MIS讲义第六章通信网络技术及在管理中的作用

ManagementInformationSystems管理信息系统内蒙古大学经济管理学院E-mail:nmgzqf@126.comZhangQifeng张启锋TheSchoolofEconomic&ManagementOfInnerMongoliaUniversity从古到今，人类的社会活动总离不开消息的传递和交换，古代的消息树、烽火台和驿马传令，以及现代社会的文字、书信、电报、电话、广播、电视、遥控、遥测等，这些都是消息传递的方式或信息交流的手段。人们可以用语言、文字、数据或图像等不同的形式来表达信息。但是这些语言、文字、数据或图像本身不是信息而是消息，信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。因此，通信的根本目的在于传输含有信息的消息，否则，就失去了通信的意义。基于这种认识，“通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。第六章通信网络技术及在管理中的作用第一节通信技术概述第二节计算机通信网络第三节管理中的通信网络技术第六章通信网络技术及在管理中的作用第一节通信技术概述一、通信的基本概念

二、通信系统的组成三、通信技术发展概况四、数字通信系统的主要性能指标五、数字通信的主要技术1、通信的定义通信:就是利用电子等技术手段,借助电/光信号实现从一地向另一地进行消息的有效传递和交换.例如:人与人之间的对话人与人之间手机联络都是通过声音来传递消息

第一节通信技术概述一、通信的基本概念信道:由于通信双方之间的距离客观存在,必须在两地之间建立信息传递的通道.这种有形或无形的用于传递信息的通道称为信道.信号:我们一方面要研究信道,同时还要寻找能适合在信道中传输的信息载体,也就是信号.第一节通信技术概述一、通信的基本概念2、通信的分类1）按传输媒质分

有线通信:传输媒质为导线、电缆、光缆媒质能看得见无线通信:电磁波媒质为看不见、摸不着

2）按信道中所传信号的不同分

数字通信:信道中传送的信号为数字信号模拟通信:信道中传送的信号为模拟信号3）按工作频段分

长波通信:如用于导航的VLF通信中波通信:如民用调频广播;业余无线电短波通信:如短波广播通信军用通信微波通信:如移动通信雷达空间通信第一节通信技术概述一、通信的基本概念2、通信的分类4）按调制方式分基带传输:基带传输是指信号没有经过调制而直接送到信道中去传输的一种方式频带传输:频带传输是指信号经过调制后再送到信道中传输，收端有相应解调措施的通信系统。第一节通信技术概述一、通信的基本概念3、通信的方式1）按消息传送的方向和时间划分的通信方式单工方式(b)半双工方式(c)全双工方式第一节通信技术概述一、通信的基本概念3、通信的方式2）按数字信号排序分串序传输方式;(b)并序传输方式

3）按通信网络形式分两点间直通方式(b)分支方式(c)交换方式第一节通信技术概述一、通信的基本概念3、通信的方式第一节节通通信技技术概概述二、通通信系系统的的组成成1、通通信系系统基基本模模型通信的的任务务是完完成消消息的的传递递和交交换要要实现现这一一过程程必须须具有有以下下三个个部分分:发送端端--接收收端--信信道信道中中传输输模拟拟信号号的系系统称称为模模拟通通信系系统与与基本本模型型相比比增加加了调调制与与解调调.目目的是是将基基带信信号转转换其其频带带适合合在信信道传传输的的信号号也就就是调调制.第一节节通通信技技术概概述二、通通信系系统的的组成成2、模模拟通通信系系统第一节节通通信技技术概概述二、通通信系系统的的组成成3、数数字通通信系系统信道中中传输输数字字信号号的系系统称称为数数字通通信系系统数字通通信系系统主主要的的三种种通信信模式式:1）数数字频频带传传输通通信系系统2）数数字基基带传传输通通信系系统3）模模拟信信号数数字化化传输输通信信系统统1）数数字字频带带传输输通信信系统统加密器器----为了了实现现保密密通信信对基基带信信号的的扰乱乱编码器器----信道道的噪噪声对对数字字信号号的传传输造造成的的差错错通过编编码器器/解解码器器来控控制同步----该环环节因因为其其位置置往往往不是是固定定未画画出,但在该该系系统统中中是是不不可可缺缺少少的的.第一一节节通通信信技技术术概概述述第一一节节通通信信技技术术概概述述2））数数字字基基带带传传输输通通信信系系统统没有有调调制制器器和和解解调调器器的的数数字字通通信信系系统统称称为为数数字字基基带带传传输输通通信信系系统统3））模模拟拟信信号号数数字字化化传传输输通通信信系系统统在日日常常生生活活中中大大部部分分信信号号为为模模拟拟信信号号,实实现现模模拟拟信信号号在在数数字字系系统统中的的传传输输则则必必须须发发端端进进行行A/D收收端端进进行行D/A第一一节节通通信信技技术术概概述述二、、通通信信系系统统的的组组成成3、、数数字字通通信信系系统统第一一节节通通信信技技术术概概述述二、、通通信信系系统统的的组组成成4、、数数字字通通信信系系统统的的主主要要优优缺缺点点1））数数字字通通信信的的主主要要优优点点抗噪噪声声性性能能好好:信信号号的的取取值值只只有有两两个个,容容易易判判别别和和处处理理.(2)差差错错可可控控:通通信信中中出出现现的的差差错错可可通通过过纠纠错错编编码码技技术术来来控控制制(3)保保密密性性好好:与与模模拟拟信信号号相相比比更更容容易易加加密密和和解解密密(4)易易于于与与现现代代技技术术相相结结合合。。目目前前的的终终端端接接口口均均是是数数字字信信号号第一一节节通通信信技技术术概概述述二、、通通信信系系统统的的组组成成4、、数数字字通通信信系系统统的的主主要要优优缺缺点点2））数数字字通通信信的的缺缺点点(1)频频带带利利用用率率不不高高。。数数字字信信号号占占用用的的频频带带宽宽以电电话话为为例例，，一一路路数数字字电电话话一一般般要要占占据据约约20-60kHz的的带带宽宽，，而一一路路模模拟拟电电话话仅仅占占用用约约4kHz带带宽宽。。(2)需需要要严严格格的的同同步步系系统统。。故设设备备复复杂杂、、成成本本高高、、体体积积较较大大。。第一一节节通通信信技技术术概概述述三、、通通信信技技术术发发展展概概况况1通通信信发发展展简简史史1））通通信信的的萌萌芽芽古代代战战场场的的““点点烽烽火火为为号号””可可能能是是最最原原始始的的数数字字通通信信，，此此外外古古代代航航海海中中使使用用的的旗旗语语也也可可以以认认为为是是数数字字通通信信的的萌萌芽芽。。2））通通信信发发展展的的三三个个阶阶段段借助助电电信信号号实实现现从从一一地地向向另另一一地地进进行行消消息息传传递递的的通通信信（（电电信信））的的历历史史可可追追溯溯到到17世世纪纪初初期期，，从从1600～～1750年年研研究究电电磁磁现现象象开开始始到到19世世纪纪40年年代代，，为为通通信信理理论论基基础础准准备备阶阶段段。。从从19世世纪纪40年年代代开开始始通通信信才才进进入入实实用用阶阶段段。。实实用用阶阶段段大大致致可可划划分分为为三三个个阶阶段段。。（1））通通信信的的初初级级阶阶段段。。从从1838年年摩摩尔尔斯斯发发明明有有线线电电报报到到1948年年香香农农提提出出信信息息论论共共110年年，，主主要要是是有有线线通通信信、、无无线线通通信信、、广广播播电电视视、、雷雷达达和和微微波波通通信信等等方方面面的的发发展展，，此此阶阶段段以以模模拟拟通通信信为为主主。。（2）近近代通信信阶段。。从1948年到到20世世纪80年代光光纤通信信系统等等投入使使用共30多年年，主要要是通信信统计理理论、数数字传输输理论及及技术、、彩色电电视、卫卫星通信信等方面面的发展展,此阶阶段模拟拟通信用用于普通通产品，，数字通通信用于于高端产产品。（3）现现代通信信阶段。。20世纪纪80年年代商用用通信卫卫星、程程控数字字交换机机、光纤纤通信系系统等陆陆续投入入使用至至今共20多年年,主要要是卫星星通信、、光纤通通信、移移动通信信、多媒媒体通信信等方面面的发展展，数字字通信进进入寻常常百姓家家庭。第一节通信信技术概述三、通信技术术发展概况第一节通信信技术概述三、通信技术术发展概况2、通信技术术的现状和发发展趋势1）光纤通通信光纤通信具有有容量大、成成本低等优点点，且不怕电电磁干扰，与与同轴电缆相相比可以大量量节约有色金金属和能源。。因此，自1977年世世界上第一个个光纤通信系系统在芝加哥哥投入运行以以来，光纤通通信发展极为为迅速，新器器件、新工艺艺、新技术不不断涌现，性性能日臻完善善。由于长波波长激光器和和单模光纤的的出现，使使每芯光纤通通话路数可高高达百万路，，中继距离将将达到100km，市市话中继光纤纤成本也连续续大幅度下降降。我国近几年来来光纤通信已已得到了快速速发展，目前前光缆长度累累计近几十万万km。我国国已不再敷设设同轴电缆，，新的工程将将全部采用光光纤通信新技技术。第一节通信信技术概述三、通信技术术发展概况2、通信技术术的现状和发发展趋势2）卫星通通信卫星通信的特特点是通信距距离远，覆覆盖面积广，，不受地理理条件限制，，可以大容量量传输，建设设周期短，可可靠性高等。。自1960年第一颗卫卫星发射成功功以来，卫星星通信发展特特别迅猛。目目前，卫卫星通信的使使用范围已遍遍及全球，仅仅国际卫星通通信组织就拥拥有数十万条条话路。卫星星通信的广泛泛应用，使国国际间重大活活动能及时得得以实况转播播，它使全全世界人与人人之间的“距距离”缩短。。3）移动通通信移动通信是现现代通信中发发展最为迅速速的一种通信信手段，它是是随着汽车、、飞机、轮船船、火车等交交通工具的发发展而同步发发展起来的。。近10年年来，在微微电子技术和和计算机技术术的推动下，，移动通信从从过去简单的的无线对讲或或广播方式发发展成为一个个把有线、无无线融为一一体，固定、、移动相互连连通的全国规规模，甚至全全球范围的通通信系统。移动通信的发发展方向是数数字化、微型型化和标准化化。20世纪纪90年代将将是蜂窝电话话迅速普及的的年代。但目目前世界上存存在八种不同同的技术体制制，互不兼容容，因此标准准化成为当务务之急。数字字化的关键是是调制、纠错错编码和话音音编码方式的的确定。微型型化的目标是是研制重量非非常轻的个人人携带的手机机。第一节通信信技术概述三、通信技术术发展概况2、通信技术术的现状和发发展趋势4）微波中中继通信微波中继通信信始于20世世纪60年代代，它较一般般电缆通信具具有易架设，，建设周期短短等优点。它它是目前通信信的主要手段段之一，主要要用来传输长长途电话和电电视节目，其其调制主要采采用SSB/FM/FDM等方式。。微波中继通信信的主要发展展方向是数字字微波，同时时要不断增加加系统容量，，增加容量的的途径是向多多电平调制技技术发展。目目前采用的调调制方式有16QAM和和64QAM，并已出现现256QAM、1024QAM等等超多电平调调制的方式。。采用多电平平调制，在40MHz的标准频道道间隔内，可可传送1920至7680路PCM数字电话。。第一节通信信技术概述三、通信技术术发展概况2、通信技术术的现状和发发展趋势第二节计算算机通信网络络一、计算机网网络的基本概概念1.计算机网网络的定义：：利用通信线线路将具有独独立功能的计计算机连接起起来而形成的的计算机集合合，计算机间间可以借助通通信线路传递递信息，共享享软件、硬件件和数据等资资源一、计算机网网络的基本概概念2.计算机网网络的特点(1)计算机机网络建立在在通信网络的的基础之上(2)建立计计算机网络的的目的资源共享在线通信第二节计算算机通信网络络第二节计算算机通信网络络计算机网络应应用举例（1）1.共享打印印机等各种硬硬件设备计算机网络应应用举例（2）2.共享数据据资源第二节计算算机通信网络络计算机网络应应用举例（3）3.共享应用用程序第二节计算算机通信网络络第二节计算算机通信网络络计算机网络分分类1.广域网（（WAN）覆盖的地理范范围：几十千千米到几千千千米通常利利用公公用网网络进进行组组建2.城城域网网（MAN）覆盖的的地理理范围围：几几十千千米之之内3.局局域网网（LAN）覆盖的的地理理范围围：有有限范范围（（如实实验室室内、、大楼楼内、、校园园内））分为共共享式式局域域网与与交换换式局局域网网包交换换：互联网网采用用包交交换技技术在在两点点之间间传输输数据据。在在包交交换网网络中中，文文件和和信息息被分分解成成包，，在这这些包包上用用表示示信息息源和和目的的地的的代码码打上上电子子标签签。这这些包包在网网络中中从一一台计计算机机传输输到另另一台台计算算机，，直至至到达达目的的地。。目的的计算算机把把这些些包集集中起起来，，并把把每包包中的的信息息重新新集合合成原原先的的数据据。路由由器器：：每个个包包从从源源到到目目的的地地的的最最佳佳路路径径是是由由途途经经的的各各个个计计算算机机决决定定的的。。决决定定包包的的路路径径的的计计算算机机通通常常叫叫做做路路由由器器，，确确定定最最佳佳路路径径的的程程序序叫叫做做路路由由算算法法。。计算算机机网网络络是是如如何何工工作作的的第二二节节计计算算机机通通信信网网络络第二二节节计计算算机机通通信信网网络络包交交换换优优点点：：1、、长长数数据据流流可可分分解解成成易易于于管管理理的的小小数数据据包包，，小小的的数数据据包包可可沿沿着着大大量量不不同同的的路路径径进进行行传传输输，，避避免免了了网网络络中中的的交交通通拥拥挤挤。。2、、在在数数据据包包到到达达目目的的地地后后，，更更换换受受损损数数据据包包的的成成本本较较低低，，因因为为如如果果一一个个数数据据包包在在传传输输途途中中被被改改变变了了，，只只要要重重新新传传输输这这个个数数据据包包就就可可以以了了。。最早早的的包包交交换换网网叫做做ARPANET。。协议议是一一组组规规则则的的集集合合，，它它规规定定网网络络传传输输数数据据的的格格式式和和顺顺序序，，并并检检查查这这些些数数据据中中的的错错误误。。协协议议确确定定了了数数据据的的发发送送设设备备如如何何表表示示已已经经完完成成信信息息的的发发送送，，以以及及接接收收设设备备如如何何表表示示已已经经收收到到（（或或没没收收到到））信信息息。。第二节节计计算机机通信信网络络第二节节计计算机机通信信网络络协议的的基本本概念念（1）1.协协议（（protocol）是是通信信双方方为了了实现现通信信所进进行的的约定定或所所作的的对话话规则则2.网网络协协议的的优劣劣直接接影响响网络络的性性能3.网网络协协议的的组成成语义：：做什什么（（whattodo）语法：：怎么么做（（howtodo））定时关关系：：何时时做（（whentodo）协议的的基本本概念念（2）4.计计算机机网络络中存存在有有多种种协议议5.协协议之之间的的相互互作用用为避免免重复复工作作，每每个协协议应应该处处理没没有被被其他他协议议处理理过的的通信信问题题协议之之间可可以共共享数数据和和信息息第二节节计计算机机通信信网络络OSI参考考模型型的基基本思思想第二节节计计算机机通信信网络络第二节节计计算机机通信信网络络网络中中数据据的封封装与与解封封生活中中信件件的封封装、、传递递与解解封第二节节计计算机机通信信网络络第二节节计计算机机通信信网络络TCP/IP分分层体体系结结构第二节节计计算机机通信信网络络TCP/IP体体系结结构与与OSI参参考模模型的的对应应关系系第二节节计计算机机通信信网络络1、局局域网网的主主要特特点2、总总线型型、环环形、、星形形网的的数据据传输输方式式3、局局域网网使用用的主主要传传输介介质及及其特特性二、局局域网网的基基本知知识局域网网的主主要特特点1.覆覆盖有有限的的地理理范围围2.传传输速速率高高（通通常在在10Mb/s~1000Mb/s之之间））3.误误码率率低（（通常常低于于10-8）4.单单位自自己建建设和和拥有有，易易于维维护和和管理理5.主主要技技术要要素拓扑结结构传输介介质介质访访问控控制方方法局域网网的拓拓扑结结构总线型型拓扑扑结构构环形拓拓扑结结构星形拓拓扑结结构总线型型拓扑扑结构构所有节节点都都连接接到一一条作作为公公共传传输介介质的的总线线上信息的的传输输以““共享享介质质”方方式进进行总线型型的优优越性性一个节节点失失效不不影响响其他他节点点的工工作节点的的增删删不影影响全全网的的运行行结构简简单接入灵灵活扩展容容易可靠性性高环形拓拓扑结结构特点：：以共享享介质质方式式进行行数据据传输输每个节节点都都与两两个相相邻的的节点点相连连节点之之间采采用点点到点点的链链路网络中中的所所有节节点构构成一一个闭闭合的的环环中的的数据据沿着着一个个方向向绕环环逐站站传输输环形的的主要要问题题环中某某一位位置的的断开开将导导致整整个网网络瘫瘫痪星形拓拓扑结结构特点存在一一个中中心节节点每个节节点通通过点点到点点的链链路与与中心心节点点连接接所有通通信都都通过过中心心节点点进行行交换局局域网网是一一种典典型的的星形形拓扑扑结构构局域网网传输输介质质1.传传输介介质传输信信号经经过的的各种种物理理环境境物理上上将计计算机机相互互连接接起来来的介介质2.传传输介介质的的种类类同轴电电缆非屏蔽蔽双绞绞线（（UTP））屏蔽双双绞线线（STP）光缆传输介介质的的种类类同轴电电缆同轴电电缆的的特点点1.优优点传输距距离较较远，，覆盖盖的地地域范范围较较大技术非非常成成熟2.缺缺点电缆硬硬，折折曲困困难，，重量量重3.局局域网网常用用同轴轴电缆缆粗同轴轴电缆缆：特特征阻阻抗50ΩΩ，，直径径1cm细同轴轴电缆缆：特特征阻阻抗50ΩΩ，直直径0.5cm4.同同轴电电缆不不适合合用于于楼宇宇内的的结构构化布布线非屏蔽蔽双绞绞线和和RJ-45连连接器器非屏蔽蔽双绞绞线1.优优点尺寸小小、重重量轻轻、容容易弯弯曲价格便便宜容易安安装和和维护护RJ-45连接接器牢牢固、、可靠靠2.缺缺点抗干扰扰能力力较弱弱传输距距离比比较短短UTP分为为：3类线线、4类线线、5类线线和超超5类类线UTP非常常适合合于楼楼宇内内部的的结构构化布布线屏蔽双双绞线线1.优优点传输质质量较较高电缆尺尺寸和和重量量与UTP相当当2.缺缺点安装不不合适适有可可能引引入外外界干干扰光缆1.光光缆的的特点点(1)优点点传输速率高高传输距离远远传输损耗低低抗干扰能力力强(2)缺点点价格相对较较高安装比较困困难2.光纤的的分类多模光纤单模光纤（（传输质量量比多模光光纤好）3.光缆适适合于楼宇宇内部的结结构化布线线光缆介质访问控控制方法（（1）1.问题的的提出传统的局域域网是“共共享”式局局域网共享式局域域网的传输输介质是共共享的数据传输应应该按照““半双工””方式进行行两个或多个个节点同时时发送将产产生“冲突突”介质访问控控制方法（（2）2.主要任任务尽量避免““冲突”的的发生解决“冲突突”发生时时产生的问问题3.对传输输介质进行行控制通常常采用分散散方式网络中的所所有节点都都参与对共共享介质的的访问控制制4.常用的的介质存取取方法带有冲突检检测的载波波侦听多路路访问（CSMA/CD）方方法令牌总线（（TokenBus）方法法令牌环（TokenRing）方法法以太网（Ethernet））采用总线型型拓扑结构构物理拓扑结结构可以是是星形的介质访问控控制方法为为CSMA/CD以太网的发发送先听后发，，边听边发发，冲突停停止，延迟迟重发以太网的接接收MAC地址址作用：局域域网上的计计算机利用用MAC地地址表示自自己和他人人的身份MAC地址址通常存储储在网络接接口卡NIC中MAC地址址位于OSI参考模模型的数据据链路层以太网中的的MAC地地址以太网的MAC地址址长度为48b以太网的MAC地址址表示方式式：十六进进制表示例如：52-54-ab-31-ac-c6惟一性保证证以太网的MAC地址址由专门的的组织负责责分配Internet网网络1.Internet物理结构构Internet连连接了不同同国家与地地区无数不不同类型的的电脑,可可能是某个个校园网的的大型主机机，也可能能是某个办办公室的个个人电脑。。硬件千差差万别，使使用的操作作系统与软软件也各不不相同，要要保证这些些电脑之间间能够畅通通无阻地交交换信息，，必须有相相通的语言言，即统一一的通信协协议。Internet是是一个计算算机网络的的网络或叫叫做网间网网(把全世世界各种各各样的网络络都联接到到一起所形形成的网络络)，那么么Internet是怎么把把这些网络络连接到一一起的呢?Internet是用一一种称为路路由器的专专用计算机机将网络互互联在一起起的。当然然，单纯将将计算机硬硬件互联在在一起并不不能形成Internet，，互联的计计算机还需需要在软件件的指挥下下才能正常常地工作。。Internet网网络1.x.y.z~126.x.y.z格式的IP地址，，属于A类类地址128.x.y.z~191.x.y.z格式式的IP地地址，属于于B类地址址192.x.y.z