通信基本知识

通信基本知识演讲人：日期：目录通信概述通信媒介与技术通信协议与网络结构数字信号处理与编码技术通信设备与终端产品介绍现代通信技术应用领域探讨01通信概述通信定义通信是人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递。通信分类按传输内容分为电话通信、电报通信、数据通信等；按传输媒介分为有线通信和无线通信。通信的定义与分类现代通信：光纤通信、卫星通信、移动通信等技术的快速发展，使通信速度和质量得到极大提升。电话发明：电话的发明实现了语音的实时传输，进一步加速了信息的流通。电报机发明：19世纪30年代，欧洲和美洲先后出现商用电报机，代表性发明家包括高斯、韦伯和莫尔斯。古代通信：如烽火台、驿站传递、信鸽传书等，实现了远距离信息传递。19世纪通信技术的发展：电报、电话的发明和应用，推动了军事通信和民用通信的进步。通信的发展历程通信系统的基本组成信息源产生和发送信息的设备或人，如电话机、计算机等。信道传输信息的媒介，如电缆、光纤、无线电波等。信息接收设备接收并还原信息的设备，如电话机、收音机、电视机等。信息处理与存储对接收到的信息进行处理和存储，以便后续使用和分析。02通信媒介与技术有线通信媒介与技术传输媒介利用金属导线、光纤等有形媒介进行信息传输。信号类型可传输电信号和光信号，信号损失较小。传输距离受线路衰减和信号放大的限制，需要中继器放大信号以延长传输距离。应用场景主要用于固定电话、有线电视、宽带接入等领域。传输媒介利用无线电磁波在空间进行信息传输，不需要物理线路。信号类型无线电信号，易受干扰和衰减，需要采取抗干扰措施。传输距离受到频率、发射功率、传播环境等因素的影响，传输距离有限。应用场景移动通信、广播、卫星通信、无线电广播等领域。无线通信媒介与技术利用光纤进行信息传输，具有极高的传输速率和带宽。光信号，不受电磁干扰，传输质量高。光纤信号衰减极小，可以实现长距离传输而不需要中继器。长距离通信、高速数据传输、数据中心互联等领域，是现代通信的主要支柱之一。光纤通信技术传输媒介信号类型传输距离应用场景03通信协议与网络结构物理层比特流传输，涉及到电气、机械和定时接口的规范，如电缆、集线器和中继器等硬件设备。提供路径选择和逻辑地址寻址，IP协议是此层的重要协议，通过IP地址实现跨网络的通信。帧的传输和差错校验，包括以太网、Wi-Fi等协议，以及MAC地址和交换机等概念。保证端到端的通信质量，包括TCP和UDP协议，TCP提供可靠传输，UDP则提供无连接的服务。OSI七层协议模型数据链路层网络层传输层TCP/IP协议族简介TCP（传输控制协议）01面向连接的、可靠的传输层协议，通过三次握手建立连接，数据传输过程中会进行确认和重传。IP（网际协议）02网络层协议，负责数据包的传输和路由，IP地址是数据包的唯一标识，分为IPv4和IPv6两种版本。HTTP（超文本传输协议）03应用层协议，用于Web浏览器和服务器之间的通信，基于TCP协议，传输超文本数据。FTP（文件传输协议）04应用层协议，用于文件传输，基于TCP协议，支持文件的上传和下载。常见网络拓扑结构所有设备通过一条公共通信线路连接，易于安装但故障排查困难，如以太网早期版本。总线型拓扑所有设备通过独立的通信线路连接到中央节点（如交换机或集线器），易于管理和扩展，是目前局域网的主要拓扑结构。设备之间通过多条路径连接，可靠性高但成本较高，通常用于广域网或重要局域网的冗余备份。星型拓扑每个设备连接到两个相邻的设备，形成一个闭合环路，数据传输具有单向性，适用于实时性要求高的网络。环型拓扑01020403网状拓扑04数字信号处理与编码技术将模拟信号在时间上离散化，得到一系列采样值。采样将每个采样值用有限个数值进行近似表示，即用离散数值代替连续变化的采样值。量化将量化后的离散数值用二进制数表示，形成数字信号。编码模拟信号与数字信号转换原理010203将时域信号转换为频域信号，分析信号的频谱成分。离散傅里叶变换数字信号处理基本方法通过一定的算法，滤除或增强数字信号中的某些频率成分，实现信号的频域处理。数字滤波器根据采样、量化后的离散信号恢复出原始模拟信号，用于信号的再生与还原。信号重构加密编码将信号进行加密处理，防止未经授权的获取，如密码学中的对称加密、非对称加密等。压缩编码利用信号的相关性，将信号的冗余度降低，达到压缩信号的目的，如霍夫曼编码、离散余弦变换等。抗干扰编码通过增加信号的冗余度，提高信号在传输过程中的抗干扰能力，如纠错编码、扩频通信等。编码技术及其应用05通信设备与终端产品介绍连接交换机与交换机之间的通信线路，是通信网络的基础组成部分。架空明线、电缆、光缆和无线电波等，不同媒介具有不同的传输速率和传输距离。实现信号的传输和转换，将信号从一种形式转换为另一种形式，便于在传输过程中进行放大、再生和处理。传输设备具有传输距离远、传输效率高、抗干扰能力强等特点，但建设成本和维护成本较高。传输设备及其功能特点传输设备定义传输媒介类型传输设备功能设备特点交换设备及其功能特点交换设备定义实现不同终端设备之间信息交换的设备，是通信网络中的核心设备。交换设备类型程控交换机、ATM交换机、IP交换机等，不同类型的交换设备具有不同的交换方式和应用领域。交换设备功能实现电话交换、数据交换、信令交换等功能，提高通信网络的灵活性和可靠性。设备特点交换设备具有处理能力强、接口丰富、扩展性好等特点，但需要专业的维护和管理。终端设备定义终端设备类型连接通信网络并最终实现信息输入、输出的设备，是用户与通信网络之间的接口。电话机、传真机、计算机、智能终端等，不同类型的终端设备具有不同的功能和应用场景。终端设备及其功能特点终端设备功能实现信息的输入、输出、处理、存储等功能，为用户提供便捷、高效的通信服务。设备特点终端设备具有操作简便、功能多样、智能化程度高等特点，但需要与通信网络相适配，并遵守相应的通信协议。06现代通信技术应用领域探讨从2G到5G，移动通信技术不断升级，数据传输速率大幅提高，用户体验不断优化。移动通信技术演进5G网络具有高速度、低时延、大连接等特性，将推动自动驾驶、远程医疗等领域的发展。5G网络应用频谱资源有限、基站建设成本高、网络安全等问题亟待解决。移动通信网络挑战移动通信网络发展现状与趋势010203物联网在智能家居中的挑战隐私保护、设备兼容性、标准统一等问题需要解决。物联网技术特点物联网通过传感器、RFID等技术实现物体的互联互通，具有智能化、自动化等特点。智能家居场景应用物联网技术可实现家庭设备的远程控制、自动化运行和智能化管理，如智能灯光、智能安防等。物联网在智能家居中的应用前景大