《网络与通信技术》课件

网络与通信技术本课件将介绍网络与通信技术的基础知识，包括网络架构、协议、网络安全等内容作者课程导言课程概述学习目标

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2.12介绍《网络与通信技术》课程帮助学生理解网络与通信技术的主题、目标和主要内容的基本原理、关键技术和应用领域教学安排互动交流

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4.34详细介绍课程的教学计划、考鼓励学生积极参与课堂讨论、核方式以及相关的学习资源课后交流，共同学习和进步通信基础知识通信系统通信系统包含发送端、接收端和信道，发送端将信息转换为电磁波或光波，通过信道传输到接收端信道可以是无线的（如电磁波）或有线的（如光纤），不同的信道具有不同的传输特性通信系统的基本组成信息源信源编码器信息源产生需要传输的信息，例如语音、数据或图像将信息源产生的信息转换成适合传输的数字信号信道编码器调制器添加冗余信息以提高信号传输的可靠性，防止传输过程中的错将数字信号转换成适合在信道中传输的模拟信号误通信信号的频谱分析频谱分析在通信领域中至关重要，它可以帮助我们了解信号的频率特性，以及信号在不同频率上的能量分布通过频谱分析，我们可以对信号进行更深入的了解，并针对不同类型的信号设计相应的处理方法信号的调制与解调调制将基带信号转换为适合信道传输的频带信号，将信号频谱搬移到合适的频率范围解调将接收到的频带信号还原为原始的基带信号，提取出信号的原始信息常见调制技术调幅（）、调频（）、调相（）等AM FMPM调制目的提高信号传输效率、抗干扰能力和保密性无线信道模型路径损耗多径效应噪声干扰衰落现象无线信号在传播过程中会因距无线信号在传播过程中会遇到无线信道中存在噪声干扰，会无线信号强度会随时间和空间离、障碍物等因素而衰减障碍物，导致信号反射、绕射影响信号质量位置发生波动和散射频率利用率频率利用率是指在一定带宽内可以容纳多少个信道，它是衡量通信系统效率的重要指标频率利用率越高，意味着可以承载更多的用户和数据，提高通信系统容量和效益105G频率复用带宽扩展通过频率复用技术，可以在同一区域使用相随着技术的进步，带宽不断扩展，可以支持同频率，提高频率利用率更多信道100100M信道分配网络优化合理的信道分配策略可以优化频率利用率通过网络优化手段，可以提高频率利用率，减少干扰多址接入技术频分多址时分多址码分多址空分多址FDMA TDMA CDMA SDMA将带宽划分成多个子频带，每将时间轴划分成多个时隙，每使用不同的码序列区分不同的利用天线方向性，将空间分成个用户占用一个子频带个用户占用一个时隙用户，用户可以在同一时间和多个区域，每个区域分配给一频率上进行通信个用户扩频通信技术信号扩展抗干扰能力强

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2.12将窄带信号扩展到更宽的频谱，降低信号功率密度，提高抗扩频信号可以有效地抵抗窄带干扰，提高通信系统的可靠性干扰能力保密性高广泛应用

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4.34扩频技术可以实现高保密通信，防止信号被窃听或干扰应用于军事通信、卫星通信、移动通信等领域数字调制技术数字调制技术概述常见数字调制类型数字调制技术将数字信号转换为包括幅移键控、频移键控ASK模拟信号，方便在模拟信道上传、相移键控等，每种FSK PSK输技术都有不同的特点和应用场景数字调制的优点抗噪声能力强，传输速率高，数据传输更可靠，适用于各种通信场景信道编码基础错误控制编码技术冗余信息信道编码用于防止数据传输过程中的错误常见的编码技术包括奇偶校验、循环冗余信道编码通过添加冗余信息来提高数据传校验等输的可靠性信息传输过程中的噪音热噪音由于导体中电子的随机热运动产生，导致信号衰减和失真，影响信号质量宇宙噪音数字信号传输技术数字信号调制1将数字信号转换为模拟信号信道编码2增加冗余信息，提高抗噪声能力数字信号传输3通过物理介质传输数字信号数字信号解调4将模拟信号恢复为数字信号数字信号传输技术是将数字信号通过物理介质进行传输的技术数字信号传输技术在现代通信系统中起着至关重要的作用网络拓扑结构网络拓扑结构描述了网络中各个节点之间的连接方式和关系常见拓扑结构包括星型、总线型、环形、树型、网状型等每个拓扑结构都有其优缺点，选择合适的拓扑结构取决于网络规模、性能要求和成本因素星型拓扑结构以中心节点为核心，其他节点都连接到中心节点总线型拓扑结构将所有节点连接到一条公共的总线上环形拓扑结构将所有节点连接成闭环树型拓扑结构类似于树枝，将节点分层连接局域网技术局域网类型局域网结构局域网接入方式局域网协议局域网可以是总线型、星型、局域网通常包含服务器、工作局域网使用有线或无线连接方局域网使用各种协议来管理数环形、树型或混合型，满足不站、打印机、交换机和路由器式，允许用户访问共享资源，据传输，例如以太网、令牌环同需求等设备例如打印机和网络存储器网和无线局域网广域网技术广域网概念关键技术应用场景广域网（）是覆盖范围广的网络广域网技术包含多种技术，例如分组交广域网广泛应用于企业网络、政府机构WAN，将不同地理位置的局域网连接起来，换、帧中继、、和光纤、教育机构和公共服务，例如互联网、ATM DSL例如城市、省份或国家之间的连接远程办公和视频会议卫星通信技术覆盖范围广传输速率高12卫星通信可以覆盖地球大部分卫星通信技术可以提供高速数地区，包括偏远地区和海上据传输，满足各种应用需求抗干扰能力强应用广泛34卫星通信不受地面障碍物的限卫星通信广泛应用于广播电视制，具有较强的抗干扰能力、通信、导航、气象预报等领域移动通信网络2G GSM3G UMTS4G LTE5G全球移动通信系统（）是通用移动通信系统（）长期演进技术（）是移第五代移动通信技术（）带GSM UMTSLTE4G5G最早的数字蜂窝网络，使用时是技术的标准，使用码分多动通信技术标准，使用正交频来了更高的带宽，更低的延迟3G分多址技术（）址技术（）进行数据传分复用（）技术，以及更广泛的连接TDMACDMAOFDM输技术发展3G/4G/5G移动通信技术不断发展，从到再到，速度和容量不断提升3G4G5G5G1超高速率，低延迟，高连接密度4G2高速率，低延迟，移动互联网3G3高速数据传输，多媒体通信技术更加注重用户体验，应用场景更丰富，包括自动驾驶，远程医疗，工业自动化等5G物联网和大数据技术物联网大数据物联网将现实世界中的各种物大数据是指规模巨大、类型多体连接起来，形成一个巨大的样、产生速度快的数据集网络传感器、嵌入式系统和网络连大数据技术可以从海量数据中接让物体可以收集数据并相互提取有价值的信息，帮助我们通信更好地理解世界软件定义网络可编程性通过软件控制网络设备，提高了网络的灵活性和可配置性，可以根据需求进行动态调整SDN集中控制将网络控制功能从网络设备中分离出来，集中管理，简化了网络管理，提高了效率SDN开放标准采用开放的接口和协议，方便不同厂商的设备和软件进行互操作，促进网络的创新和发展SDN网络安全技术保护数据安全身份验证与访问控制

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2.12防止网络攻击和数据泄露，保障信息安全确保合法用户身份，并控制网络访问权限防火墙和入侵检测数据加密和安全协议

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4.34阻止恶意攻击，并识别潜在威胁保障数据传输和存储的机密性和完整性网络测试和故障排除网络故障排除网络性能测试解决网络问题，恢复正常网络功能评估网络速度、延迟、带宽等性能指标配置更改•命令测试网络连通性设备重启•ping•命令追踪数据包路径升级固件•traceroute•123网络故障诊断确定网络问题的原因和位置网络日志分析•网络监控工具•通信技术发展趋势更高速率更高效能未来通信技术将持续提高传输速度和将带来更快的网未来通信网络将更加智能和高效，利用人工智能和机器学习来优5G6G络连接，支持更高带宽和更低延迟的应用化网络性能，降低功耗和成本更低延迟更安全可靠延迟降低将使实时应用，例如虚拟现实、增强现实和远程手术，网络安全将变得更加重要，先进的加密技术和安全协议将保护数成为可能据和用户隐私通信技术应用案例航空通信智能家居医疗保健智慧城市航空交通管制、机舱内通信系智能家居系统、物联网设备控远程医疗、可穿戴设备数据传城市交通管理、公共安全监控统、航班信息制、家庭网络安全输、医疗数据安全、城市环境监测伦理与社会影响隐私与安全社会责任通信技术发展带来新的隐私和安全挑战，例如数据泄露和网络攻击通信技术应用需要考虑其对社会的影响，例如网络欺凌和信息误导数字鸿沟伦理规范通信技术普及不均衡可能导致数字鸿沟，造成社会分化和不平等需要制定明确的伦理规范，引导通信技术发展和应用，促进社会和谐发展小结与展望未来发展应用场景人才需求网络与通信技术将持续发展未来将更加网络与通信技术将改变日常生活，例如，对网络与通信领域的人才需求将持续增长智能、互联和高效智能家居、智慧城市和远程医疗未来将需要更多专业人才问答环节欢迎大家积极提问，分享您的见解我们会尽力解答您的疑问，并展开深入讨论课程总结知识回顾实践应用未来展望本课程涵盖了通信技术的基础知识和发展课程内容与实际应用紧密结合，例如移动展望未来，通信技术将继续发展，并与人趋势，从通信系统的基本组成到网络拓扑通信网络的应用，网络安全技术在现实生工智能、物联网等技术融合，为人们的生结构，从无线通信技术到互联网技术等活中的应用等等活和工作带来更多便利。