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网络通信基本概念范文

时间:2023-07-31 16:42:02

序论:在您撰写网络通信基本概念时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

网络通信基本概念

第1篇

关键词:计算机 网络体系 通讯技术

1 网络分层体系的功能分工关系分析

计算机网络通信是指计算机网络中各联网计算机之间的通信,根据“网络”的基本概念,网络通信应要求所有联网计算机之间都能互相通信,也即所有计算机相互间都具有可进行通信联系的可达通路。这是构成计算机网络系统和实现各种计算机网络系统功能的基础。

根据这一要求,计算机网络系统的拓扑结构可以分为三种基本类型:①全联通型网络。②交换型网络。③类型称为广播型网络,它又可分为:a寻址问题。b访问冲突问题。

2 网络通信体系分层的基本分析

2.1 网络通信中的点-点通信与端-端通信概念。当我们想在两台相邻计算机间通过某种直达通信线路实现点-点通信时,当然要在两台计算机上设计相应的通信软件。这种通信软件除了在各自操作系统管理下接口外,还应有两个接口界面,即向上面向用户应用的界面与向下面向通信线路的界面。因此通信软件的设计自然将考虑划分两个相对独立的模块,以分别向上处理与用户接口的通信应用请求和服务及向下处理与通信线路接口的收发数据,从而形成用户服务层US和通信服务层CS两个基本层次体系。

2.2 端-端通信中网络服务层的引入。端-端通信线路,既然是把若干点-点相邻结点间的通信线路通过中间结点链接起来而形成的,要实现正确可靠的端-端通信,除依靠各自相邻结点间点-点通信联接的正确可靠以外,是指发送端结点与接收端结点间预先进行通信联系的过程,通常由发送端发送一个带目标端结点地址的联系控制报文,经网络中各路由结点到目标端结点,目标端结点在一定条件下回答一个同意通信联系的报文给发送端,从而建立了双方的联系。

2.3 OSI标准七层模型层次划分的结构分析。根据上述对网络通信分层体系三个基本层次的划分,在网络系统和网络技术的发展过程中,各基本层次又进一步被细分为更多的层次,形成了现在网络通信体系的OSI标准七层参考模型。虽然现在许多流行的实际网络系统的网络通信体系结构并不一定完全符合OSI这种七层标准模式,如有的分五层,有的分六层等,但ISO(InternationalStandard Organization)的OSI分层模型毕竟是在国际范围综合了各种网络通信体系结构的经验而形成的,并为大多数计算机和网络厂家、公司所表态支持,所以我们仍以OSI七层模型为参考,分析网络分层体系各层的基本功能分工关系,并着重于分析各层基本功能的区别。①通信服务层划分为物理层与数据链路层。通信服务层的基本功能是实现相邻计算机结点之间的点-点通信。②网络服务层划分为网络层、传输层与会晤层,网络服务层的引入是用以实现网络中不相邻结点间的端-端链路通信。③用户服务层划分为应用层与表示层网络通信分层体系的高层(即用户服务层)的功能主要是用以处理网络用户接口的应用请求和服务。它支持网络中任意两个端用户应用进程之间通过端-端通信链路实现端用户应用数据的正确、可靠传输。

2.4 网络通信体系的树形层次结构分析。网络通信体系的低层(即通信服务层),是一个面向通信的层次。实际的通信系统环境,可能是由各种性质很不相同的通信信道或通信子系统组成。例如各种高速的同轴电缆、光纤远程的电话交换网、公共数据网以及各种微波无线通信系统、卫星通信系统等。网络系统要增强系统低层的可联性和开放性,应该从通信体系结构的设计上尽可能支持这些不同的通信信道和通信系统。因此,无论是OSI网络体系结构的国际标准还是各种现代流行的具体网络通信体系结构,都已不只是单一地支持一种线路、一种协议,而是能支持多种线路、多种协议。并且同一种数据链路还可支持多种不同物理线路,而多种数据链路则由唯一的网络层管理,也即网络中不同通信介质、通信方式构成的各种点-点线路通过网络层。

统一路由选择而形成端-端链路。所以网络通信体系的低层结构是一种向下的树形层次结构,网络通信体系结构从开始单一层次的体系结构到现代树形层次的体系结构的发展,是网络系统总体结构开放性发展的必然结果,这是现代网络通信体系结构的重要持征。低层的树形结构使网络系统可以方便地使用和实现各种不同的通信系统互联。从而可以进行灵活的系统拓扑配置,也自然解决了LAN与WAN的结合,提高了网络系统对应互联环境的开放性。高层树形结构,使网络系统提供多种丰富的应用服务功能以适应多种应用需求,提高了网络系统对于应用环境的开放性。

2.5 子层问题网络通信体系结构作为网络通信的一种共同遵循的通信方法和规程,一方面要有相对的稳定性以利于网络工程的建设;另一方面也要有可发展的灵活性以适应网络技术、网络系统结构的不断发展和变化。

3 网络分层体系的垂直接口关系分析

3.1 网络分层通信过程、原理及特点。分层体系结构不仅在网络系统中应用,在许多软件或硬件系统中也常使用,计算机网络系统中网络通信分层体系结构的分层,则是围绕网络中计算机之间通信的要求和目标而划分的。

3.2 层间服务与层功能的关系。OSI文本中对每一层应完成的功能及向它相邻上一层提供的服务都分别列了不少条文。各层的功能如上一章我们所讨论的那样都有一些不同的内容,但也有不少相同的内容,功能与提供服务的内容也有许多相似之处。

3.3 网络分层体系中的链路通信与拓扑结构分析方法。服务访问点SAP的概念服务访问点SAP(Service Access Point)是OSI网络通信分层体系结构中层间接口的一种抽象描述。它定义(n)-SAP为:“n层实体向n+1层实体提供服务的地点”。可见服务访问点的概念也是建立在层间服务关系的基础之上的。(n)-SAP也可直接理解为n层向n+1层提供服务,或n+1层使用n层服务所通过的n与n+1层边界上的接口。

3.3.1 由服务访问点构成的分层通信链路与拓扑结构。我们在讨论网络系统中点-点通信与端-端通信概念时曾指出,点-点通信是相邻结点间的线路通信,而端-端通信则是不相邻结点间通过中间结点构成的链路通信。这个链路是在网络系统拓扑结构图上看到的链路,是以计算机为结点,以计算机之间的物理信道为线而串起来的。现在我们将在网络分层体系和网络分层通信这个层次内讨论通信链路与拓扑结构。它涉及计算机内部层间通信的结构,可以看成是网络系统拓扑结构与链路通信概念的延伸与扩张。

3.3.2 多链路拓扑结构中的多路复用。上面讨论的网络分层体系拓扑结构是假定计算机中只有单用户、单应用及单一线路联接的情况,所以是一条单一的线形链结构。在实际网络分层体系中,如前面指出,高层可能是多用户、多应用,低层可能是多种线路联接的情况。这种情况下,网络分层体系的拓扑结构将是多链路多路复用的复杂结构,它不仅与系统配置、系统拓扑结构有关,也与具体所用网络通信体系结构以至系统的应用环境等有关。

3.3.3 网络分层体系中的编址、寻址问题。在网络通信分层体系拓扑结构中,只要有链路的分支出现,就意味着数据单元向前传送时可能有多条链路可供选择,而选择链路实际上就是选择它的端口SAP,所以网络分层通信中的选址问题实质上就是对层间接口上多个SAP的选择。当(n)-SAP多于一个时,每个SAP应给出在这一层内可以唯一识别的标识,SAP的这种标识就是SAP的地址,对SAP标识的安排就是编址。OSI定义(n)地址就是(n)-SAP地址,是指出在哪里能找到(n)-SAP的标识符。OSI对(n)-地址和(n)SAP地址的这种定义也说明,在网络分层通信中关于地址的概念对各层都具有通用性。这也意味着每一层都可能有多个SAP的编址、寻址问题;只是由于各层基本功能的差别,各层SAP地址的具体含义也可能有很大差别,编址、寻址问题也需作具体分析。寻址方式,原则上应由发送端的高层用户在请求网络访问服务时,把需要与之通信的目标端用户的有关地址信息,以明显(如结点名、目标用户名等)或隐含(系统根据用户访问目标分配)方式在请求网络服务时交下来;然后,各层网络软件分别根据本层分配的寻址功能,按一定协议规定的格式,把本层需处理的寻址信息装配到本层头(协议控制信息PCl)中;接收端的对应层根据这一地址信息寻址,并分配应送的SAP和链路。

参考文献:

[1]倪鹏云著.计算机网络系统结构分析[M].国防工业出版社,2000年版.

第2篇

关键词:智能电网;通信技术;通信架构;统一标准

中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)35-0068-02

1 智能电网的基本概念及发展

由于各国存在不同的国情和社会问题,并未能对智能电网制定出相同的概念,因此各国对于智能电网各个方面的着力点和研发方向不尽相同。

针对我国的国情和现状,相关技术人员在2009特高压输电技术国际会议上提到要以特高压为基本骨架联合各地区进行协调发展,突出电网的智能性,在保障规模的情况之下,与时俱进实现技术的自主创新,创造安全高效的工作环境,全国各地电网不是孤立的,运用智能理念将其连接起来,增强地区之间的互动合作,一方面扩充了信息量,一方面能够实现安全发展以及经济运行高效合理。

从目前各国对于智能电网的研究以及实施情况来看,现在的智能电网作为一种基础设施,主要是处理电力系统的信息,并且将通信技术的信息进行整理分析,从中获取有利的数据能够保障电网发展的持续性和安全性。这样的管理模式一方面是可以满足各个地区对于信息和资源的需求,另一方面又可以让用户真正体验其中,成为电网能源的管理者。所以说,虽然各国因为国情针对智能电网提出不同的理念,但是这些理念提出的初衷以及理念背后蕴藏的深远含义是相似的。各国的起步不同,因此智能电网的发展快慢不同。在科学不断进步的今天,各国针对智能电网提供了更加丰富的内涵和实施经验。

2 智能电网的通信技术

电网有很大的广泛性,遍及地区满足各地对于联通的需求,通信系统与电网相同,在形成很大的信息联络网络的同时,对电网数据获取和保护以及最后的控制形成更好的支持。通信系统作为实现智能电网的基础能够迅速高效的传播,实现双向沟通,实时传播并且对于数据进行集合和及时处理。因此,通信系统是实现智能电网的基础更是保障,通信系统所拥有的高效实时以及双向联通这些特征能使智能电网提高供电性能、有效运用资源、将信息和电力进行实时互动,长久以来能够有效的提升我国电网的价值并且高效安全的运营系统给予的保护增强了电力市场的经济效益提高其市场资产的占有率。

智能电网的自我监控需要依赖于通信系统,而在整个校正过程中,通过监控可以提供相关补偿和回馈,对于资源进行重新分配以避免严重事故的影响持续扩大。但是高效的通信系统为实现双向发展,所要运用的技术非常丰富,包括针对不同突发状况而设计的智能电子设备进行智能勘探和记录、对实时讯息的控制、电力系统需要的电子控制器对电力系统进行持久的保护以维护网络通信的畅通性,通过这些技术有效提高对于电网的驾驭和保护。

在整个技术运用过程中,需要着力注意的两个事项是:第一,通信系统应该拥有一个开放式的框架,这样能省时省力又有所效率,使得电网各部件各环节都能实现网络通信;第二,供电和提供设备的一方应该与受众指定长久稳定的标准规章,完成设备和系统之间或者相互交叉所需要的交流合作,能够得到信任和联通。以往传统的电网很难成为一个真正的整体,因为整个发电的过程直至输送和配送都未能连接成一个高速可靠的双向网络系统,所以现今数字网络的快速发展中应该着重于双向网络的建设,在突况发生时能高效协调资源避免或者尽可能的减少损失。

主网或高电压等级以及主要以高、中、低压配电网为主的电力通信配网和用户通信集合组成了智能电网。其中,主网或高电压等级主要是运用控制调节的调度中心以及独有的双向管理平台进行电力全国各地的高效稳健的输送,同时这也为实现电网的自动化发展这一过程,该过程非常简单,全程无人操纵,因此也能通过网络广泛的覆盖性满足N―M下的通信要求为下一代的网络通信奠定基础。另外,电力通信配网和用户通信是有一些电力通信系统和丰富的通信手段组成的,例如现在已经普及至每家每户的电表盒电器等等。

智能电网现今作为电力通信网络的主网架需要不断地结合国际最新的科学技术进行创新,逐渐扩大容量,提高效率,推动电网的智能化和宽带化的快速发展。下一代光网络有点到点,集全IP进行统一控制管理,进行多点多面的网络传输,由此来提高智能电网的高速快捷的发展。光网络只是传输网络的一个代表,新时代的网络发展将传输和数据紧密结合,增强其对于突发问题的反应及应对能力,控制成本降低能耗的同时,提高传输网络的效率。

在技术层面上,网络安全技术作为一种基本的网络形式为网络运营提供保障,这就需要相关科技人员有很强的综合能力,在考察用户行为的时候能够结合业务流量进行统计得出有根据的结论。在交换层面,应该多引进一些新的传媒手段和传媒技术进行网络控制,比如说IMS就是一种新的手段,由此为客户终端的用户提供更多又安全高效的业务服务。

3 总 结

综上所述,现今不断提升的科技水平推动着“下一代网络”朝着更高层面发展使得通信网络也因此更加具备竞争实力,支撑和保障电力系统发展的一个不可或缺的手段是将电子通信的主要着力点转移至流量和业务的管理。

为了达到这样一种转移,各个实体需要签署相应的协议维持整个合作的标准和尺度,同时也只有基于具备统一性的网络才能有效的以业务带动网络发展。

现在新的网络手段和媒体技术都是基于电网建设这个基础领域,综合能力被有效地运用于各个领域,长久以往这样的综合发展必然能够带动整个电网企业走向繁荣,同时也拉动国家经济带来深远的社会效益,从而不断走向繁荣。

参考文献:

[1] 孙晶.智能电网及其通信技术[J].电力系统通信,2010,31(12):1-3,7.

[2] 李乃湖,倪以信,孙舒捷,等.智能电网及其关键技术综述[J].南方电网技术,2010,4(3):1-7.

第3篇

1 三网融合

三网融合是指计算机系统通信、电信、有线电视的有机融合,以建立高效化、完善化通信网络为根本目标,满足社会发展基本需求。三网融合有着极高的技术实践应用需求,在实践中所有网络层需实现有效连通。所谓三网融合,也可称其是三网合一,即计算机系统通信、电信、有线电视相互间有效兼容、渗透等,最终整合成信息通信统一网络,以互联网为核心,打破传统电信宽带运营垄断、广电内容输送的局面,明确互相准入机制,广电单位可经营增值的电信业务等,有线网络可提供互联网的接入业务,电信业可参与广电节目的生产制作、传输或者传播新闻节目内容,提供相应服务等。三网融合在基本概念上有着不同的角度及层次,涉及到网络、终端、行业、业务、技术等的有效融合。三网融合,其体系内的技术类型相对较多,软件技术、数字技术、光通信科学技术、TCP/IP属于较为常见的几种类型。一是软件技术,它可支持每个用户的现实需求,为其提供针对支持的一项技术;二是数字技术,它可实现语音的传输及交换、图像和数据等信息的编码处理;三是光通信科学技术,此项技术呈现着极速发展趋势,其在一定程度上为三网融合各项业务提供相应带宽服务,传输质量相对较高,更可为三网有效融合提供优质系统平台;四是TCP/IP科学技术,也被称之为互联网的通信协议科学技术,对三网融合实现快速发展起到基础保障作用。

2 网络通信科学技术发展现状

网络通信科学技术在社会众多领域中表现均十分优异,备受人们认可及广泛应用,其应用前景十分广阔。网络通信科学技术有明确的特点,单从系统层面来分析,其是以网络为基本形式,由若干链路和单个结点构成;其中,单个结点往往是由基于集成电路载体所实现的通信功能基本物理构成,如路由器、结点交换装置等;通信链路则是以光电技术为基础,将其有效应用到计算机信息网络当中。相关学者曾阐述,微电子科学技术属于驱动信息化革命的基础,微电子的芯片被广泛应用后,其计算功能可结合摩尔定理实施有效的计算分析,运算速度每18 个月便可提高大约一倍左右,故在发展增速层面,此项技术发展速度较快一些。从网络通信科学技术内在特点层面分析,网络通信科学技术向着移动化、自动化方向转变着,并可以提供多样化延伸服务,以自动化形式实现信息高速处理,以移动系统终端为基本载体,赋予系统以移动通信和移动网络各项功能,充分满足移动概念之下网络需求,坚持以实际需求为基本动力,有效提升网络运营商们技术对接的能力。例如:移动WLAN是移动网络技术发展的典型案例,其属于网络通信科学技术实现网络化发展重要标志,需要着重从网络结构、特点、支撑技术等层面分析网络通信科学技术总体发展情况。

3 三网融合的特点和趋势分析

3.1 在融合化层面

网络通信科技的一大发展趋势即为融合化。从三网融合视角来分析,国内现阶段的计算机系统网络、电信网络、有线电视系统网络等都是基于自身核心技术得以持续发展的,而后向着融合化网络方向积极转变,三种网络借助各自数据信息平台为广大用户提供着多媒体化信息服务,不可由单一网络替代,三网融合则会成为三种基础性网络今后发展方向。在技术应用层面上,三种不同网络技术有着相似特征,技术融合才可能实现,如软件技术、接入技术、数字技术等。三网的自身业务基础相对坚实,在社会发展进程中,网络发展和技术进步都具备业务携带功能,故网络并非恒定不变而是有着较大可变性,它们需要和市场、业务发展需求相结合。各个网络结构不同,可适应于所传送的不同业务信号。如电话属于传统电信网络业务,但伴随数据业务持续发展,网络数据业务逐渐超越了电话业务,在今后的发展进程中,电话业务地位会逐渐被数据信息层面业务所替代。故网络业务应当逐步以数据信息业务为基本发展方向实现有效融合,网络逐渐向着IP业务分组网络形式发展。网络通信科技向着融合化方向发展,往往不单单依靠着技术特征的相似性,需要侧重于不同市场需求层面,多种业务在向网络中的相同用户提供等同或者不同业务期间,技术融合即可实现。

3.2 在智能化层面

网络通信科技现已被广泛应用在如媒体、教育、金融、工业等众多行业当中,这些行业都以网络通信科技作为基本的技术支撑,并形成和行业相对接的网络通信科学技术业务,为人们日常生活提供便利条件,确保全新交易方式能够实现。大部分网络通信科技的有效运用,均凸显出智能化这一特征。例如,在早期,国内的移动通信以4G技术为主,但通信业现已逐步实现5G体系结构重大变革和发展;体系的变革形式属于新一代的移动无线通信系统基本发展方向,不仅具备超密集式组网和可编程等特点,且具备十分突出的智能化优势,可以感知到网络环境和用户们的业务需求,可为用户们提供更加优质的服务体验。对此,业内普遍认为,在世界范围内,5G是面向信息化社会需求的移动无线通信系统,其有着高可靠性及低延迟等优势,凭借连续广域化覆盖形式有效满足于大连续低功耗等目标需求。在场景应用方面,其可满足于超高速、移动式、物物通信、实时化连接和大规模化人群应用等各种场景,可实现资源的优化配置,为用户们提供丰富的通信体验,这也属于网络通信技术现阶段智能化发展的重要表现。今后,网络通信科技会持续向着智能化方向迈进,开发应用智能化空间较为广阔。

3.3 在兼容化层面

如何基于核心科技节约成本、有效利用信息资源,增强各种技术针对不同的系统终端的适应性等,均属于网络通信科技今后发展进程中所必须考虑的重点问题。随着云应用各项新型业务崛起与发展,智能化终端逐步普及,今后网络通信业务盈利将持续增加,为计算机系统网络稳健发展提供基础保证,故各类技术需要适用于市场需求变化、系统网络特性和硬件变化等,需要满足多方应用和发展需求。例如运营商的绿色节能需求、用户们的需求等,故今后为促使生产效率持续提升,网络通信科技将向着兼容化的方向持续发展,维持系统稳定可靠的运行状态,开发者需注重提升网络装置和技术的灵活度,开发更具安全性、绿色化网络科学技术,基于计算机系统网络通信科学技术,实现业务升级。

3.4 在安全化层面

网络通信科学技术的发展,给各个行业发展提供了动力之源。其中,交易方式改变属于最明显一种现象,以虚拟货币为载体的新型交易得以实现。伴随网络通信科学技术的持续发展,云计算、大数据等各项技术的有效融合,网络数据信息量处于井喷增长状态,在大量信息数据中含有用户们私人信息和财产信息。今后,在网络通信科学技术应用中,为维持网络系统高效稳定运行状态,需加强保护其具体应用和技术信息,有效提升网络通信科学技术的安全度,防止产生恶意的技术性破坏,以至于影响到社会各行业发展。

第4篇

1.智慧城市建设的基本概念。

在对智慧城市进行建设的同时还应站在国土规划管理的视觉进行考虑,确保通信工程建设能够有充足的用地空间进行支撑。所以,在建设智慧城市的过程中,最大的前提条件便是制定全新的通信基础设施规划标准。

2.智慧城市建设过程中应坚持的基本原则。

首先应重视系统工程,科学合理地构建智慧城市,确保智慧城市能够得到完整的统筹与规划,并集合各类有效资源,实现良好的整体效果,并使智慧城市下的产业经济及政府管理、社会环境共同实现智慧化管理;其次应重视配置的合理性,创建两型化社会,即是资源良好配置型社会及环境友好型社会,尽可能实现人与环境之间的共享与和谐,加大配置优化程度,搭理发展我国城市的产业化经济及民生管理。

二、智慧城市中通信工程建设的规划

1.城市中通信工程建设的规划内容。

合理规划、适当引导、资源共享、系统完善、满足需求,这是我国对于智慧城市建设所提出的基本要求,通过这些内容可以看出,随着智慧城市建设工作的不断进展,我国信息网络的承载能力将会得到进一步提升,与此同时,通信工程的综合利用率及信息通信的集中辐射程度也会得到提高,主要体现在以下几个方面。

1.1宽带城市建设。

宽带城市建设可以轻松改变传统网络宽带的传输能力,因此在建设DWDM全光设备传送网络的过程中必须确保有效的安全性及可靠性,在一些新建设的楼房安装光纤电缆时,必须严格根据标准来进行操作,除此之外,在对一些已安装光纤电缆的老楼房进行维护或改造时,必须确保每座楼房及每个用户都装有最新的网络宽带,不可有遗漏现象发生。

1.2智慧公共服务。

为了尽快实现城市中各类资源的共享,在建设智慧公共服务及城市管理系统的过程中,需要利用强化医疗就业文化等专业应用来进行系统的建设,通过规范城市建设及提高智能水平来有效推动城市公共资源在全市范围内的共享,协调城市中人流、信息流及资金流之间的平衡性及协调性,在提高城市运行效率及服务水平的同时积极促进城市转型的实现。

1.3无线城市建设。

强化城市无线网络的建设水平和进度,例如WIFI无线网络技术、WLAN热点网络技术、3G网络技术及4G网络技术。

1.4三网融合建设。

三网融合建设主要是包含了两个方面的内容,一方面是广电业务,另一方面是电信业务。因此三网融合建设工作的工作方向就是将广电及电信业务进行同步开发及推动,实现双向辐射,必须保障最终建设完成的三网融合业务的运行方式能够与当前的社会经济发展方向相适应,并满足网络信息安全及文明管理等各方面要求。

1.5数据中心建设。

必须强化云计算数据中心的开发与建设,确保所建设的云计算数据处理中心具有强大而有效地数据处理储存、分析及处理能力,具有高度的可靠性及稳定性,并适用于各个领域,对云计算环境的布局进行合理分配。

1.6智慧安居服务。

开展智慧社区安居的试点工作,选择一些具有代表性的小区作为试点区域进行试点工作,在进行试点工作的过程中必须全方面考虑到公共区、商务区及居住区所面临的不同问题及需求,与无聊网、互联网、无线网等各类通讯技术进行有效融合,开展社区政务工作,建设智慧家居系统、智能楼房管理系统、智慧社区管理系统及远程监控系统等,使居民的工作、生活都逐渐向智能化、信息化靠近,对智慧社区安居相关的标准进行探索与总结,推动智慧社区安居工作的标准化进展,为今后全市新住宅及楼宇的智能化管理工作打下坚定的基础。

2.智慧城市建设过程中通信工程的规划要求。

随着我国智慧城市建设要求的不断提高及通信工程建设的不断进展,对现有的通信楼宇的规划提出了两个要求,分别是数量要求及容量要求。

三、结束语

第5篇

1.1专业定位

院校可以根据自身特点对推荐的课程体系进行适当修改,进一步体现自己的办学特色。高等教育首先是国民教育的一个组成部分,在具体课程体系设置和教学内容安排上应满足高等教育的基本要求。但是高等教育又有其独特的职业价值取向,即培养胜任第一任职的“基础宽厚、信息主导、技指合一、全面发展”的高素质初级指挥人才。从CC2005划分的专业来看,面向初级指挥岗位的通信工程专业更接近信息技术专业或信息系统专业,具体的需求可以表述为:在特定军事应用环境下,通过选择、创造、应用、集成和管理的网络通信技术来满足作战需要,或者关注战场信息资源的获取、部署、管理及使用,并能分析战场信息需求和相关的组织运用过程,详细描述、设计、组织、维护与作战目标相一致的网络通信系统。笔者认为,使学员理解现代指挥信息系统的组成与工作原理,并在战争实践中发挥作战效能应该是教学的出发点和立足点,具体目标应该落实到针对网络体系中的各种部件、装备乃至系统做到“能组网、懂管理、会应用”,这应该是军事院校通信人才培养的基本定位和鲜明特色。

1.2课程定位

计算机网络是增强学员的信息素质至关重要的一门课程,这一观念基本上已经形成普遍共识。由于计算机网络是当展最快的信息技术之一,课程内容非常庞杂。而对于通信工程专业来说,计算机类课程学时非常有限,远不能与地方高校同类专业相比。因此,在具体教学过程中,教学目标定位一直比较模糊。早期计算机网络并不单独设课,而是采取在一些涉及网络的相关专业课程中泛泛介绍7层协议概念。近年单独设课后,一度出现了宽带通信网与Internet的主线之争。目前仍然存在偏重基础理论还是偏重应用能力的分歧。CFC2008对理工类非计算机专业网络技术与应用课程的要求是“从应用的角度出发,以TCP/IP协议作为基础,以Internet作为实例讲解计算机网络技术的基本原理,使学生建立计算机网络的基本概念,掌握计算机网络的构成和基本工作原理,学会计算机网络的基本应用方法,了解网络技术的最新发展”。从中可以看出,计算机网络教学应该以Internet为主线,并且要强调基本原理。笔者认为网络基本概念和原理作为教学重点是毋庸置疑的,因为素质教育要求必须着眼学员未来职业生涯的长期发展,必须培养学员关注表面现象背后的科学问题,锻炼对问题的抽象思维能力。但是网络应用能力同样需要给予高度关注,这一点对于学员尤其重要。如何处理学时有限的矛盾呢?关键是要摒弃用一门课解决所有问题的幻想,通过合理设计课程体系和分层次的应用能力培养环节达到基础理论和应用能力并举的目标。结合理工大学通信工程学院的实际情况,笔者梳理的通信工程专业课程体系中与网络相关的模块。数字通信原理、计算机硬件基础和程序设计基础是先修课程。计算机网络课程的基本定位是使学员了解并掌握计算机网络的基本概念、体系结构、协议工作原理和基本网络工具的使用。在此基础上通过后续课程理解和掌握军事网络的技术特点,比如战术环境下对网络协议、设备、组网应用的特殊要求。网络应用能力则可以通过学员自主选择开放实验,或者在本科导师的指导下申请创新课题,完成毕业设计得到必要的培养和拓展训练。

2教材选取

目前公开出版的计算机网络教材种类繁多。笔者重点比较了几本获得大多数本科院校公认的教材:Tanenbaum教授编著的《计算机网络》、谢希仁教授编著的《计算机网络》、Peterson和Davie编著的《计算机网络——系统方法》、Kurose和Ross编著的《计算机网络——自顶向下方法》。Tanenbaum教授与谢教授的《计算机网络》早期版本都以OSI7层协议模型为主线,较新的版本改为以TCP/IP的5层结构来组织内容,并结合了一些新出现的技术和标准。课程内容从物理层向应用层自底向上讲解网络的概念、基本原理、技术和体系结构,教学比较偏重理论,不便于开展实验。《计算机网络——系统方法》同样采用自底向上逐层讲解的思路,但是作者反对严格地分层,强调计算机网络的系统观,围绕“为什么这样设计网络”阐述关键技术和协议如何在实际应用中发挥作用,需要有充足的学时保证才能达到良好的教学效果。笔者选用了《计算机网络——自顶向下方法》,讲授内容以Internet为线索,自应用层向下逐层讲解协议原理。自顶向下方法避免了传统方法讲解体系结构内容枯燥、不易理解的通病,从学员最熟悉的应用层开始层层深入。该教材的另一个特点是精心设计了大量的课后实践任务,使复杂的网络问题变得易于理解,便于学员开展自主学习。

3教学内容安排

对于计算机网络这样飞速发展的领域来说,教学内容面面俱到是不可取的,应该着重培养学员的洞察力,能够通过自己思考辨别什么重要,什么不重要,哪些是本质的,哪些是表面的;因此在教学内容选取上既要兼顾知识的系统性,又要考虑学员的接受能力,同时还要强调网络基本应用能力。对于不同专业来说,普遍认可的方法是对教学层次和内容进行分类,以更好地满足不同专业的教学需求。笔者认为即便对同一专业的学员也应该提供分层次的自主学习和实验环节,鼓励学员依据自己的兴趣爱好,深入钻研网络中的科学和技术问题,达到个性化教学的目的。笔者按照通信工程专业初级指挥人才的培养目标,突出“学为主体”的教学理念,从理论教学和实践环节两个方面进行了详细设计,以解决学时不够这一突出矛盾。理论教学内容仅选取了教材《计算机网络——自顶向下方法》的前5章,具体内容和知识点,强调重要概念的对理解。实践环节区分了协议分析实验、编程实验、虚拟实验、开放实验和创新课题5个层次。其中,协议分析实验、编程实验和虚拟实验要求课内完成,开放实验和创新课题则由学员自主选择。理工大学通信工程学院规定在毕业设计开题之前每名本科生至少要完成一个开放实验或创新课题。

4教学方法设计

鉴于计算机网络课程的重要地位和作用,理工大学通信工程学院一直在探索和推广以小班化教学模式进行本课程的教学。近几年,笔者多次承担了计算机网络课程重点教学改革试点,在多种教学形式和方法综合运用的基础上,总结了两种行之有效的教学法:问题驱动式教学法和课题研讨教学法。

4.1问题驱动式教学法

问题驱动式教学法采取“提出问题—解决问题—归纳分析”的模式,从实际到理论,从具体到抽象,从个别到一般。课程教学中,困扰学员的第一个问题就是网络协议为什么要分层?教材第1章对这个问题的解释并不能完全打消他们的疑虑,实际上这个问题必须等到对整个网络的发展史、广域网、局域网等基本概念以及网络程序设计有一定认识之后才能真正理解。因此,笔者并不急于解释这个问题,而是让学员带着这个问题从应用层逐层向下边学习、边思考、边实践,直到最后安排一次课堂讨论,得出大家都能够接受的答案。再比如,讲解HTTP协议时,笔者首先从早期互联网上多媒体信息共享不便的问题,讲到Berners-Lee在一个“灵感”启发下用3个创新发明了万维网,然后通过军训网上的具体实例分析,发现非持久连接HTTP协议传输效率低下的问题,引导学员提出并发连接、持久连接、流水线式持久连接等改进方案。最后,结合当前万维网信息检索不便的问题,展望未来语义网的发展。实践证明,这种问题驱动的方法符合计算机应用教育的特点和学员的认知规律,让学员从关注知识点转向关注思维过程,取得了很好的教学效果。

4.2课题研讨式教学法

笔者根据班级人数制定了十几个课题,不仅侧重原理应用同时也兼顾理论。课题主要是用Wireshark分析协议的工作原理和交互过程,另外还有Dijkstra算法和Socket网络编程,以及ALOHA和CSMA协议性能分析等。教员提供必要的参考资料、示例程序和课外阅读材料,要求每个学员完成所有课题,课堂上指定一名学员上讲台简短报告完成情况,就其中的重要原理和问题展开集体讨论。近几年的教学实践情况说明,这是在课内学时有限的情况下,督促和引导学员利用课余时间自主学习网络技术,锻炼网络应用能力的好方法,受到学员的普遍欢迎。通过上述教学手段和方法的综合运用,计算机网络课程教学效果良好,激发了学员学习、应用、开发网络的浓厚兴趣。2012年度理工大学通信工程学院立项的本科生创新课题项目中,有40%与网络应用有关,特别是在软件制作类项目中比例高达70%。2011年本科毕业设计选题中,30.1%的学员选择网络方面的研发课题,2012年这一比例上升到33.4%。

5结语

第6篇

关键词:4G网络通信 LTE-Advanced 3GPP 载波聚合中继技术(Relay) 多点协作(CoMP)

中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)12-0022-01

1 引言

当今移动通信技术步入4G时代,2013年6月韩国三星了LTE Advanced版的Galaxy S4,LTE-Advanced网络采用了当前一代LTE的技术,并在其基础上进行了演进。目前,LTE-Advanced网络的下载速度最高达102Mbps,比中国普通家用宽带无线传输速度快100倍以上。从理论上讲,LTE-Advanced网络的数据传输速度还能更快,根据最新的研究数据表明,LTE-Advanced网络数据下载速度最高能达到150Mbps,数据上传速度最高能达到37.5Mbps。

2 LTE-Advanced基本概念及主要技术参数

LTE-Advanced(LTE-A)是LTE(Long Term Evolution,长期演进)的后续演进,是LTE-Advanced的简称,2008年3月开始,2008年5月确定需求。LTE-Advanced是LTE(Long Term Evolution)的演进,但其并非5G,而是对现存LTE技术的更高效运用。LTE-Advanced的技术参数如下:带宽为100MHz;理论下行峰值速率为1 Gbps,理论上行峰值速率为500 Mbps; 上行峰值频谱利用率为15Mbps/Hz,下行峰值频谱利用率为30Mbps/Hz。

3 LTE-Advanced的关键技术研究

为了满足IMT-Advanced(4G网络)的需求,3GPP结合当前的技术,针对LTE-Advanced(LTE-A)提出了几项无线网络传输的关键技术,包括载波聚合(Carrier Aggregation)技术,多天线增强(Enhanced Multiple Antenna Transmission)技术,中继(Relay)技术,协作多点发送和接收(Coordinated Multi-point Transmission and Reception)技术等,通过这些关键技术的应用,LTE-A的网络速度可以得到大幅的提高。本文将对这些关键技术做如下分析和研究。

(1)载波聚合(CA)技术。载波聚合(CA)技术是聚合两个或者更多的基本载波,满足网络传中更大的带宽需求,以便达到高速传输的要求。LTE-A中提出下行采用载波聚合技术,从而可以满足带宽大于20Mhz的网络传输需求。按照频谱的连续性,载波聚合可以分为连续的载波聚合与非连续的载波聚合。按照系统支持业务的对称关系,可以分为对称载波聚合和非对称载波聚合。载波聚合的研究场景可以分为以下3类:同带连续CA;同带非连续CA;异带非连续CA。

(2)多天线增强(Enhanced Multiple Antenna Transmission)技术。由于无线网络传输受到频率资源的限制,多天线增强技术可以通过扩展空间的传输维度进而能够成倍地提高信道容量而被多种标准广泛采纳。受限于发射天线高度对信道的影响,LTE-A系统上行和下行多天线增强的重点有所区别。在LTE系统的多种下行多天线模式基础上,而LTE-A要求支持的下行最高多天线配置规格为8x8,同时多用户空分复用的增强被认为是标准化的重点。因此LTE-A相对于LTE系统的上行增强主要集中在如何利用终端的多个功率放大器,利用上行发射分集来增强覆盖,上行空间复用来提高上行峰值速率等。

(3)协作多点发送和接收(CoMP)技术。协作多点发送和接收技术(CoMP,Coordinated Multiple Points Transmission/Reception)是指地理位置上分离的多个传输点,协同参与为一个数据终端的数据(PDSCH)传输或者联合接收一个数据终端发送的数据(PUSCH)。

根据参与协作多点发送和接收(CoMP)处理的小区是否归属于一个eNB来区分,它可以分为Intra-eNB和Inter-eNB CoMP两种方式。前者只需要本基站内部各小区间交互CoMP处理相关的业务数据和控制信息,较易于实现,而后者则需要在基站间交互这些信息,对X2接口带宽有很高要求,时延也比前者更大,目前标准中讨论的CoMP方案基本上都是Intra-eNB方式。

(4)中继(Relay)技术。中继技术是在原有站点的基础上,引入中继站,中继站和基站通过无线连接,下行的数据先由基站发送到中继站,再由中继站传输至终端用户,上行的数据则反之,如图1所示,为中继(Relay)技术的传输原理图。通过中继站能够增强无线网络的覆盖范围,并且可以支持临时性网络的分布,也可以支持群移动网络的分布,同时还能够降低网络分布的成本等。

4 LTE-Advanced的发展前景

LTE-Advanced具有良好的发展前景,随人类对无线移动网络高速度的渴望越来越强烈,在全世界范围内的无线终端设备商(例如三星、苹果等)对LTE-Advanced的研发投入必将进入一个新的,全球的无线网络运营商(例如中国移动、中国联通等)对LTE-Advanced网络建设的投入也必将进入一个新的阶段。虽然就目前来说,LTE-Advanced的发展还处于该产业发展的探索阶段,但是随着需求的旺盛和技术的不断投入和更新,在不久的将来,LTE-Advanced也将迎来快速发展期。

参考文献

[1]沈嘉,索士强,全海洋.3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计[M].北京:人民邮电出版社,2008.

第7篇

【关键词】TCP/IP协议;通信报文;路由寻址;通信流程

1 概述

随着信息科学技术和通信技术的不断快速发展,基于互联网的网络通信应用在社会各个领域中的应用越来越广泛,使得互联网通信应用成为现代人日常生产生生活不可或缺的一部分,通过互联网络通信,网络用户之间可以实现数据传输、信息共享,从而极大地提高了人们的生活质量。然而,互联网络中的数据传输过程,并不是杂乱无章的随机传送,而是在计算机网络通信协议的基础上,双方都按照协议的内容和机制,来发送数据信息和读取分析数据信息,进而实现互联网络的数据传输和信息共享的功能,TCP/IP协议就是互联网络中重要的通信协议,它的存在奠定了整个互联网络通信的基础,所以对于TCP/IP通信协议的学习对于理解互联网通信机制来辅助互联网学习和工作具有很大的帮助。

2 计算机网络的TCP/IP通信协议

TCP/IP协议是“Transmission Control Protocol / Internet Protocol”的简写,是Internet网络基本的协议,它为计算机通讯的数据打包传输以及网络寻址提供了标准的方法。由于TCP/IP协议的优越性,使得越来越多的通信设备支持TCP/IP协议,使互联网络逐步走向规范化,最终TCP/IP协议成为了当前网络通信协议标准中最基本的网络通信协议、Internet国际互联网络的基础。

2.1 计算机网络TCP/IP协议

针对计算机互联网络的通信协议,国际标准组织ISO创立了七层OSI网络模型,自上而下,分别为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。而TCP/IP协议则是应用在传输层和网络层的数据传输控制协议,来规定网络设备接入互联网络以及设备间数据通信的标准。在通信设备经过互联网络进行数据传输时,通信设备数据发送端,发送TCP/IP通信报文,此时TCP/IP协议携带着通信设备发送端的传输数据内容以及目标通信设备的地址标示在互联网络中进行寻址,从而正确地传送到目标通信设备。当目标通信设备接收到TCP/IP通信报文后,按照协议内容,去除通信标示,来获取传输数据内容,并加以校验,如果经校验后发生差错,目标通信设备会发出TCP/IP信息重发报文,让发送通信设备再次将TCP/IP通信报文发展目标通信设备,去掉通信标示来获取传输数据信息。

2.2 TCP/IP通信协议报文格式

在互联网络中,基于TCP/IP通信协议传输的数据内容都是以通信报文的形式在互联网络内部进行传输,通信报文实质上就是一串二进制字符串,而字符串内不同位置的二进制字符标示不同的含义。从TCP/IP通信协议的主要报文格式可以看出,IP协议是基于TCP协议至上的,TCP协议报文时作为IP通信报文的数据部分来进行传输的。实际上,互联网内传输的通信字符串还有其他的通信协议,TCP/IP通信报文也是作为其外层协议的通信数据部分嵌入到通信报文中在互联网内进行传输。

在IP协议首部,包含了一些关于IP协议的标示、通信地址等信息,主要包括数据字符串总长度的信息、通信标示号、源IP地址和目标IP地址等信息,当IP通信报文经过路由寻址时,会根据首部内记录的目标IP地址来选择传输方向,最终根据目标IP地址传输至目标通信设备。此外,IP通信报文首部还包含其他信息,比如IP协议版本号、首部长度、校验信息、该IP通信报文生存时间(即该报文经过多少个路由后自动取消传输)等与IP通信报文相关的信息,以确保IP报文传输的正确性和安全性。TCP协议通信报文是作为IP通信报文数据内容存在的,TCP协议也分为TCP报文首部和TCP通信数据。TCP通信报文首部主要包括了源端口号和目标端口号等信息,当TCP/IP通信报文经过互联网络到达目标通过新设备后,通信设备会根据TCP报文首部的目的端口号选择设备端口号来接受该数据信息,进而实现互联网络的数据传输。

2.3 TCP/IP协议通信过程

互联网络的通信设备基于TCP/IP协议建立通信过程,也是根据TCP/IP协议来实现的。当源通信设备想向目标设备发送数据时,首先会发送一个TCP/IP通信报文来确认连接,该通信报文在互联网络中经过寻找传输后找到目标设备,目标设备也会向源通信设备发送一个TCP/IP报文以确认建立通信连接,此时,源通信设备就会将通信数据以TCP/IP通信报文的形式进行数据打包,然后向目标数据进行传输,在收到数据后,目标设备同样会发送TCP/IP报文以确认收到信息。当然,TCP/IP通信数据长度是一定的,当通信数据超过报文长度时,源通信设备会将其分段发送,而目标设备则会根据IP报文首部的标识号进行数据重组来重现传输数据信息,进而完成互联网络通信设备数据传输。

3 总结

TCP/IP网络协议是当前互联网络最基本的通信协议。根据TCP/IP网络协议,连接在互联网内的通信设备可以根据TCP/IP通信报文格式的内容将传输数据打包在TCP/IP通信报文内,并以其规定的通信流程进行数据传输,从而实现互联网络内的数据高效安全的传输。

参考文献:

[1]杨绍文.谈计算机网络的TCP/IP协议[J].科技信息.2011(02)

[2]查东辉.试论计算机网络通信协议[J].电脑知识与技术.2013(14)

[3]杨娇娟.浅谈TCP/IP协议[J].数字技术与应用.2012(03)