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內容簡介

　　在我們生活的世界中，各種各樣形形色色的事物和現象，其中都必定包含著科學的成分。在這些成分中，有些是你所熟知的，有些是你未知的，有些是你還一知半解的。麵對未知的世界，好奇的你是不是有很多疑惑、不解和期待呢？！“形形色色的科學”趣味科普叢書，把我們身邊方方麵麵的科學知識活靈活現、生動有趣地展示給你，讓你在暢快閱讀中收獲這些鮮活的科學知識！
　　生活在地球村的我們享受著通信技術為我們帶來的“坐地日行八萬裏”的便捷：有綫通信、無綫通信、互聯網、數據傳送……越來越快的網絡速度、越來越好的通話質量、越來越完善的數據信息服務讓我們靠得越來越近，不斷發展的通信技術正在帶領我們進入更快更優質的生活。讓我們一起來瞭解一下最生動、最全麵、最先進的通信技術吧！
　　井上伸雄著的《讓我們靠得再近些——通信漫話（四色全彩）》適閤青少年讀者、科學愛好者以及大眾讀者閱讀。

作者簡介

　　井上伸雄，齣生於1936年。1959年畢業於日本名古屋大學工學係電力工學專業。工學博士。在日本電信電話公社（現NTT）研究所從事數字傳輸、數字網絡的研究開發。現任日本多摩大學客座教授。主要著作有《通信&網絡百科詞典》、《通信的原理》（日本實業齣版社）、《信息通信簡明講座》（閤著、日經BP社）、《通信網絡基礎》（OPTRONICS社）、《多媒體通信》（日本經濟新聞社）等多部。

目錄

第1章 有關網絡的基礎知識
與日常生活密切相關的各種通信網絡
通過交換機連接綫路的電話網絡
根據電話號碼中的區號選擇交換機
設定電話號碼的方法
互聯網通過路由器發送數據包
移動電話互相連接的基本原理
電話與互聯網的區彆在於電話為帶寬保證型、互聯網為盡力服務型
模擬通信傳輸的是波形、數字通信傳輸的是“1”和“0”
從模擬通信網絡嚮數字通信網絡的過渡
用於數據通信的數字通信網絡的優點
寬帶的優點在於高速傳輸
高速傳輸的真正意義在於可以在短時間內傳輸大量信息
接入網即光縴
CATV（有綫電視）網絡也可用於通信
辦公室內的網絡“LAN”（局域網）
直接連接兩地的高速度、高性能、可靠可信的網絡專綫
網絡拓撲即將網絡的布局模型化
雲計算是互聯網的新的使用方式
COLUMN 所謂的“網絡”

第2章 有關互聯網的基礎知識
將數據、聲音、圖像信號轉換成數據包後發送
數據包通信適用於計算機的數據通信
路由器根據路由錶選擇路徑發送數據包
數據包中的地址將域名轉化為IP地址
互聯網發生擁堵時數據會延遲的盡力服務型通信
互聯網擅長數據通信而電話卻不擅長
通過郵件服務器發送信息的電子郵件的基本原理
從世界各地的服務器中選擇信息的網絡搜索引擎的工作原理
互聯網使用的是TCP/IP協議
互聯網與IP網絡的區彆
將互聯網運用於電話
從互聯網電話到IP電話
免費互聯網電話“Skype”的基本原理
使用VoIP技術的IP電話的基本原理
組播通信是將相同的信息同時發送給特定的多個用戶
使用互聯網發送視音頻多媒體
Video-on-Demand（VOD,視頻點播）的基本原理
用數據包發送電視信號的IP電視的播放原理
使用於電話、互聯網、電視的FTTH（光縴到戶）的Triple-play（三網閤一）
以太局域網是在一定區域內使用的高速計算機網絡
速度不斷提高的以太網
通過IP-VPN技術,IP網絡可以作為網絡專綫使用
COLUMN 互聯網始於美國的軍事研究

第3章 有關移動電話的基礎知識
從iPad看無綫網的使用方法
移動電話所使用的無綫電波的頻率範圍為800MHz~2.5GHz
支持移動電話的Cell（蜂窩）通信技術
實現移動通信的技術
在半徑10m以下的Cell（蜂窩）範圍內進行通信的Femtocel（l微蜂窩型基站）
將無綫電波分成多個信道後進行多址接入
使用於3G移動電話的新型多址接入技術“CDMA”
適用於高速數據傳輸的CDMA技術的特點和優勢
移動電話的發展時代
高性能移動電話——智能手機
費用低廉的簡易型移動電話“PHS”的基本原理
從第3代移動電話開始高速發展的數據通信
通過3.5G移動電話實現數據的高速傳輸
通過適用於高速數字無綫傳輸的OFDM技術實現信號的高效率傳輸
使用多根天綫進行高速傳輸的MIMO
實現100Mbps超高速傳輸的第3.9代移動電話“LTE”
即將到來的第4代移動電話
在PHS上實現上行/下行20Mbps的高速數據通信
Mobile WiMAX是主攻數據通信的移動通信係統
俗稱為WiFi的無綫局域網的規格
在室外也可以使用的無綫局域網的使用方法
通過移動路由器實現無綫局域網設備與基站的連接
使用移動終端收看One Seg電視
藍牙為超近距離的無綫通信
非接觸式IC卡的無綫通信方式
COLUMN 電波等同於電磁波嗎?

第4章 信號的傳輸
多種多樣的傳輸方式
電波的使用方法
使用電波實現從接入網到遠距離傳輸的固定無綫傳輸
通信電纜的種類①銅絲電纜
通信電纜的種類②光縴電纜
將電信號轉換成光信號
通過光纜傳輸信號
ADSL通過電話用戶綫實現數據的高速傳輸
通過FTTH傳輸信號
通過接入網實現單根電纜的雙嚮傳輸
電力綫載波通信的基本原理
在數字信號傳輸過程中會産生誤碼現象
通過同步使信號頻率一緻
信號調製
通過調製數字信號實現高速傳輸
實現語音嚮數字信號轉換的PCM的工作原理
將圖像壓縮後傳輸
通過信號多路復用實現單根電纜的多信道傳輸
通過人造衛星實現衛星通信
GPS通過衛星發射的電波來測定位置
COLUMN 1bit的大小

參考文獻

精彩書摘

　　《讓我們靠得再近些：通信漫話》：
　　每天，我們都在使用著各種各樣的通信方式。
　　說到通信，我們以前可能隻會想到電話和電報。而現如今，移動電話成為主流，除瞭語音通話，還可以發送電子郵件。即使是移動電話，也已經齣現瞭被稱為智能手機的高性能移動電話。發送文件資料時以前可以使用傳真，而現在已經有被互聯網的電子郵件取代的趨勢。由於電子郵件成本低而且速度快、很容易普及，以至於用紙和筆書寫信的機會也減少瞭。
　　相信大傢都使用過互聯網的信息搜索功能。以前需要什麼信息時我們都會去圖書館，而現在使用網絡搜索引擎，就可以簡單迅速地獲得需要的信息。
　　使用銀行的ATM機存錢、取錢或匯款時，也是通過通信綫路將ATM終端與中心的計算機連接，從而實現各種信息的交換。由於是極其重要的信息，所以一定要使用可信度高的網絡。
　　除此之外，經常使用的還有通信係統。（在日本）地鐵齣站時使用的Suica、PASMO等各種IC卡是通過超短距離無綫通信，實現乘車費等信息的互換。高速公路的ETC（電子不停車收費係統）也是如此，為瞭實現車輛與收費站之間的信息互換，而使用瞭超短距離無綫通信。
　　如上所示，為瞭實現各種信息的自由互換，需要使用相應的通信網絡。
　　與日常生活密切相關的各種通信網絡
　　網絡中存在多個不同的種類。
　　各種網絡是根據不同的目的、用途而産生的。
　　第1章 有關網絡的基礎知識
　　VE-F39 LUMIX phone 001P iPhone4
　　圖片提供：Panasonic
　　圖片提供：SoftBank Mobile圖片提供：Apple Japa語音通話中最常見的座機
　　移動電話更新換代的腳步不斷加快已經成為智能手機的代名詞
　　新型筆記本
　　計算機
　　圖片提供：Apple Japan
　　圖片提供：東日本旅客鐵道株式會社提供
　　移動購物的好朋友
　　Macbook Air
　　bizhub 423
　　Suica
　　已成為現代辦公室基本設備的數碼復印機
　　圖片提供：柯尼卡美能達
　　株式會社
　　圖1 各種通信終端
　　通信網絡的基礎在於從使用網絡的眾多用戶中選擇一個用戶自由收發信息。要理解其中的原理，最簡單的方法就是先瞭解電話的工作原理（圖1）。
　　傢裏安裝的電話是通過電綫（電纜）和離傢最近的電話局裏的交換機連接的。交換機上有多個開關節點，這些開關節點的功能在於按照被叫號碼，使呼叫方電話的電話綫與被叫方電話的電話綫連接。電話與電話連接後就形成瞭一個完整綫路，語音通過電流從一方傳輸到另一方後就可以通話瞭。
　　圖1 a為通話雙方連接於同一颱交換機的情形。然而，由於1颱交換機可覆蓋的範圍僅為半徑5km以下的區域（稱為覆蓋範圍），如果我們要給這個範圍以外的人打電話，就必須如圖1b所示，通過傳輸綫連接呼叫方交換機與被叫方交換機，同時使各交換機的開關節點與各自的電話處於連接狀態，兩颱電話之間的電流纔可以暢通無阻。
　　現在我們來看看小P給小Q打電話時的場景。小P撥瞭小Q的電話號碼“35-××××”之後，交換機A根據區號“35”將通嚮交換機B的綫路接通，交換機B將通嚮相應電話號碼“××××”的綫路接通。於是小P和小Q之間的綫路全部接通，兩人就可以通話瞭。
　　四位數“××××”是與交換機B相連的小Q的號碼，稱為用戶號碼。
　　“35”是設有交換機B的電信局的號碼，也就是區號。就是這樣，根據電話號碼這一地址選擇齣對象、連接上綫路就可以實現通話瞭。
　　002 通過交換機連接綫路的電話網絡
　　交換機根據電話號碼連接上相應的開關節點。
　　交換機通過電話綫路連接呼叫方與被叫方，形成電話網。
　　第1章 有關網絡的基礎知識
　　P
　　Q
　　P
　　Q
　　a
　　b
　　電話
　　用戶綫
　　交換機
　　電話
　　用戶綫
　　交換機A
　　交換機B
　　開關節點
　　連接上交換機的開關節點後，電話P和Q之間接通電流可以通過的一個完整綫路34-△△△△35-××××撥打號碼“35-××××”區號“34”區號“35”中繼綫（傳輸綫）給遠距離的人撥打電話是通過兩颱交換機來連接綫路的。
　　如圖所示，電話和電話之間通過交換機的開關切換形成完整綫路的方式稱為“綫路切換”
　　名詞解釋
　　用戶綫 連接電話和交換機的綫路。
　　中繼綫 連接交換機和交換機的綫路。
　　圖1 通過交換機的開關節點連接用戶之間的綫路
　　（002）中所描述的是市內電話連接的基本原理。撥打遠距離長途電話時，須在如圖1所示的兩颱交換機之間加入交換機進行中轉。
　　例如，在東京和大阪之間加入一颱中轉用交換機，由於無論是在東京還是在大阪，各自都設有多颱交換機，將這些交換機與中轉用交換機連接後再集中傳輸信息的方式可以大大提高傳輸的效率。這與使用鐵路從東京去大阪一樣，乘客先在東京車站集閤，然後乘坐新乾綫到達大阪，再分彆去往各自的目的地。與電話直接連接的交換機（圖1中的交換機A和D）稱為用戶（綫）交換機（Local Switch，LS），在交換機與交換機之間起到中轉作用的交換機（圖1中的交換機B和C）稱為中轉交換機（Transit Switch，TS）。
　　例如，讓我們來看看東京的小P給大阪的小Q打長途電話時的場景。如圖2所示，小P撥瞭小Q的電話號碼“06-6543-××××”之後，小P所屬的交換機A通過第一個數字“0”判斷齣這是長途電話，於是將其連接到中轉交換機（長途交換機）B。交換機B通過第二個數字“6”判斷齣這是打往大阪的長途電話，於是將連接大阪中轉交換機C的綫路接通。交換機C根據接下來的數字“6543”（市內區號），將與這一號碼對應的交換機D相連接的綫路接通。最後，交換機D呼叫用戶號碼為“××××”的小Q，從而實現通話。圖中雖然隻列齣瞭4颱交換機，實際上卻存在多於4颱或少於4颱的情形。
　　為實現上述的通過多颱交換機連接，各交換機必須互相協作，連接開關節點。交換機都是計算機控製的，為使計算機在收到撥叫信號後能夠互通控製信號，需要建立公共信道信號網（圖1）。
　　003 根據電話號碼中的區號選擇交換機
　　交換機分為用戶綫交換機和中轉交換機兩種。
　　撥打長途電話時需要使用多颱交換機。
　　……

前言/序言

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