第 3章 因特网出版原理
3.1 因特网基本原理
3.1.1 因特网通信协议
分组交换原理
? 网络结构
– 线路交换
? 50年代，起源于电话公司
? 租用电话线路
? 包交换（ Packet Switched),又称分组交换
– 包：表示信息源和目的地的电子标签
– 交换：路由器（决定包的传送路径的计算机）
路由算法（确定最佳路径的程序）
– 网络控制协议（ NCP）
分组交换原理
? 当两台计算机之间传送一个文件时：
– 必须有一条数据通道
– 源系统必须激活信道
– 源系统必须确认数据接收
– 兼容性考虑
? 层次化的结构
– 将任务划分成多个子任务
– 各个模型被安置成垂直的任务栈
– 依赖下边的一层完成更原始的功能
– 下边的一层都对高一层提供服务
? 对等层（ peer）
– 相同的分层次的功能集
– 通过两个系统中对等层之间的通信完成
– 利用格式化的数据块通信
? 因特网协议,统称为 TCP/IP协议
? 基于四层模型的通信协议
– 应用层
– 传输层
– 网络层
? IP地址 ?域名 ?中文域名
– 网络接口层
? 数据链路层
? 物理链路层
TCP/IP的工作方式
? TCP/IP体系结构中的协议数据单元
? IP
用户计算机 目标计算机
应用程序
(FTP等 )
应用程序 (FTP
等 )
传输控制协
议
TCP
网际协议 IP
传输控制协
议
TCP
网际协议 IP
数据链路层 (以太网,FDDI、令牌环 )
物理链路层
物理信号
应用
数据
TCP包
IP包
子网包
链路包
应用
数据
TCP包
IP包
子网包
链路包
实现可靠传送的
机制 使数据穿过多个互连的网络，端系统和路由器
中都要实现
一个端系统和它
连接的网络之间
的数据交换 定义了数据传输设备和
传输媒介或网络间的接
口（传输媒介特性、信
号特性、数据速率和相
关内容的确定）
? 应用程序
– 各个应用程序所遵守的是最高层的应用层协议
– 文件传送协议 FTP(File Transfer Protocol)
– 简单邮件传输协议 SMTP(Simple Mail)
– 仿真终端协议 Telnet
– 超文本传送协议 HTTP(Hyper Text Transfer
Protocol)
TCP和 UDP表示使用连接的源系统应用
程序和目的系
统应用程序
流量控制
和差错控
制
校验和（
checksum）用
来检测 TCP段中
差错的 16bit长
的帧校验序列
? UDP（ User Datagram Protocol）用户数据
报协议为应用层提供无连接服务，也不保
证按序传送以及不重复传送
3,IP和 IPv6
32bit长的源
地址和目的地
址
用来检测 IP首
部的传送差错
以避免 IP分组
的错误传送
协议字段表明到
底是 TCP,UDP协议
在使用 IP
标志和片偏
移用在分片
和重装过程
? IPv6
IPv6对现有 IP作了
许多功能上的增强
IPv6是为当今网络
的高速化趋势和数
据融合设计的
IPv6包含 128bit长
的源地址和目的地
址字段
IP地址
? IP地址就是给每个连接在 Internet上的主
机分配一个在全世界范围唯一的 32bit地址
? IP地址通常用更直观的、以圆点分隔号的 4
个十进制数字表示
? 每一个数字对应于 8个二进制的比特串，如
某一台主机的 IP地址为,128.20.4.1
域名
? Internet域名是 Internet网络上的一个服
务器或一个网络系统的名字。
? 域名的形式是以若干个英文字母或数字组
成，由,,‖分隔成几部分
? 如 www.kd168.com就是一个域名
域名管理系统
? DNS在 1984年应运而生
? DNS（ Domain Name System）是域名解析
服务器的意思
? 作用是：把域名转换成为网络可以识别
的 IP地址
? 我们上网时输入的 www.kd168.com会自动
转换成为 202.102.193.230
ICANN
? The Internet Corporation
for Assigned Names and
Numbers
? 互联网域名与地址管理机构
? Internet 域名与地址管理机构（ ICANN）
是非盈利机构：
– IP地址空间分配
– 协议参数配置
– 域名系统管理
– 根服务器系统管理
? 现由 IANA和其他实体与美国政府约定进行
管理
? 每个国家需成立一个组织，统一向有关国
际组织申请 IP地址，然后再分配给客户
OSI协议体系结构
TCP/IP和 OSI体系结构的比较
IPv6
? 现有的 IP地址空间 (IPv4，因特网协议 4.0版 )是
32位地址方案，最多可以容纳 43亿个潜在的主机
地址，早期的地址分配又非常浪费，导致地址使
用效率低下,IP地址空间有耗尽的趋势。因此，
IEFT着手开发下一代因特网协议（即 IPv6，因特
网协议 6.0版 )，该方案是 128位的地址方案，理
论上有 3.4× E＋ 38个潜在的 IP地址，这样接入因
特网的移动电话,PDA等无线设备都可以有唯一
的 IP地址，而任一信息家电也可设置 IP地址。
? 1996年组建了国际性的 IPv6试验网 ——
6bone，作为 IPv6研究、开发和实践的主要
平台。
? IPv6提供了一点播送、任意播送和多点播
送的地址。
? IPv6数据包的头部增加了一些新的扩展字段：
“身份认证字段”提供内建的身份认证
?,封装安全字段”提供机密性和数据完整性，从
而增加了数据传输的安全性；
?,流量类别字段” (也叫“优先级字段” )能够区
分出不同的实时流量，比如视频流量和在拥塞高
峰期可延迟的低优先级传输流量。
3.2 宽带网络技术
3.2.1 宽带网络概述
? 宽带是一个动态的概念
– 早期的宽带网络其骨干网的带宽在 2兆位 /秒以
上，接入网数据率在 200千位 /秒以上
– 当前宽带网络骨干网的带宽在几百兆位 /秒和 1
千兆位 /秒，接入网数据率在几十兆位 /秒
– 未来的宽带网的带宽应在 10千兆位 /秒以上，而
接入网在 100兆位 /秒左右。
3.2.2 IP宽带网
? IP over ATM
? IP over SDH
? IP over WDM
? CATV
?：
高速上网 --享受一切相关的互联网服务，端口速度可达到 10M ；
互动游戏 --享受英特网上游戏和局域网游戏相结合的全新体验；
VOD视频点播 --坐在家中利用 WEB浏览器随心所欲地点播自己喜欢的电影、
电视剧、视频新闻、卡拉 OK等节目；
网络电视 --跨越时空约束，在网上实现无限频道的电视接收；
远程医疗 --医务人员为远在几百公里或几千公里之外的病人诊断医疗；
远程会议 --不用出差，可“亲临”异地会场；
远程教育 --可在家中收看教学节目并与老师实时交互；
远程监控 --对远程系统或其它重要场所实时监控管理；
家庭证券交易系统 --可在家中进行证券大户室形式的网上炒股，下单交易等
等。
宽带接入业务可以让您
宽频分类
有线系统
一般电信及网
络
ADSL
xDSL
专线
有线电视网络 Cable Modem
无线系统
一般无线系统
GPRS
CDMA
WCDMA
数字微波 DIgital Microwave Radio
卫星通信 卫星直播网络 VSAT
宽带分类
宽带价值链
FR
帧中继 IP
互联网技术
宽带接入
ATM
传输网 SDH 支撑网
DWDM
异步传输模式
LMDS
Wireless
WAP
VPN
虚拟专网本地宽带
无线网络无线接入
CR
Application
IDC
数据中心
Access
接入业务
应用
实现多种宽带接入方式
3.2.2 IP宽带网
? IP over ATM
? IP over SDH
? IP over WDM
? CATV
Metro
Core
Metro
Access
Metro
Edge
.
.
.,
.
.
.
.,
.
.
.,
.
.
.
.,
.
.
.,
.
.
.
.,
.
.
.,
.
.
.
.,
城域网层次
典型的 IDC机房
3.2.3 宽带接入网技术
? 铜线接入网
? 光纤接入网
? HFC
比较项目 F a s t E t he rne t A D S L 虚拟拨号 A D S L 专线 H F C
经营者 网络公司 电信 电信 广电
传输媒体 5 类双绞线 电话线 电话线 同轴电缆
传输速率 100M 512K 2M 10M
用户端
硬件设备
网卡
A D S L M O D E M
+
网卡
A D S L M O D E M
+
网卡
CA B L E M O D E M
+
网卡
① 以太网接入方式 ---从城域网光纤到小区，再通过小区住
宅楼内安置的以太网交换机，为楼内的每个用户提供 10M带宽
接入，对于已建成内部局域网的单位也可办理租用宽带网端口
业务。
② 非对称数字用户线（ ADSL）接入方式 ---利用普通电话线
进行高速数据传送的一种技术手段，能达到下载 8M及上载 2M
的速率；
③ HomePNA接入技术
? ISP( Internet Service Provider)
– 因特网服务提供商
– 因特网上的接入服务
– 平台服务
? IAP(Internet Access Provider)
– 因特网接入提供商
– 物理网络的提供
– 普通用户的网络接入服务
? IPP (Internet Presence Provider)
– 因特网平台服务商
– 提供 WEB服务器的维护
– 平台的安全性等服务
? ICP (Internet Content Provider)
– 因特网内容提供商
– 所有通过因特网展开信息服务业务
? 传统的
? 新兴的
? 民营 ISP行业全行业死亡，业界集体声
讨电信垄断
? 广电涉足数据通信业务，电信全力反
击
? 网通挑战 中国电信
? 带宽 单位时间通过一条通信线路的数据量
– 向上传输
– 向下传输
? 电话接入
– POTS 传统电话服务 56Kbps
– DSL数字用户线路
? ?ISDN 综合业务数字网 N-ISDN 128Kbps B-ISDN (ATM)2-
622Mbps
? ?ADSL 非对称数字用户线路 向上 16-640Kbps,向下 1.5-
9Mbps
1)光通信网络
? 光纤 IP网的以太网技术（长城宽带）
– 无法传输现在的模拟电视信号
光通信的发展历程
? 1880年 贝尔的“光电话”
? 1960年 梅曼发明了红宝石激光器
? 1966年，英籍华人科学家高锟提出了用石
英玻璃纤维传送光信号的概念
? 1970 年，世界上第一根低损耗光纤
（ 20dB/km）在美国康宁公司诞生
? 1977年，美国亚特兰大与华盛顿之间建成
第一条数字光通信线路，采用 LED、
850nm多模光纤，速率 45Mbit/s
? 2000年,Lucent用 DWDM实现 160G
x1022总容量达到 160Tbps
光通信网络
? 为各专业网的数字信号
? 高速数字信号传输
? 传输媒介，如 铜缆、光纤、微波
? 光纤传输优点
– 宽带宽
– 保密性好
– 传输距离长、容量大
– 节省有色金属
数字光纤传输系统组成
复用 /解复用单元 光发送 /接收单元 光纤光缆
低速
电信号
高速
电信号复用 光发送
单元
解复用光接收
单元
光信号 光信号 高速
电信号
低速
电信号
高速
电信号 复用光接收
单元
解复用 光发送
单元
光信号 光信号 高速
电信号
低速
电信号
低速
电信号
(n2)
入射
出射 纤芯
包层
(n1)
n1>n2
光纤导光原理
?光纤由纤芯和包层组成
?纤芯折射率 n1>包层折射率 n2
?光纤利用全反射原理导光
光缆
?结构：骨架式、层绞式、中心束管式
?类型：非带状光缆、带状光缆
?光缆芯数即为光缆中光纤的数量
?
塑料护套
加强芯
铝皮
光纤
塑料绑带
同步数字系列的速率
速率 含 2M 数 含 STM-1 数
S T M - 1 1 5 5, 5 2 0 M b / s 63 1
S T M - 4 6 2 2, 0 8 0 M b / s 4 ? 63 4
S T M - 1 6 2 4 8 8, 3 2 0 M b / s 16 ? 6 3 16
?采用 WDM（波分复用）技术实现更高速率的信号传输。
（如 10Gb/s系统，也称 STM-64）
SDH网物理拓扑和自愈网
?物理拓扑（ 5种）
线型 树型星型
环型 网孔型
2)宽带 ISDN
? Integrated Services Digital Network
ISDN最早在 1972年使用,1980年有明确的
定义
ISDN主要有两种类型
基本速率 2B+D
基群速率 30B+D
23B+1D
ISDN的优点
? 价格便宜
? 高速数据传输
? 高的传输质量
? 使用灵活方便
3)有线电视的 Cable Modem技术
? （歌华有线、电广传媒）
– 双向改造费用较高
? 宽带互联网数据业务
– 中国有线电视线的年收入 500亿 —600亿元
– 视频业务
? 专业频道将超过 500亿元
? 基本频道在 270亿元左右
? 广告收入则在 400亿 —500亿元之间
– 数字机顶盒,5年购买约 300亿元
– 即使不包括话音业务和网络建设投资，中国有
线网及相关产业的规模也将突破 2000亿元
4)普通电话线路的 ADSL技术
（电信部门）
– ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)是
非对称数字线路
– 距离的限制影响大
– 电话线两端连接 ADSL MODEM时
– 一个速率为 1.5Mbps-9Mbps的高速下行通道
? 用于用户下载信息
– 一个速率为 16Kbps-1Mbps的中速双工通道
? 与 ADSL控制信号的传输和上行的信息
– 一个普通的老式电话服务通道
5) 电力线上网
? 福建省电力试验研究院
? 在北京善果胡同为 24户居民安装了高速电
力调制解调器
? 数据传输率 10Mbps
6) 无线接入方式
? 基于卫星通信的 Direct PC技术
– 美国休斯网络公司（ HNS Hughes Network
Systems） 1996年
– 1999年 6月美国在线 (―AOL‖)宣布使用 Direct
PC技术在美国展开 AOL-Plus互联网服务
无线接入方式
NTT,DoCoMo
? DoCoMo
– とこき的读音，其 含义 是 "任何地方 "，
– Do Communications over the Mobile network
? DoCoMo通过它的,i-mode ‖移动因特网服
务
– 向用户提供收发电子邮件和浏览网页的服务
? 实施一年获得约 450万用户
? 近三年的时间赢得 3000万用户
? 包转换服务，并使其费用设定在每月基本
费用 300日元
– 每传送一个数据包仅花费 0.3日元
? 2000年收入为 450 亿
?赢利达 65亿元
总裁立川敬治获选 "亚洲商人 "
? 2001 年 1 月 22 日, 财 富, 杂 志,
?2000 年 度 "亚 洲 商 人 "。
?DoCoMo成为日本最赚钱的公司
?斥资 1600亿元扩展到欧洲,美国及亚洲
? 2000 年 12 月,98 亿 元 购 得 AT&T 公
司 16% 的 股 份
? 移动梦网 =电子商务加上移动 Internet
– 网站上定制
– 手机点播
– 移动梦网卡
3.3 因特网信息服务原理
3.3.1 客户机 /服务器模型
3.3.2 案例,FTP原理
3.1 因特网基本原理
3.1.1 因特网通信协议
分组交换原理
? 网络结构
– 线路交换
? 50年代，起源于电话公司
? 租用电话线路
? 包交换（ Packet Switched),又称分组交换
– 包：表示信息源和目的地的电子标签
– 交换：路由器（决定包的传送路径的计算机）
路由算法（确定最佳路径的程序）
– 网络控制协议（ NCP）
分组交换原理
? 当两台计算机之间传送一个文件时：
– 必须有一条数据通道
– 源系统必须激活信道
– 源系统必须确认数据接收
– 兼容性考虑
? 层次化的结构
– 将任务划分成多个子任务
– 各个模型被安置成垂直的任务栈
– 依赖下边的一层完成更原始的功能
– 下边的一层都对高一层提供服务
? 对等层（ peer）
– 相同的分层次的功能集
– 通过两个系统中对等层之间的通信完成
– 利用格式化的数据块通信
? 因特网协议,统称为 TCP/IP协议
? 基于四层模型的通信协议
– 应用层
– 传输层
– 网络层
? IP地址 ?域名 ?中文域名
– 网络接口层
? 数据链路层
? 物理链路层
TCP/IP的工作方式
? TCP/IP体系结构中的协议数据单元
? IP
用户计算机 目标计算机
应用程序
(FTP等 )
应用程序 (FTP
等 )
传输控制协
议
TCP
网际协议 IP
传输控制协
议
TCP
网际协议 IP
数据链路层 (以太网,FDDI、令牌环 )
物理链路层
物理信号
应用
数据
TCP包
IP包
子网包
链路包
应用
数据
TCP包
IP包
子网包
链路包
实现可靠传送的
机制 使数据穿过多个互连的网络，端系统和路由器
中都要实现
一个端系统和它
连接的网络之间
的数据交换 定义了数据传输设备和
传输媒介或网络间的接
口（传输媒介特性、信
号特性、数据速率和相
关内容的确定）
? 应用程序
– 各个应用程序所遵守的是最高层的应用层协议
– 文件传送协议 FTP(File Transfer Protocol)
– 简单邮件传输协议 SMTP(Simple Mail)
– 仿真终端协议 Telnet
– 超文本传送协议 HTTP(Hyper Text Transfer
Protocol)
TCP和 UDP表示使用连接的源系统应用
程序和目的系
统应用程序
流量控制
和差错控
制
校验和（
checksum）用
来检测 TCP段中
差错的 16bit长
的帧校验序列
? UDP（ User Datagram Protocol）用户数据
报协议为应用层提供无连接服务，也不保
证按序传送以及不重复传送
3,IP和 IPv6
32bit长的源
地址和目的地
址
用来检测 IP首
部的传送差错
以避免 IP分组
的错误传送
协议字段表明到
底是 TCP,UDP协议
在使用 IP
标志和片偏
移用在分片
和重装过程
? IPv6
IPv6对现有 IP作了
许多功能上的增强
IPv6是为当今网络
的高速化趋势和数
据融合设计的
IPv6包含 128bit长
的源地址和目的地
址字段
IP地址
? IP地址就是给每个连接在 Internet上的主
机分配一个在全世界范围唯一的 32bit地址
? IP地址通常用更直观的、以圆点分隔号的 4
个十进制数字表示
? 每一个数字对应于 8个二进制的比特串，如
某一台主机的 IP地址为,128.20.4.1
域名
? Internet域名是 Internet网络上的一个服
务器或一个网络系统的名字。
? 域名的形式是以若干个英文字母或数字组
成，由,,‖分隔成几部分
? 如 www.kd168.com就是一个域名
域名管理系统
? DNS在 1984年应运而生
? DNS（ Domain Name System）是域名解析
服务器的意思
? 作用是：把域名转换成为网络可以识别
的 IP地址
? 我们上网时输入的 www.kd168.com会自动
转换成为 202.102.193.230
ICANN
? The Internet Corporation
for Assigned Names and
Numbers
? 互联网域名与地址管理机构
? Internet 域名与地址管理机构（ ICANN）
是非盈利机构：
– IP地址空间分配
– 协议参数配置
– 域名系统管理
– 根服务器系统管理
? 现由 IANA和其他实体与美国政府约定进行
管理
? 每个国家需成立一个组织，统一向有关国
际组织申请 IP地址，然后再分配给客户
OSI协议体系结构
TCP/IP和 OSI体系结构的比较
IPv6
? 现有的 IP地址空间 (IPv4，因特网协议 4.0版 )是
32位地址方案，最多可以容纳 43亿个潜在的主机
地址，早期的地址分配又非常浪费，导致地址使
用效率低下,IP地址空间有耗尽的趋势。因此，
IEFT着手开发下一代因特网协议（即 IPv6，因特
网协议 6.0版 )，该方案是 128位的地址方案，理
论上有 3.4× E＋ 38个潜在的 IP地址，这样接入因
特网的移动电话,PDA等无线设备都可以有唯一
的 IP地址，而任一信息家电也可设置 IP地址。
? 1996年组建了国际性的 IPv6试验网 ——
6bone，作为 IPv6研究、开发和实践的主要
平台。
? IPv6提供了一点播送、任意播送和多点播
送的地址。
? IPv6数据包的头部增加了一些新的扩展字段：
“身份认证字段”提供内建的身份认证
?,封装安全字段”提供机密性和数据完整性，从
而增加了数据传输的安全性；
?,流量类别字段” (也叫“优先级字段” )能够区
分出不同的实时流量，比如视频流量和在拥塞高
峰期可延迟的低优先级传输流量。
3.2 宽带网络技术
3.2.1 宽带网络概述
? 宽带是一个动态的概念
– 早期的宽带网络其骨干网的带宽在 2兆位 /秒以
上，接入网数据率在 200千位 /秒以上
– 当前宽带网络骨干网的带宽在几百兆位 /秒和 1
千兆位 /秒，接入网数据率在几十兆位 /秒
– 未来的宽带网的带宽应在 10千兆位 /秒以上，而
接入网在 100兆位 /秒左右。
3.2.2 IP宽带网
? IP over ATM
? IP over SDH
? IP over WDM
? CATV
?：
高速上网 --享受一切相关的互联网服务，端口速度可达到 10M ；
互动游戏 --享受英特网上游戏和局域网游戏相结合的全新体验；
VOD视频点播 --坐在家中利用 WEB浏览器随心所欲地点播自己喜欢的电影、
电视剧、视频新闻、卡拉 OK等节目；
网络电视 --跨越时空约束，在网上实现无限频道的电视接收；
远程医疗 --医务人员为远在几百公里或几千公里之外的病人诊断医疗；
远程会议 --不用出差，可“亲临”异地会场；
远程教育 --可在家中收看教学节目并与老师实时交互；
远程监控 --对远程系统或其它重要场所实时监控管理；
家庭证券交易系统 --可在家中进行证券大户室形式的网上炒股，下单交易等
等。
宽带接入业务可以让您
宽频分类
有线系统
一般电信及网
络
ADSL
xDSL
专线
有线电视网络 Cable Modem
无线系统
一般无线系统
GPRS
CDMA
WCDMA
数字微波 DIgital Microwave Radio
卫星通信 卫星直播网络 VSAT
宽带分类
宽带价值链
FR
帧中继 IP
互联网技术
宽带接入
ATM
传输网 SDH 支撑网
DWDM
异步传输模式
LMDS
Wireless
WAP
VPN
虚拟专网本地宽带
无线网络无线接入
CR
Application
IDC
数据中心
Access
接入业务
应用
实现多种宽带接入方式
3.2.2 IP宽带网
? IP over ATM
? IP over SDH
? IP over WDM
? CATV
Metro
Core
Metro
Access
Metro
Edge
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.,
城域网层次
典型的 IDC机房
3.2.3 宽带接入网技术
? 铜线接入网
? 光纤接入网
? HFC
比较项目 F a s t E t he rne t A D S L 虚拟拨号 A D S L 专线 H F C
经营者 网络公司 电信 电信 广电
传输媒体 5 类双绞线 电话线 电话线 同轴电缆
传输速率 100M 512K 2M 10M
用户端
硬件设备
网卡
A D S L M O D E M
+
网卡
A D S L M O D E M
+
网卡
CA B L E M O D E M
+
网卡
① 以太网接入方式 ---从城域网光纤到小区，再通过小区住
宅楼内安置的以太网交换机，为楼内的每个用户提供 10M带宽
接入，对于已建成内部局域网的单位也可办理租用宽带网端口
业务。
② 非对称数字用户线（ ADSL）接入方式 ---利用普通电话线
进行高速数据传送的一种技术手段，能达到下载 8M及上载 2M
的速率；
③ HomePNA接入技术
? ISP( Internet Service Provider)
– 因特网服务提供商
– 因特网上的接入服务
– 平台服务
? IAP(Internet Access Provider)
– 因特网接入提供商
– 物理网络的提供
– 普通用户的网络接入服务
? IPP (Internet Presence Provider)
– 因特网平台服务商
– 提供 WEB服务器的维护
– 平台的安全性等服务
? ICP (Internet Content Provider)
– 因特网内容提供商
– 所有通过因特网展开信息服务业务
? 传统的
? 新兴的
? 民营 ISP行业全行业死亡，业界集体声
讨电信垄断
? 广电涉足数据通信业务，电信全力反
击
? 网通挑战 中国电信
? 带宽 单位时间通过一条通信线路的数据量
– 向上传输
– 向下传输
? 电话接入
– POTS 传统电话服务 56Kbps
– DSL数字用户线路
? ?ISDN 综合业务数字网 N-ISDN 128Kbps B-ISDN (ATM)2-
622Mbps
? ?ADSL 非对称数字用户线路 向上 16-640Kbps,向下 1.5-
9Mbps
1)光通信网络
? 光纤 IP网的以太网技术（长城宽带）
– 无法传输现在的模拟电视信号
光通信的发展历程
? 1880年 贝尔的“光电话”
? 1960年 梅曼发明了红宝石激光器
? 1966年，英籍华人科学家高锟提出了用石
英玻璃纤维传送光信号的概念
? 1970 年，世界上第一根低损耗光纤
（ 20dB/km）在美国康宁公司诞生
? 1977年，美国亚特兰大与华盛顿之间建成
第一条数字光通信线路，采用 LED、
850nm多模光纤，速率 45Mbit/s
? 2000年,Lucent用 DWDM实现 160G
x1022总容量达到 160Tbps
光通信网络
? 为各专业网的数字信号
? 高速数字信号传输
? 传输媒介，如 铜缆、光纤、微波
? 光纤传输优点
– 宽带宽
– 保密性好
– 传输距离长、容量大
– 节省有色金属
数字光纤传输系统组成
复用 /解复用单元 光发送 /接收单元 光纤光缆
低速
电信号
高速
电信号复用 光发送
单元
解复用光接收
单元
光信号 光信号 高速
电信号
低速
电信号
高速
电信号 复用光接收
单元
解复用 光发送
单元
光信号 光信号 高速
电信号
低速
电信号
低速
电信号
(n2)
入射
出射 纤芯
包层
(n1)
n1>n2
光纤导光原理
?光纤由纤芯和包层组成
?纤芯折射率 n1>包层折射率 n2
?光纤利用全反射原理导光
光缆
?结构：骨架式、层绞式、中心束管式
?类型：非带状光缆、带状光缆
?光缆芯数即为光缆中光纤的数量
?
塑料护套
加强芯
铝皮
光纤
塑料绑带
同步数字系列的速率
速率 含 2M 数 含 STM-1 数
S T M - 1 1 5 5, 5 2 0 M b / s 63 1
S T M - 4 6 2 2, 0 8 0 M b / s 4 ? 63 4
S T M - 1 6 2 4 8 8, 3 2 0 M b / s 16 ? 6 3 16
?采用 WDM（波分复用）技术实现更高速率的信号传输。
（如 10Gb/s系统，也称 STM-64）
SDH网物理拓扑和自愈网
?物理拓扑（ 5种）
线型 树型星型
环型 网孔型
2)宽带 ISDN
? Integrated Services Digital Network
ISDN最早在 1972年使用,1980年有明确的
定义
ISDN主要有两种类型
基本速率 2B+D
基群速率 30B+D
23B+1D
ISDN的优点
? 价格便宜
? 高速数据传输
? 高的传输质量
? 使用灵活方便
3)有线电视的 Cable Modem技术
? （歌华有线、电广传媒）
– 双向改造费用较高
? 宽带互联网数据业务
– 中国有线电视线的年收入 500亿 —600亿元
– 视频业务
? 专业频道将超过 500亿元
? 基本频道在 270亿元左右
? 广告收入则在 400亿 —500亿元之间
– 数字机顶盒,5年购买约 300亿元
– 即使不包括话音业务和网络建设投资，中国有
线网及相关产业的规模也将突破 2000亿元
4)普通电话线路的 ADSL技术
（电信部门）
– ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)是
非对称数字线路
– 距离的限制影响大
– 电话线两端连接 ADSL MODEM时
– 一个速率为 1.5Mbps-9Mbps的高速下行通道
? 用于用户下载信息
– 一个速率为 16Kbps-1Mbps的中速双工通道
? 与 ADSL控制信号的传输和上行的信息
– 一个普通的老式电话服务通道
5) 电力线上网
? 福建省电力试验研究院
? 在北京善果胡同为 24户居民安装了高速电
力调制解调器
? 数据传输率 10Mbps
6) 无线接入方式
? 基于卫星通信的 Direct PC技术
– 美国休斯网络公司（ HNS Hughes Network
Systems） 1996年
– 1999年 6月美国在线 (―AOL‖)宣布使用 Direct
PC技术在美国展开 AOL-Plus互联网服务
无线接入方式
NTT,DoCoMo
? DoCoMo
– とこき的读音，其 含义 是 "任何地方 "，
– Do Communications over the Mobile network
? DoCoMo通过它的,i-mode ‖移动因特网服
务
– 向用户提供收发电子邮件和浏览网页的服务
? 实施一年获得约 450万用户
? 近三年的时间赢得 3000万用户
? 包转换服务，并使其费用设定在每月基本
费用 300日元
– 每传送一个数据包仅花费 0.3日元
? 2000年收入为 450 亿
?赢利达 65亿元
总裁立川敬治获选 "亚洲商人 "
? 2001 年 1 月 22 日, 财 富, 杂 志,
?2000 年 度 "亚 洲 商 人 "。
?DoCoMo成为日本最赚钱的公司
?斥资 1600亿元扩展到欧洲,美国及亚洲
? 2000 年 12 月,98 亿 元 购 得 AT&T 公
司 16% 的 股 份
? 移动梦网 =电子商务加上移动 Internet
– 网站上定制
– 手机点播
– 移动梦网卡
3.3 因特网信息服务原理
3.3.1 客户机 /服务器模型
3.3.2 案例,FTP原理
