可以表示为：
如果要求报文在集中器中平均延时小于1秒，最多 可容纳多少个输入端？
假设有60个输入端，系统的业务强度是多少？缓冲 器中存储的报文数有多少？
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通信网基础
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排队论基础
排队模型 泊松过程 M/M/1排队 M/M/m排队
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通信网基础
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M/M/m排队
M/M/m排队系统是一个多服务员指数排队系统 ，属于到达率和离开率依赖于系统状态的排队 系统。例如没有“顾客等候室”的电路交换系统 属于这一种。
λP0 =μP1 (λ+μ)P1 =λP0 +μP2
┇
(λ+μ)Pn =λPn-1+μPn+1
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通信网基础
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在系统稳态平衡条件下，脱离n状态与进入n状态 保持平衡，所有等式两边相等。根据此平衡方程 ，我们可以得到：
P1
P0
P0
P 2 ( 1 ) P 1 P 0 2 P 0
p (k ) (T )ke T/k !(k 0 ,1 ,2 ......)
其平均值E(k)和 方差：
E(k)kp(k)T k0
k 2E (k2)E 2(k)
E(k)T
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通信网基础
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泊松过程和负指数分布的关系
如果到达是个泊松过程，则到达的时间间隔服从负 指数分布，反之亦然。
证明：设是一个随即变量，代表任一时间起点与第一次到
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式中，B(N,A)表示流入话务量为A，中继线数 为N时的呼损概率，式中用A＝λ/μ，表示系统 的业务强度，对于电话网就是系统承受的电话 负荷（话务量）
例如，电话网的平均来话率λ＝300次/时，每次 通话平均时间2分钟（即1/μ＝2分钟），则此电 话网的流入话务量A＝10 Erl。
话务量单位用Erl(爱尔兰，Erlang),是为了纪念 丹麦话务理论家A.K.Erlang而命名的。话务量 单位也可以用每小时百秒呼（ccs）来表示。 Erl与ccs的关系是：Erl=36ccs。
可见集中器，复用器的必要性！
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通信网基础
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M/M/m(m)模型在实际系统的意义
顾客以泊松过程到达，并总能找到一条中继线，直 到全部中继线占完。这时，顾客就不允许再进入了。 这一模型常用于电路交换网的分析，由于系统不允 许排队（无存储），所以被称为呼损系统，其主要 的性能参数是呼损概率。
我们可以求得：
P0
(1) 1N1
所以有限队列M／M／1排队的状态概率为：Pn
(1) 1N1
排队系统全满的概率，即系统阻塞概率为：
PN
(1)N 1N1
2021/2/18
通信网基础
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例题2
有一个集中器被模型化为一个M/M/1排队，输 出线的容量为1200bps，平均报文长度为100bit 。它有N个输入端。每个平均输入率为0.1个报 文/秒。计算：
2021/2/18
通信网基础
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总结
网络的性能分析在网络管理中具有重要作用。 排队论是通信网性能分析中的常用工具。 在通信网络中，最常用的排队模型是M/M/m，
其中呼叫（分组）到达和离去过程都服从泊松 分布。 电路交换系统的基本设计模型是M/M/m(m)。
2021/2/1
Pn P0
i0 n
i
i1
式中，P0为概率常数，可以利用概率归一性条件来求 解。
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通信网基础
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i
i i (im) i m(im)
利用上述条件可以得到平衡概率：
n
Pn
P0 P0
n!
n
m!mnm
(nm) (nm)
P 0 m k 0 1 k 1 !k m 1 !1 - 1
达之间的时间，取任一值t，则
时间起点
t
第一次到达
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P (t)pr(在 o0 b ,t） （中 0 到 )P (0 ) 达 e t 数 P (t) 1 e t
这正是随机变量的概率分布函数：
F (t) 1 et (负指数分布)
概率密度函数f (t) et
E( ) 0f ( )d 1/
E(n) 0 nn P1
2021/2/18
通信网基础
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M/M/1排队的平均队长
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通信网基础
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Little公式
Little公式是排队论中的一个重要公式，它说明了平 均到达率λ、平均时延E(T)和平均队长E(n)三者之间 的关系，这一关系式对所有排队系统，包括具有优 先级排队规则的系统都是适用的。
M/G/1 排队
表示泊松到达、服务时间服从一般分布的单服务员排队系统。
M/D/1 排队
表示泊松到达、服务时间为常数的单服务员排队系统。
2021/2/18
通信网基础
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排队论基础
排队模型 泊松过程
定义 性质
M/M/1排队 M/M/m排队
2021/2/18
通信网基础
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泊松过程定义
用下面三个条件来对泊松过程进行定义。
i i 1
（证明略）
2021/2/18
通信网基础
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排队论基础
排队模型 泊松过程 M/M/1排队 M/M/m排队
2021/2/18
通信网基础
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M/M/1排队
泊松
到达
μ
λ 无限大 负 指 缓存器 数 服 务
系统服务强度ρ＝λ/μ
利用此模型来分析该系统的相关统计特性：系
统中的平均顾客数E(n)、平均排队长度E(q)、
顾客在系统中的平均逗留时间E(T)和平均等待
时间E(w)等。
2021/2/18
通信网基础
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假设，当系统中有n 个顾客时，称此系统处于 状态n，与此对应出现该状态的概率为Pn。由 此，我们可以用下图表示系统的状态转移关系 。
2021/2/18
通信网基础
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在系统状态图中，有顾客到达时，状态以λ速 率向右转移一步；有顾客完成服务时状态以速 率μ向左移动一步。在系统处于统计平衡状态 下，可列出系统统计平衡方程：
平稳性:在区间[a，a+△t] 内有k个顾客到来的概率与
起点a无关，只与时间区间的长度有关。