现代通信息技术1

1现代通信新技术概述无线局域网研究现状及应用前景移动通信系统发展及展望现代通信新技术2通信技术，特别是现代通信新技术，已在各个领域发挥着重要作用，不论在政治经济，还是人们日常生活等方面都显得日益重要。现代通信新技术概述3移动通信光纤通信多媒体通信Internet技术智能网宽带综合业务数字网现代通信的主要技术4移动通信移动通信的主要技术有：组网技术、多址技术、调制/解调技术、语音编码技术、交织技术、分集技术、自适应均衡技术，网络管理技术等。现代通信的主要技术5光纤通信光纤通信的新技术主要有：光器件技术、光放大技术、光接入技术、光同步数字传输网技术、相干光通信技术、光波复用技术、全光通信技术等。6多媒体通信多媒体通信主要技术有：音频数据压缩编码技术、视频数据压缩编码技术、宽带网络技术、信息差错控制技术、数据过滤技术、多媒体传输技术及应用系统技术等。7Internet技术Internet是世界上最大的计算机互联网络，它允许全球千百万人同时相互通信，共享资源。Internet技术主要包括计算机网络技术、网络互连技术、网络管理技术、寻址技术、网际协议及传输控制协议等。8智能网IN智能网是当今通信领域研究的重要方面，它代表着未来通信网络发展的方向，IN是计算机技术与通信网络相结合的产物。IN主要内容：概念模型、应用协议、业务交换、业务控制、业务数据、业务管理、业务生成；以及IN与移动网、宽带综合业务数字网、因特网互联技术。9宽带综合业务数字网BISDN宽带综合业务数字网集合了许多通信领域的最新技术，如帧中继技术、交换式多兆比特数字业务SMDS、异步转移模式ATM、光纤分布式数据接口FDDI、分布式排队双总线DQDB及接入网技术等。10其它技术除以上主要技术外，卫星通信技术(特别是移动卫星通信技术)、个人通信技术、宽带住宅技术(智能大厦)等都是目前通信领域中研究与应用的热点技术。1120世纪90年代以来，Internet互联网和移动通信是信息产业发展最快的两个领域，它们直接影响了亿万人的生活，大大地改变了人类的生活方式。Internet互联网使人们可以获得丰富多彩的信息，移动通信使人们可以任何时间、任何地点和任何人进行通信。12无线局域网研究现状及应用前景移动通信系统发展及展望问题一：网吧等小型网络一般采用什么介质？问题二：假设距离上允许，在校园内任何角落都可以上网，若采用双绞线会可否办到？有线网络应用比较普遍无线网络是有线网络的有益补充结论：证明有线网络有其不适应的地方，需要无线网络做必要的补充。14问题三：无线网络对人体健康是否有不良影响？IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60～70毫瓦。手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间，手持式对讲机高达5瓦；无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，因此应该是安全的。结论：无线网络对人体健康没有不良影响15传统有线局域网：采用传统电缆和计算机设备组成覆盖局部地域的网络，完成信息交互功能。InternetServerHubEthernet有线局域网InternetServerEthernetAccessPoint计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局域网的所有功能。无线局域网17用户对网络的要求基于INTERNET的商业服务数据、语音和视频综合应用•高可用性•服务质量保证传统网络化商业服务交换式体系结构网络•性价比•可管理性基于Web的Intranet结构•新商业应用•安全性电子商务体系•分布式数据库•Extranet供应链可移动性•无线设备的应用•VPNs无处不在的网络商业服务WLAN的出现是网络应用发展的必然•真正的可移动性•随时随地查看相关信息•灵活性18WLAN，精彩“无线”！WLAN概述WLAN关键技术WLAN网络标准WLAN研究现状WLAN应用前景无线局域网WLAN的研究现状及应用前景19无线局域网概念无线局域网特点无线局域网优点无线局域网组成无线局域网拓扑结构无线局域网概述20无线局域网(WLAN，WirelessLAN)，就是用无线通信技术构建的局域网，虽不采用缆线，但也能提供传统有线局域网的所有功能。无线局域网概念21移动性:用户可以在WLAN覆盖的范围内自由移动，并可以在服务商提供服务的不同地点实现漫游。无线局域网特点可扩展性:在无线局域网中增加或减少移动主机都是相当容易的，增加无线接入点就可以增大用户数量和覆盖范围。22免许可证:使用不需许可证的2.4GHz频段，其运营者不用花钱申请频段许可证，随时可以建网使用。安全性:采用扩频技术和加密机制，无线局域网还具有抗干扰性强、网络保密性好的特点；24安装便捷：无线局域网的安装工作简单，无需施工许可证，不需要布线或开挖沟槽。它的安装时间只是安装有线网络时间的零头。无线局域网优点25经济节约：由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，所以往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。WLAN不受布线接点位置的限制，具有传统局域网无法比拟的灵活性，可以避免或减少以上情况的发生。26覆盖范围广：在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而无线局域网的通信范围，不受环境条件的限制，网络的传输范围大大拓宽，最大传输范围可达到几十公里。27易于扩展：WLAN有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，WLAN就能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游”等有线网络无法提供的特性。28传输速率高：WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbit/s，传输距离可远至20km以上。应用到正交频分复用技术的WLAN，甚至可以达到54Mbit/s。29构成无线局域网基础的三种主要连接设备分别是：WLAN适配器无线接入点AP户外WLAN网桥无线局域网组成30WLAN适配器无线适配器与有线网络适配器的基本结构和功能是相同的，也具有标准的接口。无线局域网适配器作为网络操作系统和天线的接口，建立了到网络的透明连接。31一个接入点设备AP支持一组无线用户设备，在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲和发送数据，接入点可以位于有线网的任意节点内。AP的覆盖范围为20～500m。单独一个AP可以支持15～250个用户，网络拓扑、配置和使用情况不同，用户数量也不同。无线接入点APUSB口外置无线网卡一个、四台计算机配置一个无线AP、一个四口交换机33户外WLAN网桥用于连接不同建筑物中的局域网。如果考虑建筑物之间架设光纤的成本过高，尤其是在穿越路径上存在诸如高速公路等障碍物的情形下，无线局域网可能是一个经济划算的选择。一个户外WLAN网桥可能比租用线路更便宜。WLAN网桥支持相当高的数据传输速率，如果使用视距方向性天线，则其通信距离可达数英里。对于相对近的建筑物之间，网桥也可以用AP代替。户外WLAN网桥3435无线局域网的拓扑结构可分为三类：无中心拓扑有中心拓扑多点桥接无线局域网的拓扑结构网中任意两个站点均可直接通信。采用这种拓扑结构的网络一般使用公用广播信道，每个站点都可竞争公用信道。无线网无线客户无中心拓扑37无中心拓扑优点是网络抗毁性好、建网容易且费用较低。但当网中用户数(站点数)过多时，信道竞争成为限制网络性能的要害。并且为了满足任意两个站点可直接通信，因而站点布局受环境限制较大、覆盖区域较小。因此这种拓扑结构适用于用户数相对较少的工作群。一个无线站点充当中心站(AP)，所有站点对网络的访问均由其控制(类似于Hub)。无线网骨干LAN接入点无线客户接入点无线客户接入点无线客户无线中继有中心拓扑39当网络业务量增大时，网络吞吐性能及网络时延性能的恶化并不剧烈。网络中心站布局受环境限制亦较小。此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。弱点是抗毁性差，中心站点的故障容易导致整个网络瘫痪，且中心站点的引入增加了网络成本。在实际应用中，无线局域网往往与有线主干网络结合起来使用，这时，中心站点充当无线局域网与有线主干网的转接器。40无线网桥将一个建筑物中的局域网与另一个建筑物中的局域网连接起来，即使这两个建筑物之间相距很远。条件是两个建筑物之间要有良好的通信视距。多点桥接41红外技术窄带技术扩频技术天线技术功率控制与分集接收技术无线局域网关键技术42红外频段是可见光电磁频谱低端的不可见辐射带。红外线局域网通常采用波长小于1um的红外线作为传输媒体，有较强的方向性，只有在收发两端存在近距离视距的条件下才最有效。红外技术43表1：红外技术优缺点比较优点无需向政府申请可以抗电磁和射频干扰缺点较强的方向性、通信距离短(范围为10～20m)不能穿透固态障碍物信号受阳光、雪、冰、雾、尘埃的影响44窄带技术是指数据基带信号的频谱不做任何扩展直接搬移到带宽很窄的射频信号上发射出去。与扩展频谱方式相比，窄带调制方式占用频带少，频带利用率高。窄带技术45采用窄带技术的无线局域网一般选用专用频段，由于不同的窄带射频系统不能共用相同的频率，政府机构以许可证的形式将特定的频率分配给用户。选用ISM频段可免去向无线电管理部门的申请，但带来的问题是，当邻近的仪器设备或通信设备也在使用这一频段时，会严重影响通信质量，通信的可靠性无法得到保障。46扩展频谱系统工作在一个很宽的频带上，数据基带信号的频谱被扩展至几倍甚至几十倍再被搬移至射频发射出去。这一做法牺牲了频带带宽，却提高了通信系统的抗干扰能力、可靠性和安全性。扩频技术47扩频技术具有抗定频干扰能力强、抗多径干扰能力强和保密性好的特点，IEEE802.11标准确定了直扩和跳频两种扩频方式。由于直扩与跳频相比具有数据速率高、发送距离大等特点，IEEE802.11b采用基于直扩的CCK(补码键控)编码方式，使得数据速率能够达到11Mbit/s。48无线局域网系列产品应用在各种场合，需要多种类型的收发天线，天线性能的好坏对无线局域网产品辐射性能、接收性能、传输速率以及网络覆盖等都有直接的影响。因此天线技术就成了决定无线局域网产品应用和推广，保证无线信道良好的一个关键技术和重要手段。天线技术49适用于无线局域网的天线包括鞭状全向天线，平板天线、抛物面、八木等定向天线，用于终端设备的微带天线等。对于一个蜂窝小区内无法避免使用3个以上信道的情况，可以将一个小区分为多个扇区，用不同的扇区天线进行覆盖，或利用智能天线技术，自适应地将每一个(或每几个)用户用一个方向性很强的针状波束覆盖。50功率控制：无线局域网覆盖面不大的特殊要求使得无线局域网的射频发射功率要控制在一个适当的范围内，一般在30～150mW之间。无线局域网采取功率控制技术来调节发射功率，并在接收通道采用自动增益控制电路来解决由于信号衰落带来的影响。一般采用基带信号控制的数控衰减器或采用控制放大器的偏置来控制发射功率和增益。功率控制与分集接收技术51分集接收：由于无线局域网终端处于移动状态，信号强弱变化很大，而无线传输信道的复杂性导致信号衰落变化也很剧烈，因此可以将相关性较小的两个或两个以上的信号进行选择或合并，减轻由衰落所造成的影响，即采用分集接收技术。分集接收利用接收信号在空间、频率、极化等方面的差异实现。52802.11标准HiperLANHomeRF蓝牙无线局域网的网络标准53无线局域网标准主要针对的是物理层和媒体访问控制(MAC)层标准。目前常用的无线网络标准主要有美国IEEE所制定的802.11标准（802.11a、802.11b及802.11g等标准），HiperLAN、HomeRF、蓝牙（Bluetooth）标准。541990年，IEEE802标准化委员会成立了IEEE802.11无线局域网标准工作组。1997年，IEEE802.11无线局域网标准正式颁布，主要对网络的物理层和媒体访问控制层进行了定义。1999年8月，802.11标准得到了进一步的完善和修订。