物联网概论-2版-第5章
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3．UWB的技术特点
4．UWB的应用场景
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物联网概论（第2版）
5.2.4 60GHz通信
1．60GHz通信的起源
2．60GHz通信的特点和应用
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物联网概论（第2版）
5.2.4 60GHz通信
3．60GHz通信的标准化工作
60GHz通信技术和标准。工业界有WirelessHD和WiGig联盟，标准化组织有 ECMA、IEEE 802.15.3c（TG3c）和IEEE 802.11ad（TG ad）小组。
2G移动通信系统以数字化为主要特征，以传输语言和低速数据
业务为目的，又称为窄带数字通信系统，典型代表是GSM和IS95。
1．GSM/GPRS/EDGE
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物联网概论（第2版）
5.3.2 第二代（2G）移动通信
2G移动通信系统以数字化为主要特征，以传输语言和低速数据
业务为目的，又称为窄带数字通信系统，典型代表是GSM和IS95。
物联网概论（第2版）
5.2.2 蓝牙
3．蓝牙的各种技术 蓝牙技术支持点对点、点对多点的业务，采用灵活的无基站组网 方式，所有设备的地位都是平等的。蓝牙微微网一个主设备（master） 可以同时与7个从设备（slave）进行通信。
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物联网概论（第2版）
5.2.2 蓝牙
4．蓝牙的协议体系
5．蓝牙的应用场景
（1）居家 （2）工作 （3）途中
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物联网概论（第2版）
5.2.3 UWB
超宽带（UWB）是在宽频带上发送一系列非常窄的低功率脉
冲，能在10m左右的范围内实现Mbit/s的无线数据传输速率。
1．UWB的起源
2．UWB的工作原理
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物联网概论（第2版）
5.2.3 UWB
fiber surface waveguides for optical frequencies》，从理论上证明了用高
纯度石英玻璃纤维（即光纤）作为传输媒介实现长距离、大容量通信的 可能性，并论述了实现低损耗光纤的技术途径，从而奠定了光纤通信的
基础。高锟则成为“光纤之父”，获颁2009年诺贝尔物理学奖。
物联网概论（第2版）
5.2.6 WiMAX
3．标准
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物联网概论（第2版）
5.3
移动通信网络
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物联网概论（第2版）
移动通信网络
5.3.1 第一代（1G）移动通信 5.3.2 第二代（2G）移动通信
5.3.3 第三代（3G）移动通信
5.3.4 第四代（4G）移动通信 5.3.5 第五代（5G）移动通信
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物联网概论（第2版）
5.2.5 WLAN
3．WLAN的标准
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物联网概论（第2版）
5.2.6 WiMAX
全球微波互联接入（WiMAX）也称为IEEE 802.16无线城域网，它是一种宽带无线接入技术，
提供面向互联网的高速连接，传输距离可达50km。
1．WiMAX的起源 2003 年 由 Intel 牵 头 ， 包 括 西 门 子 、 富 士 通 、
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物联网概论（第2版）
5.3.3 第三代（3G）移动通信
3G的3种标准是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，其中TD-
SCDMA是我国制定的3G标准。
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物联网概论（第2版）
5.3.4 第四代（4G）移动通信
ITU认为：4G是基于IP协议的高速蜂窝移动网， 无线通信技术从现有的3G演进而来，4G的传输速率 可以达到100Mbit/s。 2005年10月，ITU给了4G技术一个正式的名称 IMT-Advanced。2009年，ITU在全球征集IMTAdvanced候选技术，ITU共征集到6个候选技术，其 中一类是基于3GPP的长期演进（LTE）技术，另外一 类是基于IEEE 802.16m的技术。2013年12月，我国工 信部下发4G牌照，中国移动、中国电信和中国联通均
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物联网概论（第2版）
电 子Leabharlann 教案点击此处结束放映
物联网概论（第2版）
第5章 物联网通信
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物联网概论（第2版）
通信是物联网的主要功能，物联网通信构成了物与物、物 与人互联的基础。 物联网通信几乎包含了现在所有的通信技术， 形成了大规模的信息化网络。本章将介绍无线通信网络，包括 无线接入网和移动通信网。本章将介绍有线通信网络，包括有 线接入网和光网络。
5.4.3 混合光纤/同轴接入网
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物联网概论（第2版）
5.4.1 基于双绞线传输的接入网
1. HDSL HDSL采用多对双绞线进行并行传输，将T1或E1 （1.5Mbit/s或2Mbit/s）的数据流分开在两对或三对双绞 线上传输，降低每线对上的传信率，增加传输距离。
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
5．ZigBee的应用场景
（1）无线传感器网络
（2）其他应用
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物联网概论（第2版）
5.2.2 蓝牙
蓝牙技术的宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术，使
短程无线通信技术标准化。
1．蓝牙的起源
2．蓝牙的技术优势
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物联网概论（第2版）
5.1
无线通信网络概述 无线接入网 移动通信网络 有线接入网
5.2
5.3
5.4
5.5
光网络
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物联网概论（第2版）
5.1
无线通信网络概述
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物联网概论（第2版）
1．无线通信网络 迄今为止，没有任何一种单
一的无线通信网络能够满足所有
的场合和应用需要，因而技术的 多元性是无线网络的一个基本特 征。依通信覆盖范围的不同，无 线网络从小到大依次为无线个域 网 （ WPAN ） 、 无 线 局 域 网 （ WLAN ） 、 无 线 城 域 网 （ WMAN ） 和 无 线 广 域 网 （ WWAN ）。无线网络覆盖的范 围如图5.1所示。
2．光纤接入网基本构成
光纤接入网是指用光纤作为主要传输媒质，实现接入网的信息 传送功能。光纤接入网包括局端设备（光线路终端）和远端设备 （光网络单元），它通过光线路终端（OLT）与业务节点相连、通 过光网络单元（ONU）与用户连接，OLT与ONU则通过传输设备 相连。
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物联网概论（第2版）
5.2.5 WLAN
无线局域网（WLAN）是一种利用无线信号
在空中传输数据、话音和视频的技术。
1．WLAN的起源 1990年IEEE成立802.11 WLAN标准工作组。 1997年，WLAN第一个标准IEEE 802.11诞生了。 1999年，工业界成立了Wi-Fi联盟。工作在 2.4GHz，5.8GHz。 2．WLAN的技术特点 具有灵活性和移动性。安装便捷。适合于个 人终端和小规模网络应用。WLAN无线信号很容 易被监听，容易造成信息泄漏。
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物联网概论（第2版）
5.3.1 第一代（1G）移动通信
1G（First Generation）表示第一代移动通信，1G是以模拟技 术为基础的蜂窝无线电话系统。大哥大手机。
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物联网概论（第2版）
5.3.1 第一代（1G）移动通信
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物联网概论（第2版）
5.3.2 第二代（2G）移动通信
IEEE频谱分段法见表5.2。
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物联网概论（第2版）
2．频谱的划分
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物联网概论（第2版）
5.2
无线接入网
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物联网概论（第2版）
无线接入网
5.2.1 ZigBee 5.2.2 蓝牙 5.2.3 UWB 5.2.4 60GHz通信 5.2.5 WLAN 5.2.6 WiMAX
2．IS-95
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物联网概论（第2版）
5.3.3 第三代（3G）移动通信
第三代（3G）移动通信是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信，具有 采用2Mbit/s的高速率接入。2000年国际电信联盟（ITU）正式公布了3G标准。 2009年，我国分布并施行《第三代移动通信服务规范（试行）》。与原来的 移动通信相比，3G核心网在电路域（CS）的基础上增加了分组域（PS）。
获得TD-LTE牌照，三大电信运营商全面开展4G应用。
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物联网概论（第2版）
5.3.4 第四代（4G）移动通信
4G的特点
4G核心技术
4G网络结构
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物联网概论（第2版）
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物联网概论（第2版）
5.3.5 第五代（5G）移动通信
目前5G还没有推出。5G将不仅具有更高速率、更大带宽和更强能力
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物联网概论（第2版）
1．无线通信网络
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物联网概论（第2版）
1．无线通信网络 （1）WPAN
（2）WLAN
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物联网概论（第2版）
1．无线通信网络 （3）WMAN
（4）WWAN
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物联网概论（第2版）
2．频谱的划分
由于应用领域众多，对频谱的划分有多种方式。较为通用的
5.4.2 基于光传输的接入网
3．光纤接入网技术
4．光纤接入网应用前景
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物联网概论（第2版）
5.4.3 混合光纤/同轴接入网
混合光纤/同轴（HFC）是一种基于频分复用的宽带 接入技术，它的主干网使用光纤，采用频分复用方式传
输多种信息，分配网则采用树形拓扑和同轴电缆，用于
传输和分配用户信息。HFC是将光纤逐渐推向用户的一 种新的演进策略，可实现多媒体通信和交互式视频图像 业务。目前，包括ITU-T在内的很多国际组织和论坛正在 对下一代的HFC系统进行标准化，这必将进一步推动其 发展。
的空中接口技术，而且是面向用户体验、业务应用和行业应用的智能无线 网络。
5G的研究进程
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物联网概论（第2版）
5.3.5 第五代（5G）移动通信
5G的技术特点
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物联网概论（第2版）
5.4
有线接入网
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物联网概论（第2版）
有线接入网
5.4.1 基于双绞线传输的接入网 5.4.2 基于光传输的接入网
ZigBee支持3种拓扑结构：星形、网状和簇状树形结构，如图5.2所示。
ZigBee是一个最多可由65 000个节点组成的无线数据传输网络平台。
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
4．ZigBee协议 ZigBee 协议的基础是 IEEE 802.15.4 ，但 ZigBee 联盟扩展了上 述协议的范围，对 ZigBee 的网络层（ NWK ）协议和应用程序编程 接口（API）进行了标准化。
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
ZigBee的中文译名通常称为“紫蜂”。ZigBee是近距离、低功耗、低 复杂度、低速率的无线通信技术。 1．ZigBee的起源
2．ZigBee的技术特点
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物联网概论（第2版）
5.2.1 ZigBee
3．ZigBee的网络特点
美国康宁公司和贝尔实验室分别于 1970年和1974年研制出损耗为20 dB/km和1.1 dB/km的低损耗光纤。
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物联网概论（第2版）
5.5.2 光网络的诞生及发展历程
现在，光纤通信的单通道速率已超过1 Tbit/s，单光纤传输容量可达100
物联网概论（第2版）
5.4.1 基于双绞线传输的接入网
2. ADSL
3. VDSL
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物联网概论（第2版）
5.4.2 基于光传输的接入网
1. 光纤接入网特点
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5.4.2 基于光传输的接入网
1. 光纤接入网特点
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5.4.2 基于光传输的接入网
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物联网概论（第2版）
5.5
光网络
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物联网概论（第2版）
光网络
5.5.1 光纤的发明
5.5.2 光网络的诞生及发展历程 5.5.3 光纤通信技术的发展现状 5.5.4 光网络的发展趋势
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物联网概论（第2版）
5.5.1 光纤的发明
1966 年，英 / 美籍华裔物理学家高琨博士发表了论文《Dielectric-
AT&T 等 公 司 成 立 了 推 进 无 线 宽 带 接 入 技 术 的
WiMAX 论 坛 。 现 在 IEEE 802.16 标 准 已 被 统 称 为 WiMAX。 2．WiMAX的技术特点 实现更远的传输距离。提供高速的宽带接入。 如果高速移动，WiMAX达不到无缝切换的要求。
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4．UWB的应用场景
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5.2.4 60GHz通信
1．60GHz通信的起源
2．60GHz通信的特点和应用
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物联网概论（第2版）
5.2.4 60GHz通信
3．60GHz通信的标准化工作
60GHz通信技术和标准。工业界有WirelessHD和WiGig联盟，标准化组织有 ECMA、IEEE 802.15.3c（TG3c）和IEEE 802.11ad（TG ad）小组。
2G移动通信系统以数字化为主要特征，以传输语言和低速数据
业务为目的，又称为窄带数字通信系统，典型代表是GSM和IS95。
1．GSM/GPRS/EDGE
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5.3.2 第二代（2G）移动通信
2G移动通信系统以数字化为主要特征，以传输语言和低速数据
业务为目的，又称为窄带数字通信系统，典型代表是GSM和IS95。
物联网概论（第2版）
5.2.2 蓝牙
3．蓝牙的各种技术 蓝牙技术支持点对点、点对多点的业务，采用灵活的无基站组网 方式，所有设备的地位都是平等的。蓝牙微微网一个主设备（master） 可以同时与7个从设备（slave）进行通信。
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5.2.2 蓝牙
4．蓝牙的协议体系
5．蓝牙的应用场景
（1）居家 （2）工作 （3）途中
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5.2.3 UWB
超宽带（UWB）是在宽频带上发送一系列非常窄的低功率脉
冲，能在10m左右的范围内实现Mbit/s的无线数据传输速率。
1．UWB的起源
2．UWB的工作原理
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物联网概论（第2版）
5.2.3 UWB
fiber surface waveguides for optical frequencies》，从理论上证明了用高
纯度石英玻璃纤维（即光纤）作为传输媒介实现长距离、大容量通信的 可能性，并论述了实现低损耗光纤的技术途径，从而奠定了光纤通信的
基础。高锟则成为“光纤之父”，获颁2009年诺贝尔物理学奖。
物联网概论（第2版）
5.2.6 WiMAX
3．标准
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5.3
移动通信网络
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移动通信网络
5.3.1 第一代（1G）移动通信 5.3.2 第二代（2G）移动通信
5.3.3 第三代（3G）移动通信
5.3.4 第四代（4G）移动通信 5.3.5 第五代（5G）移动通信
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5.2.5 WLAN
3．WLAN的标准
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物联网概论（第2版）
5.2.6 WiMAX
全球微波互联接入（WiMAX）也称为IEEE 802.16无线城域网，它是一种宽带无线接入技术，
提供面向互联网的高速连接，传输距离可达50km。
1．WiMAX的起源 2003 年 由 Intel 牵 头 ， 包 括 西 门 子 、 富 士 通 、
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物联网概论（第2版）
5.3.3 第三代（3G）移动通信
3G的3种标准是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，其中TD-
SCDMA是我国制定的3G标准。
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物联网概论（第2版）
5.3.4 第四代（4G）移动通信
ITU认为：4G是基于IP协议的高速蜂窝移动网， 无线通信技术从现有的3G演进而来，4G的传输速率 可以达到100Mbit/s。 2005年10月，ITU给了4G技术一个正式的名称 IMT-Advanced。2009年，ITU在全球征集IMTAdvanced候选技术，ITU共征集到6个候选技术，其 中一类是基于3GPP的长期演进（LTE）技术，另外一 类是基于IEEE 802.16m的技术。2013年12月，我国工 信部下发4G牌照，中国移动、中国电信和中国联通均
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第5章 物联网通信
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物联网概论（第2版）
通信是物联网的主要功能，物联网通信构成了物与物、物 与人互联的基础。 物联网通信几乎包含了现在所有的通信技术， 形成了大规模的信息化网络。本章将介绍无线通信网络，包括 无线接入网和移动通信网。本章将介绍有线通信网络，包括有 线接入网和光网络。
5.4.3 混合光纤/同轴接入网
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5.4.1 基于双绞线传输的接入网
1. HDSL HDSL采用多对双绞线进行并行传输，将T1或E1 （1.5Mbit/s或2Mbit/s）的数据流分开在两对或三对双绞 线上传输，降低每线对上的传信率，增加传输距离。
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5.2.1 ZigBee
5．ZigBee的应用场景
（1）无线传感器网络
（2）其他应用
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5.2.2 蓝牙
蓝牙技术的宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术，使
短程无线通信技术标准化。
1．蓝牙的起源
2．蓝牙的技术优势
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5.1
无线通信网络概述 无线接入网 移动通信网络 有线接入网
5.2
5.3
5.4
5.5
光网络
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5.1
无线通信网络概述
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1．无线通信网络 迄今为止，没有任何一种单
一的无线通信网络能够满足所有
的场合和应用需要，因而技术的 多元性是无线网络的一个基本特 征。依通信覆盖范围的不同，无 线网络从小到大依次为无线个域 网 （ WPAN ） 、 无 线 局 域 网 （ WLAN ） 、 无 线 城 域 网 （ WMAN ） 和 无 线 广 域 网 （ WWAN ）。无线网络覆盖的范 围如图5.1所示。
2．光纤接入网基本构成
光纤接入网是指用光纤作为主要传输媒质，实现接入网的信息 传送功能。光纤接入网包括局端设备（光线路终端）和远端设备 （光网络单元），它通过光线路终端（OLT）与业务节点相连、通 过光网络单元（ONU）与用户连接，OLT与ONU则通过传输设备 相连。
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5.2.5 WLAN
无线局域网（WLAN）是一种利用无线信号
在空中传输数据、话音和视频的技术。
1．WLAN的起源 1990年IEEE成立802.11 WLAN标准工作组。 1997年，WLAN第一个标准IEEE 802.11诞生了。 1999年，工业界成立了Wi-Fi联盟。工作在 2.4GHz，5.8GHz。 2．WLAN的技术特点 具有灵活性和移动性。安装便捷。适合于个 人终端和小规模网络应用。WLAN无线信号很容 易被监听，容易造成信息泄漏。
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5.3.1 第一代（1G）移动通信
1G（First Generation）表示第一代移动通信，1G是以模拟技 术为基础的蜂窝无线电话系统。大哥大手机。
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5.3.1 第一代（1G）移动通信
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5.3.2 第二代（2G）移动通信
IEEE频谱分段法见表5.2。
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2．频谱的划分
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5.2
无线接入网
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无线接入网
5.2.1 ZigBee 5.2.2 蓝牙 5.2.3 UWB 5.2.4 60GHz通信 5.2.5 WLAN 5.2.6 WiMAX
2．IS-95
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5.3.3 第三代（3G）移动通信
第三代（3G）移动通信是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信，具有 采用2Mbit/s的高速率接入。2000年国际电信联盟（ITU）正式公布了3G标准。 2009年，我国分布并施行《第三代移动通信服务规范（试行）》。与原来的 移动通信相比，3G核心网在电路域（CS）的基础上增加了分组域（PS）。
获得TD-LTE牌照，三大电信运营商全面开展4G应用。
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5.3.4 第四代（4G）移动通信
4G的特点
4G核心技术
4G网络结构
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5.3.5 第五代（5G）移动通信
目前5G还没有推出。5G将不仅具有更高速率、更大带宽和更强能力
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1．无线通信网络
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1．无线通信网络 （1）WPAN
（2）WLAN
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1．无线通信网络 （3）WMAN
（4）WWAN
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2．频谱的划分
由于应用领域众多，对频谱的划分有多种方式。较为通用的
5.4.2 基于光传输的接入网
3．光纤接入网技术
4．光纤接入网应用前景
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5.4.3 混合光纤/同轴接入网
混合光纤/同轴（HFC）是一种基于频分复用的宽带 接入技术，它的主干网使用光纤，采用频分复用方式传
输多种信息，分配网则采用树形拓扑和同轴电缆，用于
传输和分配用户信息。HFC是将光纤逐渐推向用户的一 种新的演进策略，可实现多媒体通信和交互式视频图像 业务。目前，包括ITU-T在内的很多国际组织和论坛正在 对下一代的HFC系统进行标准化，这必将进一步推动其 发展。
的空中接口技术，而且是面向用户体验、业务应用和行业应用的智能无线 网络。
5G的研究进程
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5.3.5 第五代（5G）移动通信
5G的技术特点
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5.4
有线接入网
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有线接入网
5.4.1 基于双绞线传输的接入网 5.4.2 基于光传输的接入网
ZigBee支持3种拓扑结构：星形、网状和簇状树形结构，如图5.2所示。
ZigBee是一个最多可由65 000个节点组成的无线数据传输网络平台。
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5.2.1 ZigBee
4．ZigBee协议 ZigBee 协议的基础是 IEEE 802.15.4 ，但 ZigBee 联盟扩展了上 述协议的范围，对 ZigBee 的网络层（ NWK ）协议和应用程序编程 接口（API）进行了标准化。
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5.2.1 ZigBee
ZigBee的中文译名通常称为“紫蜂”。ZigBee是近距离、低功耗、低 复杂度、低速率的无线通信技术。 1．ZigBee的起源
2．ZigBee的技术特点
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5.2.1 ZigBee
3．ZigBee的网络特点
美国康宁公司和贝尔实验室分别于 1970年和1974年研制出损耗为20 dB/km和1.1 dB/km的低损耗光纤。
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5.5.2 光网络的诞生及发展历程
现在，光纤通信的单通道速率已超过1 Tbit/s，单光纤传输容量可达100
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5.4.1 基于双绞线传输的接入网
2. ADSL
3. VDSL
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5.4.2 基于光传输的接入网
1. 光纤接入网特点
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5.4.2 基于光传输的接入网
1. 光纤接入网特点
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5.4.2 基于光传输的接入网
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5.5
光网络
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光网络
5.5.1 光纤的发明
5.5.2 光网络的诞生及发展历程 5.5.3 光纤通信技术的发展现状 5.5.4 光网络的发展趋势
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物联网概论（第2版）
5.5.1 光纤的发明
1966 年，英 / 美籍华裔物理学家高琨博士发表了论文《Dielectric-
AT&T 等 公 司 成 立 了 推 进 无 线 宽 带 接 入 技 术 的
WiMAX 论 坛 。 现 在 IEEE 802.16 标 准 已 被 统 称 为 WiMAX。 2．WiMAX的技术特点 实现更远的传输距离。提供高速的宽带接入。 如果高速移动，WiMAX达不到无缝切换的要求。
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