描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030346636丛书名: “形形色色的科学”趣味科普丛书
生活在地球村的我们享受着通信技术为我们带来的“坐地日行八万里”的便捷:有线通信、无线通信、互联网、数据传送……越来越快的网络速度、越来越好的通话质量、越来越完善的数据信息服务让我们靠得越来越近,不断发展的通信技术正在带领我们进入更快更优质的生活。让我们一起来了解一下*生动、*全面、***的通信技术吧!
001 与日常生活密切相关的各种通信网络 002
002 通过交换机连接线路的电话网络 004
003 根据电话号码中的区号选择交换机 006
004 设定电话号码的方法 008
005 互联网通过路由器发送数据包 010
006 移动电话互相连接的基本原理 012
007 电话与互联网的区别在于电话为带宽保证型、互联网为尽力服务型 014
008 模拟通信传输的是波形、数字通信传输的是“1”和“0” 016
009 从模拟通信网络向数字通信网络的过渡 018
010 用于数据通信的数字通信网络的优点 020
011 宽带的优点在于高速传输 022
012 高速传输的真正意义在于可以在短时间内传输大量信息 026
014 CATV(有线电视)网络也可用于通信 028
015 办公室内的网络“LAN”(局域网) 030
016 直接连接两地的高速度、高性能、可靠可信的网络专线 032
017 网络拓扑即将网络的布局模型化 034
018 云计算是互联网的新的使用方式 036
COLUMN所谓的“网络” 038
第2章 有关互联网的基础知识 039
019 将数据、声音、图像信号转换成数据包后发送 040
020 数据包通信适用于计算机的数据通信 042
021 路由器根据路由表选择路径发送数据包 044
022 数据包中的地址将域名转化为IP 地址 046
023 互联网发生拥堵时数据会延迟的尽力服务型通信 048
024 互联网擅长数据通信而电话却不擅长 050
025 通过邮件服务器发送信息的电子邮件的基本原理 052
026 从世界各地的服务器中选择信息的网络搜索引擎的工作原理 054
027 互联网使用的是TCP/IP 协议 056
028 互联网与IP 网络的区别 058
029 将互联网运用于电话 060
030 从互联网电话到IP 电话 062
031 免费互联网电话“Skype”的基本原理 064
032 使用VoIP 技术的IP电话的基本原理 066
033 组播通信是将相同的信息同时发送给特定的多个用户 068
034 使用互联网发送视音频多媒体 070
035 Video-on-Demand(VOD,视频点播)的基本原理 072
036 用数据包发送电视信号的IP 电视的播放原理 074
037 使用于电话、互联网、电视的FTTH(光纤到户)的Triple-play(三网合一) 076
038 以太局域网是在一定区域内使用的高速计算机网络 078
039 速度不断提高的以太网 080
040 通过IP-VPN 技术,IP 网络可以作为网络专线使用 082
COLUMN 互联网始于美国的军事研究084
第3章 有关移动电话的基础知识 085
041 从iPad 看无线网的使用方法 086
042 移动电话所使用的无线电波的频率范围为800MHz~2.5GHz 088
043 支持移动电话的Cell(蜂窝)通信技术 090
044 实现移动通信的技术 092
045 在半径10m以下的Cell(蜂窝)范围内进行通信的Femtocel(l微蜂窝型基站) 094
046 将无线电波分成多个信道后进行多址接入 096
047 使用于3G移动电话的新型多址接入技术“CDMA” 098
048 适用于高速数据传输的CDMA 技术的特点和优势 100
049 移动电话的发展时代 102
050 高性能移动电话——智能手机 104
051 费用低廉的简易型移动电话“PHS”的基本原理 106
052 从第3代移动电话开始高速发展的数据通信 108
053 通过3.5G移动电话实现数据的高速传输 110
054 通过适用于高速数字无线传输的OFDM 技术实现信号的高效率传输 112
055 使用多根天线进行高速传输的MIMO 114
056 实现100Mbps超高速传输的第3.9代移动电话“LTE” 116
057 即将到来的第4代移动电话 118
058 在PHS上实现上行/下行20Mbps的高速数据通信 120
059 Mobile WiMAX是主攻数据通信的移动通信系统 122
060 俗称为WiFi的无线局域网的规格 124
061 在室外也可以使用的无线局域网的使用方法 126
062 通过移动路由器实现无线局域网设备与基站的连接 128
063 使用移动终端收看One Seg电视 130
064 蓝牙为超近距离的无线通信 132
065 非接触式IC卡的无线通信方式 134
066 多种多样的传输方式 138
067 电波的使用方法 140
068 使用电波实现从接入网到远距离传输的固定无线传输 142
069 通信电缆的种类①铜丝电缆 144
070 通信电缆的种类②光纤电缆 146
071 将电信号转换成光信号 148
072 通过光缆传输信号 150
073 ADSL通过电话用户线实现数据的高速传输 152
074 通过FTTH传输信号 154
075 通过接入网实现单根电缆的双向传输 156
076 电力线载波通信的基本原理 158
077 在数字信号传输过程中会产生误码现象 160
078 通过同步使信号频率一致 162
079 信号调制 164
080 通过调制数字信号实现高速传输 166
081 实现语音向数字信号转换的PCM的工作原理 168
082 将图像压缩后传输 170
083 通过信号多路复用实现单根电缆的多信道传输172
084 通过人造卫星实现卫星通信 174
085 GPS通过卫星发射的电波来测定位置 176
COLUMN 1bit的大小178
参考文献 179
说到通信,我们以前可能只会想到电话和电报。而现如今,移
动电话成为主流,除了语音通话,还可以发送电子邮件。即使是移
动电话,也已经出现了被称为智能手机的高性能移动电话。发送文
件资料时以前可以使用传真,而现在已经有被互联网的电子邮件取
代的趋势。由于电子邮件成本低而且速度快、很容易普及,以至于
用纸和笔书写信的机会也减少了。
相信大家都使用过互联网的信息搜索功能。以前需要什么信息
时我们都会去图书馆,而现在使用网络搜索引擎,就可以简单迅速
地获得需要的信息。
使用银行的 ATM 机存钱、取钱或汇款时,也是通过通信线路将
ATM 终端与中心的计算机连接,从而实现各种信息的交换。由于是
极其重要的信息,所以一定要使用可信度高的网络。
除此之外,经常使用的还有通信系统。(在日本)地铁出站时使
用的 Suica、PASMO 等各种 IC 卡是通过超短距离无线通信,实现
乘车费等信息的互换。高速公路的 ETC(电子不停车收费系统)也
是如此,为了实现车辆与收费站之间的信息互换,而使用了超短距
离无线通信。
如上所示,为了实现各种信息的自由互换,需要使用相应的通
信网络。
与日常生活密切相关的
各种通信网络
● 网络中存在多个不同的种类。
● 各种网络是根据不同的目的、用途而产生的。
第1章 有关网络的基础知识
VE-F39 LUMIX phone 001P iPhone4
图片提供:Panasonic
图片提供:SoftBank Mobile 图片提供:Apple Japa语音通话中常见的座机 n
移动电话更新换代的脚步不
断加快
已经成为智能手机的代名词
新型笔记本
计算机
图片提供:
Apple Japan
图片提供:东日本旅客铁道株式会社提供
移动购物的好朋友
Macbook Air
bizhub 423
Suica
已成为现代办公室基
本设备的数码复印机
图片提供:柯尼卡美能达
株式会社
图 1 各种通信终端
通信网络的基础在于从使用网络的众多用户中选择一个用户自
由收发信息。要理解其中的原理,简单的方法就是先了解电话的
工作原理(图1)。
家里安装的电话是通过电线(电缆)和离家近的电话局里的
交换机连接的。交换机上有多个开关节点,这些开关节点的功能在
于按照被叫号码,使呼叫方电话的电话线与被叫方电话的电话线连
接。电话与电话连接后就形成了一个完整线路,语音通过电流从一
方传输到另一方后就可以通话了。
图 1 a 为通话双方连接于同一台交换机的情形。然而,由于 1 台
交换机可覆盖的范围仅为半径 5km 以下的区域(称为覆盖范围),
如果我们要给这个范围以外的人打电话,就必须如图1b 所示,通过
传输线连接呼叫方交换机与被叫方交换机,同时使各交换机的开关
节点与各自的电话处于连接状态,两台电话之间的电流才可以畅通
无阻。
现在我们来看看小 P 给小 Q 打电话时的场景。小 P 拨了小 Q 的
电话号码“35-××××”之后,交换机 A 根据区号“35”将通向交换
机 B 的线路接通,交换机 B 将通向相应电话号码“××××”的线路
接通。于是小 P 和小 Q 之间的线路全部接通,两人就可以通话了。
四位数“××××”是与交换机 B 相连的小 Q 的号码,称为用户号码。
“35”是设有交换机 B 的电信局的号码,也就是区号。就是这样,
根据电话号码这一地址选择出对象、连接上线路就可以实现通话了。
002 通过交换机连接线路的电话网络
● 交换机根据电话号码连接上相应的开关节点。
● 交换机通过电话线路连接呼叫方与被叫方,形成电话网。
第1章 有关网络的基础知识
P
Q
P
Q
a
b
电话
用户线
交换机
电话
用户线
交换机 A
交换机 B
开关节点
连接上交换机的开关节点后,电话 P 和 Q 之间
接通电流可以通过的一个完整线路
34-△△△△
35-××××
拨打号码
“35-××××”
区号
“34”
区号
“35”
中继线(传输线)
给远距离的人拨打电话是通过两台交换机来连
接线路的
如图所示,电话和电话之间通过交换机的开关切换形成完整线路的方式称为“线路切换”
名 词 解 释
用户线 连接电话和交换机的线路。 中继线 连接交换机和交换机的线路。
图 1 通过交换机的开关节点连接用户之间的线路
(002 )中所描述的是市内电话连接的基本原理。拨打远距离长
途电话时,须在如图1 所示的两台交换机之间加入交换机进行中转。
例如,在东京和大阪之间加入一台中转用交换机,由于无论是在东
京还是在大阪,各自都设有多台交换机,将这些交换机与中转用交
换机连接后再集中传输信息的方式可以大大提高传输的效率。这与
使用铁路从东京去大阪一样,乘客先在东京车站集合,然后乘坐新
干线到达大阪,再分别去往各自的目的地。与电话直接连接的交换
机( 图1 中 的 交 换 机 A 和 D) 称 为 用 户( 线 ) 交 换 机(Local
Switch,LS),在交换机与交换机之间起到中转作用的交换机(图1
中的交换机 B 和 C) 称为中转交换机( Transit Switch,TS)。
例如,让我们来看看东京的小 P 给大阪的小 Q 打长途电话时的
场景。如图 2 所示,小 P 拨了小 Q 的电话号码“06-6543-××××”之
后,小 P 所属的交换机 A 通过个数字“0”判断出这是长途电话,
于是将其连接到中转交换机(长途交换机)B。交换机 B 通过第二
个数字“6”判断出这是打往大阪的长途电话,于是将连接大阪中转
交换机 C 的线路接通。交换机 C 根据接下来的数字“6543”(市内
区号),将与这一号码对应的交换机 D 相连接的线路接通。后,
交换机 D 呼叫用户号码为“××××”的小 Q,从而实现通话。图中虽
然只列出了 4 台交换机,实际上却存在多于 4 台或少于 4 台的情形。
为实现上述的通过多台交换机连接,各交换机必须互相协作,
连接开关节点。交换机都是计算机控制的,为使计算机在收到拨叫
信号后能够互通控制信号,需要建立公共信道信号网(图1)。
003 根据电话号码中的区号选择交换机
● 交换机分为用户线交换机和中转交换机两种。
● 拨打长途电话时需要使用多台交换机。
第1章 有关网络的基础知识
P
Q
东京
用户线
用户线
交换机
中转
交换机
中继线
计算机
计算机 计算机
控制信号
控制信号
公共信道信号网
计算机
中继线
大阪
用户线
中继线
用户线
交换机
中转
交换机
A B
D C
P
Q
拨打号码
06-6543-××××
市内交换机 长途交换机
长途交换机
长途区号“6”
市内交换机
市内区号
“6543”
06-6543-××××
根据个数
字“0”与交
换机 B 连接
根据第二个数
字“6”与交
换机 C 连接
根据接下来的数
字“6543”与交
换机 D 连接
根据后的数
字“××××”
与小 Q 连接
根据拨打的号码选择交换机,连接通往被叫方的线路
A B C D
名 词 解 释
公共信道信号网 向交换机发送电话号码等控制信号的专用网络。
图 1 长途电话的结构
图 2 长途电话的连接方式
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