物联网概论2版第5章课件

物联网概论（第2版）点击此处结束放映1概况1

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您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。+++整体概况2物联网概论（第2版）点击此处结束放映电子教案物联网概论（第2版）3物联网概论（第2版）第5章

物联网通信点击此处结束放映4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。点击此处结束放映5

无线通信网络概述5.1无线接入网5.2移动通信网络5.3有线接入网5.4光网络5.5物联网概论（第2版）点击此处结束放映6物联网概论（第2版）

点击此处结束放映无线通信网络概述5.17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。点击此处结束放映8物联网概论（第2版）

1．无线通信网络点击此处结束放映9物联网概论（第2版）

1．无线通信网络（1）WPAN

（2）WLAN

点击此处结束放映10物联网概论（第2版）

1．无线通信网络（3）WMAN

（4）WWAN点击此处结束放映11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IEEE频谱分段法见表5.2。

点击此处结束放映12物联网概论（第2版）点击此处结束放映

2．频谱的划分

13物联网概论（第2版）

点击此处结束放映无线接入网5.214物联网概论（第2版）无线接入网5.2.1ZigBee5.2.2蓝牙5.2.3

UWB5.2.460GHz通信5.2.5WLAN5.2.6

WiMAX

点击此处结束放映15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的技术特点点击此处结束放映16物联网概论（第2版）5.2.1

ZigBee

3．ZigBee的网络特点

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65000个节点组成的无线数据传输网络平台。点击此处结束放映17物联网概论（第2版）5.2.1

ZigBee

4．ZigBee协议ZigBee协议的基础是IEEE802.15.4，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。

点击此处结束放映18物联网概论（第2版）5.2.1

ZigBee5．ZigBee的应用场景（1）无线传感器网络

（2）其他应用

点击此处结束放映19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．蓝牙的技术优势点击此处结束放映20

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。

点击此处结束放映21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）途中点击此处结束放映22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

点击此处结束放映23物联网概论（第2版）5.2.3

UWB

3．UWB的技术特点4．UWB的应用场景

点击此处结束放映24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

点击此处结束放映25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、IEEE802.15.3c（TG3c）和IEEE802.11ad（TGad）小组。

点击此处结束放映26物联网概论（第2版）点击此处结束放映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802.11WLAN标准工作组。1997年，WLAN第一个标准IEEE802.11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。27物联网概论（第2版）点击此处结束放映5.2.5

WLAN3．WLAN的标准

28物联网概论（第2版）5.2.6

WiMAX

全球微波互联接入（WiMAX）也称为IEEE802.16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、AT&T等公司成立了推进无线宽带接入技术的WiMAX论坛。现在IEEE802.16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。点击此处结束放映29物联网概论（第2版）5.2.6

WiMAX3．标准

点击此处结束放映30物联网概论（第2版）点击此处结束放映移动通信网络5.331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）移动通信点击此处结束放映32物联网概论（第2版）5.3.1第一代（1G）移动通信1G（FirstGeneration）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。

点击此处结束放映33物联网概论（第2版）5.3.1第一代（1G）移动通信

点击此处结束放映34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。1．GSM/GPRS/EDGE

点击此处结束放映35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。2．IS-95点击此处结束放映36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）。

点击此处结束放映37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。点击此处结束放映38物联网概论（第2版）点击此处结束放映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IMT-Advanced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IEEE802.16m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获得TD-LTE牌照，三大电信运营商全面开展4G应用。

39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网络结构点击此处结束放映40物联网概论（第2版）点击此处结束放映41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

点击此处结束放映42物联网概论（第2版）5.3.5第五代（5G）移动通信5G的技术特点点击此处结束放映43物联网概论（第2版）点击此处结束放映有线接入网5.444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5.4.3混合光纤/同轴接入网点击此处结束放映45物联网概论（第2版）5.4.1基于双绞线传输的接入网

1.HDSLHDSL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。

点击此处结束放映46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

点击此处结束放映47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

点击此处结束放映48物联网概论（第2版）点击此处结束放映5.4.2基于光传输的接入网1.光纤接入网特点

49物联网概论（第2版）5.4.2基于光传输的接入网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。点击此处结束放映50物联网概论（第2版）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点击此处结束放映51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。

点击此处结束放映52物联网概论（第2版）点击此处结束放映光网络5.553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光网络的发展趋势点击此处结束放映54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-fibersurfacewaveguidesforopticalfrequencies》，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。

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20dB/km和1.1dB/km的低损耗光纤。点击此处结束放映55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1Tbit/s，单光纤传输容量可达100Tbit/s，光网络已经经历了三代的发展历程，链路也由早期的单跨段，发展到今天的多跨段、可自由切换的透明波分网络和弹性波分网络。1．光网络的三代发展历程（1）第一代光网络SDH、波分复用。点到点传输的光网络，需进行光-电-光转换。（2）第二代光网络全光透明交换。人工配置的建路方法。（3）第三代光网络自动交换光网络。点击此处结束放映56