信息技術(shù)（裝備制造類） 教案 第4章 現(xiàn)代通信技術(shù)

《信息技術(shù)（裝備制造類）》課程教案課題：現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)目的：掌握通信的基本概念、發(fā)展歷程以及通信技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性。理解信息傳輸?shù)幕驹?，包括信?hào)表示、通信系統(tǒng)模型、調(diào)制與解調(diào)、信源與信道編碼等。了解通信網(wǎng)絡(luò)的形成、接入網(wǎng)技術(shù)、通信協(xié)議及其標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)的作用。掌握固定電話通信的過(guò)程、業(yè)務(wù)以及通信網(wǎng)的發(fā)展演變。理解數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的構(gòu)成、數(shù)據(jù)通信與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及IP地址的管理。掌握移動(dòng)通信的基本概念、多址技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)、業(yè)務(wù)類型、終端發(fā)展以及5G技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。了解光纖通信系統(tǒng)、光通信與傳輸承載網(wǎng)以及光傳輸技術(shù)的發(fā)展。掌握微波通信和衛(wèi)星通信的基本原理及其在實(shí)際中的應(yīng)用。了解量子通信網(wǎng)絡(luò)的基本概念及其應(yīng)用前景。課型：新授課課時(shí)：本章安排8個(gè)課時(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握移動(dòng)通信（包括5G技術(shù)）、光纖通信以及通信網(wǎng)絡(luò)安全的核心內(nèi)容和應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：難點(diǎn)：深入理解數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、信道編碼與解碼的技術(shù)原理，以及量子通信的基本概念和應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程：教學(xué)形式：講授課，教學(xué)組織采用課堂整體講授和分組演示。教學(xué)媒體：采用啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方法。教學(xué)手段采用多媒體課件、視頻等媒體技術(shù)。板書(shū)設(shè)計(jì)：本課標(biāo)題現(xiàn)代通信技術(shù)課次4授課方式理論課□討論課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排8學(xué)分共2分授課對(duì)象普通高等院校學(xué)生任課教師教材及參考資料1.《信息技術(shù)（裝備制造類）》；電子工業(yè)出版社。2.本教材配套視頻教程及學(xué)習(xí)檢查等資源。3.與本課程相關(guān)的其他資源。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法及教學(xué)手段課程引入在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，通信技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的基石，深刻影響著我們的生活、工作和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。從最初的固定電話到如今的5G移動(dòng)通信，從有線網(wǎng)絡(luò)到衛(wèi)星通信，通信技術(shù)的每一次進(jìn)步都極大地推動(dòng)了信息社會(huì)的發(fā)展?，F(xiàn)代通信技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的即時(shí)通信，還為物聯(lián)網(wǎng)、智能交通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，信息傳輸?shù)乃俣群托什粩嗵岣撸瑫r(shí)也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，如網(wǎng)絡(luò)安全、隱私保護(hù)等問(wèn)題。量子通信作為一種新興的通信技術(shù)，正在逐步走向?qū)嶋H應(yīng)用，為未來(lái)的通信安全提供了新的解決方案。本章將全面介紹現(xiàn)代通信技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景以及面臨的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。通過(guò)學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，學(xué)生將能夠系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代通信技術(shù)的核心知識(shí)，為深入探索通信技術(shù)及其在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考以下形式：1.銜接導(dǎo)入2.懸念導(dǎo)入3.情景導(dǎo)入4.激疑導(dǎo)入5.演示導(dǎo)入6.實(shí)例導(dǎo)入7.其他形式4.1通信概述4.1.1通信的基本概念1.信息量2.古老的信息傳遞方式3.電信的概念電信是利用導(dǎo)線、無(wú)線電、光學(xué)或其他電磁系統(tǒng)進(jìn)行的，對(duì)于符號(hào)、信號(hào)、文字、圖像、聲音或任何性質(zhì)信息的傳輸、發(fā)送或接收。4.1.2通信技術(shù)的發(fā)展歷程1.電報(bào)技術(shù)2.電話技術(shù)3.無(wú)線電通信4.數(shù)據(jù)傳輸理論5.復(fù)用技術(shù)6.數(shù)字通信理論7.光纖通信技術(shù)8.移動(dòng)通信技術(shù)9.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)10.量子通信技術(shù)4.2信息傳輸4.2.1信息的信號(hào)表示4.2.2通信系統(tǒng)基本模型1.簡(jiǎn)單通信系統(tǒng)模型2.模擬通信系統(tǒng)模型3.數(shù)字通信系統(tǒng)4.2.3模擬調(diào)制與解調(diào)4.2.4數(shù)字調(diào)制與解調(diào)4.2.5信源編碼與解碼4.2.6信道編碼與解碼4.3通信網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議4.3.1從簡(jiǎn)單通信到通信網(wǎng)絡(luò)4.3.2接入網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用4.3.3通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)通信協(xié)議的三個(gè)要素。（1）語(yǔ)法：確定數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式，語(yǔ)法主要解決怎么講的問(wèn)題。（2）語(yǔ)義：指控制信息的含義和需要做出的動(dòng)作及響應(yīng)，描述講什么的問(wèn)題。（3）時(shí)序：規(guī)定了動(dòng)作的順序，說(shuō)明什么時(shí)候做以及動(dòng)作的先后順序問(wèn)題。讓我們通過(guò)舉例來(lái)說(shuō)明通信協(xié)議的三要素。如瀏覽某個(gè)網(wǎng)站，那么，該網(wǎng)站的網(wǎng)址就是4.4固定電話通信4.4.1固定電話通信過(guò)程4.4.2固定電話業(yè)務(wù)1.本地電話業(yè)務(wù)2.長(zhǎng)途電話業(yè)務(wù)3.特殊號(hào)碼業(yè)務(wù)4.被叫集中付費(fèi)業(yè)務(wù)5.主被叫分?jǐn)偢顿M(fèi)業(yè)務(wù)4.4.3固定電話通信網(wǎng)的發(fā)展與演變1.電話網(wǎng)的等級(jí)結(jié)構(gòu)2.我國(guó)早期電話網(wǎng)的五級(jí)結(jié)構(gòu)3.我國(guó)現(xiàn)代電話網(wǎng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)4.5數(shù)據(jù)通信4.5.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)1.局域網(wǎng)LAN2.廣域網(wǎng)WAN4.5.2數(shù)據(jù)通信與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1.數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展2.互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展4.5.3IP地址1.IP地址的定義2.IPv4地址（1）IPv4地址的組成。IP地址由四部分?jǐn)?shù)字組成，每一部分的數(shù)字對(duì)應(yīng)8位二進(jìn)制數(shù)，各部分之間用小數(shù)點(diǎn)分開(kāi)。（2）IPv4地址分類。IPv4地址分為公有地址、特殊地址、私有地址。3.IPv6地址4.域名解析4.6移動(dòng)通信4.6.1移動(dòng)通信概念與特點(diǎn)1.移動(dòng)通信的概念2.移動(dòng)通信特點(diǎn)4.6.2多址技術(shù)1.頻分多址2.時(shí)分多址3.碼分多址4.6.3移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)4.6.4移動(dòng)通信業(yè)務(wù)1.移動(dòng)電話業(yè)務(wù)2.無(wú)線尋呼業(yè)務(wù)3.集群移動(dòng)通信業(yè)務(wù)4.無(wú)繩電話業(yè)務(wù)4.6.5移動(dòng)終端的發(fā)展變遷4.6.65G賦能行業(yè)應(yīng)用1.5G應(yīng)用場(chǎng)景2.5G應(yīng)用4.7光纖通信4.7.1光纖通信系統(tǒng)1.數(shù)字光纖通信系統(tǒng)2.光發(fā)送部分4.7.2光通信與傳輸承載網(wǎng)1.SDH2.WDM3.OTN4.PTN4.7.3光傳輸技術(shù)的發(fā)展4.8微波通信和衛(wèi)星通信4.8.1微波通信1.微波的頻段劃分2.微波中繼通信4.8.2衛(wèi)星通信4.8.3微波通信和衛(wèi)星通信的應(yīng)用1.衛(wèi)星電視2.應(yīng)急通信3.偏遠(yuǎn)地區(qū)通信4.衛(wèi)星定位系統(tǒng)4.9量子通信4.9.1量子通信網(wǎng)絡(luò)4.9.2量子通信的應(yīng)用4.10通信網(wǎng)絡(luò)安全4.10.1通信網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)1.物理層安全2.系統(tǒng)層安全3.網(wǎng)絡(luò)層安全4.應(yīng)用層安全5.管理層安全4.10.2常用的安全技術(shù)1.防火墻技術(shù)2.加密技術(shù)3.入侵檢測(cè)系統(tǒng)IDS1．教學(xué)以學(xué)生學(xué)習(xí)教材的基本內(nèi)容為主，系統(tǒng)全面地了解現(xiàn)代通信技術(shù)。2．整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，各教學(xué)點(diǎn)可根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行拓展知識(shí)的講解。本章小結(jié)：本章系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代通信技術(shù)的核心概念、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景以及面臨的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。首先，通過(guò)通信的基本概念和發(fā)展歷程，我們對(duì)通信技術(shù)的全貌有了初步的了解。隨后，詳細(xì)探討了信息傳輸?shù)幕驹?，包括信?hào)表示、通信系統(tǒng)模型、調(diào)制與解調(diào)、信源與信道編碼等，這些是通信技術(shù)的基礎(chǔ)。在通信網(wǎng)絡(luò)部分，我們介紹了從簡(jiǎn)單通信到復(fù)雜通信網(wǎng)絡(luò)的演變，接入網(wǎng)技術(shù)以及通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)的作用。固定電話通信和數(shù)據(jù)通信部分則進(jìn)一步展示了傳統(tǒng)通信技術(shù)的構(gòu)成和發(fā)展。移動(dòng)通信作為現(xiàn)代通信技術(shù)的重要組成部分，本章詳細(xì)介紹了其概念、多址技