《电信网络基本知识》课件

电信网络基础知识电信网络是现代社会重要的基础设施之一。它连接了人与人，信息与信息，推动着社会进步。课程大纲11.电信网络概述介绍电信网络的基本概念、发展历史和分类，以及其在现代社会中的重要作用。22.通信基础知识涵盖通信模型、信号的调制与解调、编码与解码、信道与信道容量等基础知识。33.网络交换技术重点讲解电路交换、分组交换两种主要交换技术，以及各自的优缺点和应用场景。44.网络协议与标准介绍OSI参考模型、TCP/IP协议簇等重要网络协议，以及互联网协议的架构和关键技术。55.电信网络应用分析电信网络在通信、信息、娱乐等领域的典型应用，并探讨其发展趋势和未来展望。引言电信网络是现代社会中不可或缺的一部分。它为人们提供了通信、信息获取、娱乐等各种服务。本课程将带领大家深入了解电信网络的基本知识，包括网络结构、协议、应用等。电信网络概述电信网络是现代社会的基础设施之一，它连接着人们，企业，和世界。它利用各种通信技术，为语音，数据，视频，和互联网服务提供传输通道，为现代社会的发展起着至关重要的作用。电信网络的发展历程早期电报网络19世纪中叶，电报网络开始出现，标志着电信技术的萌芽。电话网络的诞生20世纪初，电话网络的诞生，实现了语音通信的革命性进步。无线通信的崛起20世纪中期，无线通信技术兴起，为移动通信奠定了基础。互联网的出现20世纪末，互联网技术的出现，彻底改变了信息传播和交流的方式。移动互联网的兴起21世纪初，移动互联网的兴起，推动了移动通信的快速发展。5G时代的到来近年来，5G技术的成熟和应用，为电信网络发展带来了新的机遇。电信网络的分类有线网络使用电缆或光缆连接设备，例如以太网、光纤网络。无线网络利用无线电波传输数据，例如Wi-Fi、蓝牙。公用网络由电信运营商提供服务，例如移动电话网络、互联网。专用网络由企业或组织内部构建，例如企业内网、校园网。通信基础知识网络连接网络连接是指通信设备之间建立的连接，用于数据传输。数据传输数据传输是指数据在网络连接中传输的过程，包括编码、解码、调制和解调等。带宽带宽是指通信信道的数据传输速率，表示单位时间内可传输的数据量。延迟延迟是指数据从发送端到接收端所花费的时间，影响通信效率和实时性。通信模型1信息源发送信息的一方。2发送器将信息转换为信号。3信道信号传输的媒介。4接收器将信号还原为信息。5信息宿接收信息的另一方。通信模型描述了通信过程中的各个环节。信息源产生要传递的信息，发送器将信息转换为信号，信道作为信号传输的媒介，接收器将信号还原为信息，信息宿最终接收信息。通信模型是理解通信过程的基本框架。通信信号信号类型通信信号可以是模拟信号或数字信号。模拟信号以连续波形表示，而数字信号则以离散数值表示。信号特点通信信号具有频率、幅度和相位等特性。这些特性决定了信号的传输方式和接收方式。信号处理为了确保信号在传输过程中的质量，需要进行信号处理，例如滤波、放大和调制等。信号的调制与解调1调制调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，以便通过无线电波或光波进行传输。2载波载波是一种频率较高的连续信号，可以用于承载数字信号。3解调解调是将模拟信号还原为数字信号的过程，以便接收方可以理解和处理信息。通信中的编码与解码编码的作用编码将信息转换为适合传输的格式。例如，将文本转换为二进制数据以便在网络上传输。编码过程通常涉及将信息分解为更小的单位，并使用特定的编码方案来表示这些单位。解码的作用解码将接收到的编码数据转换为原始信息。解码器使用相同的编码方案将二进制数据还原为文本、音频或视频等。解码过程是编码的逆过程，确保信息能够被接收者正确解读。信道与信道容量信道是指信息传输的物理媒介，例如电缆、光纤或无线电波。信道容量指的是信道在单位时间内能够传输的最大信息量，通常以比特率（bps）表示。10奈奎斯特速率每秒传输的最大符号数，受带宽限制。2香农定理最大信道容量，受带宽和信噪比限制。电路交换与分组交换电路交换建立连接后，数据传输过程完全占用线路，确保传输质量，但效率低，资源利用率不高。分组交换将数据分成数据包，通过网络传输，提高效率，但传输质量较低，数据包可能丢失或顺序错误。对比电路交换更适合实时通信，如电话通话。分组交换适合非实时数据传输，如电子邮件。电路交换网络电路交换网络是一种传统的通信网络类型。它建立在电路交换技术的基础上，在通信之前需要建立一条物理连接，就像打电话一样。电路交换网络的特点是通信质量稳定，适合实时性要求高的应用，例如语音通话和视频会议。但其资源利用率低，建立连接时间较长。电路交换网络使用固定带宽连接建立后，数据传输持续通信质量稳定，适合实时应用分组交换网络分组交换网络是现代通信网络的核心技术之一。它将数据分成固定大小的数据包，通过不同的路径传输到目的地。分组交换网络可以有效利用网络带宽，提高网络效率。同时，它也具有较高的灵活性和可扩展性，可以适应不断变化的网络环境。OSI参考模型OSI参考模型将网络通信抽象为七层模型，从下至上分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。1应用层提供应用程序接口2表示层处理数据格式3会话层管理通信会话4传输层提供端到端连接5网络层负责数据路由OSI模型是抽象概念，方便理解网络通信。实际网络协议可能跨层实现，但模型提供整体架构。物理层物理连接物理层负责数据在网络介质上传输。例如，数据通过双绞线、光纤或无线电波传播。网络接口物理层定义了数据传输的物理特性，包括信号编码、数据速率和传输介质。信号转换物理层将数字数据转换为电信号或光信号，以便通过物理介质传输。数据链路层11.帧数据链路层将来自网络层的数据封装成帧。22.访问控制MAC地址用于识别网络中的设备，并控制对网络的访问。33.帧传输帧在物理层通过物理介质传输。44.错误检测数据链路层使用校验和、CRC等技术来检测传输错误。网络层数据报网络层负责将数据报从源主机发送到目标主机，确保数据报在网络中顺利传输。路由选择网络层使用路由算法找到最佳路径，通过一系列路由器将数据报转发到目标主机。地址转换网络层负责将逻辑地址（IP地址）转换为物理地址（MAC地址），实现不同网络之间的数据传输。拥塞控制网络层通过拥塞控制机制，避免网络资源被过度使用，确保网络性能稳定。传输层传输层功能提供端到端的可靠数据传输服务。确保数据按序到达目的地，并进行流量控制和错误控制。传输层协议常见的传输层协议包括TCP和UDP。TCP提供可靠的数据传输，而UDP提供快速但不可靠的数据传输。会话层建立和管理会话会话层负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话，例如电话通话或文件传输。对话控制它提供对话控制功能，允许用户在不同设备之间进行交互，例如多人聊天或视频会议。数据同步会话层确保数据在会话期间同步传输，并处理数据流控制和错误恢复。表示层数据格式转换表示层负责将数据转换成网络可以传输的格式，例如，将文本转换成ASCII码。它还负责将接收到的数据转换成应用程序可以理解的格式。数据加密和解密表示层可以提供数据加密和解密功能，确保数据传输的安全性。例如，它可以使用SSL/TLS协议对数据进行加密，以防止数据被窃取。应用层应用程序的接口应用程序与网络之间交互的桥梁，提供服务和资源访问。常见的应用层协议HTTP、FTP、SMTP、DNS等协议，实现各种网络服务。用户交互的界面用户与网络之间的直接交互，例如网页浏览、文件传输等。安全性和可靠性应用层协议提供安全性和可靠性保障，保护数据传输。TCP/IP协议簇TCP/IP协议簇互联网的核心协议，负责数据传输、路由、网络连接等。协议层级分为应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层，各层负责不同功能。主要协议TCP：传输控制协议，提供可靠、面向连接的传输服务。UDP：用户数据报协议，提供无连接、不可靠的数据报传输服务。IP：互联网协议，负责数据包的寻址和路由。互联网的架构互联网的架构是一个分层的体系结构，由多个协议层组成，每个协议层负责特定的功能，共同保证互联网的正常运作。互联网的架构具有开放性和互联互通的特点，允许不同类型的网络和设备相互连接，实现信息共享和资源协作。互联网的关键技术IP协议互联网协议是互联网的核心协议，定义了数据包的格式和路由机制。TCP协议传输控制协议提供可靠的、面向连接的数据传输服务，确保数据完整性和顺序性。HTTP协议超文本传输协议用于在网页浏览器和服务器之间传输网页和其他网络资源。DNS协议域名系统将域名转换为IP地址，方便用户访问网站和服务器。互联网的发展趋势云计算云计算技术正在改变着互联网基础设施，为各种服务提供更强大的计算能力和存储空间。移动优先移动设备已经成为互联网的主要访问方式，移动互联网应用正在快速发展。人工智能人工智能技术在互联网领域得到广泛应用，包括搜索、推荐、语音识别、图像识别等。物联网物联网将各种设备连接起来，形成一个庞大的网络，为互联网带来新的应用场景。5G网络5G网络将带来更高的速度、更低的延迟和更大的容量，为互联网应用带来新的发展机遇。电信网络应用语音通信包括固定电话、移动电话、视频通话等。互联网接入提供宽带接入、无线网络、卫星通信等服务。广播电视提供数字电视、卫星