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　　网路的最基层，即所谓的物理层，对很多非电机相关科系的学生而言，是相当陌生的，因此大部分同学在从事相关的研究时常会遇到难以跨越的难关。而物理层的知识涵盖甚广，包含数学、物理、电机、电磁、甚至于电信法规等。对于非电机相关科系的学生而言，这些教科书的内容沉重繁琐，几无自我修习的空间。

　　本书效法费因曼的科普写作，专为资科系同学奠定物理层的基础，并将通讯网路的基础知识以最简单的方式做描述性的解说，扬弃琐碎的细节，仅作观念的介绍，期望能为读者拨开层层迷雾，获得这些基本的知识。

本书特色

　　专为非电机相关科系从事通讯或网路相关研究的同学及职场人士参考使用所着，也适用于电信从业人员的入门训练教材。

漫游数据之海：深入理解现代信息传输的脉络 一部超越基础概念，聚焦于网络架构演进、关键技术突破与未来趋势的深度指南 在信息爆炸的时代，我们所依赖的每一次点击、每一次通话、每一次流媒体播放，其背后都隐藏着一个由复杂协议、精妙硬件和严密组织构成的庞大系统——现代通信网络。本书并非停留在对“网络”一词的浅显定义，而是旨在为读者构筑一幅全景式的、动态演进中的网络图景，探讨支撑当今数字文明运转的底层逻辑与前沿思潮。 本书将带领读者，从宏观的网络战略布局，深入到微观的数据包处理细节，系统梳理信息在物理世界与虚拟空间中穿梭的奥秘。我们不会止步于对现有架构的描述，而是着力于剖析其设计哲学、权衡取舍（Trade-offs）以及历史驱动力，从而使读者能够真正理解“为什么网络是现在的样子”，并具备预判未来技术走向的能力。 第一部分：网络基石的重构与演进——从物理层到数据链路的深潜 本部分将打下坚实的理论基础，但重点在于考察技术在真实世界中的应用与挑战。 1. 信号传输的物理极限与介质选择： 我们将详细分析不同传输介质（光纤、铜缆、无线电波）在带宽、延迟、误码率和成本之间的复杂关系。重点讨论色散、衰减、串扰等物理现象如何制约网络设计，以及超低损耗光纤技术（如掺铒光纤放大器）如何彻底改变了长距离通信的经济模型。此外，对SDM（空间多路复用）技术的探讨，将展示如何突破单芯光纤的容量瓶颈。 2. 数据链路层的智能与效率： 不仅仅是MAC地址和CSMA/CD协议的简单回顾。我们将深入解析以太网的演化历程，研究巨型帧（Jumbo Frames）在数据中心内部署中的作用及其对延迟的影响。重点分析VLAN的隔离机制如何从简单的二层划分，发展成为支持复杂虚拟化环境的核心技术。对于新兴的TSN（时间敏感网络），我们将探讨其在工业互联网和车联网中实现确定性延迟的关键帧调度算法。 3. 纠错编码与可靠性的保障： 错误控制是网络可靠性的生命线。本书将详细介绍香农-哈特利定理的实际工程意义，并对比检错（如CRC）与纠错（如FEC）技术的应用场景。特别是针对卫星通信和高噪声环境，对Turbo码和LDPC码的原理及其在现代通信标准（如5G）中的集成策略进行深入剖析。 第二部分：网络互联的核心艺术——路由、地址与层次化设计 本部分聚焦于网络层及更上层，探讨如何管理一个由数以亿计设备组成的全球性拓扑。 1. IP协议族的深度剖析与演进： IPv4的地址耗尽绝不仅仅是一个分配问题，它暴露出早期互联网设计中的局限性。我们将详细对比IPv6的地址结构、扩展头（Extension Headers）的设计哲学，及其在实际部署中面临的兼容性挑战。讨论NAT（网络地址转换）作为一种“权宜之计”如何固化了网络结构，以及CGNAT（运营商级NAT）对应用层协议带来的复杂性。 2. 路由算法的智慧： 路由不仅仅是寻找最短路径。我们将深入研究OSPF、IS-IS等内部网关协议（IGP）的链路状态数据库（LSDB）构建与收敛机制，以及BGP作为外部网关协议（EGP）如何实现全球互联网的策略性路由。重点分析路由黑洞、路由震荡（Route Flapping）等实际运维难题，以及RPL（路由策略语言）在精细化控制中的应用。 3. 软件定义网络（SDN）的颠覆性： SDN并非一种新的硬件，而是一种控制与转发分离的架构范式。我们将详细解析OpenFlow协议在集中式控制平面中的作用，探讨如何通过北向API和南向API实现网络功能的快速编程与部署。讨论在运营商核心网和数据中心内部署SDN后面临的可编程性、可扩展性和安全性的全新挑战。 第三部分：应用交付的优化与未来挑战 现代网络的核心价值在于高效交付应用服务。本部分关注传输层以上的优化，以及网络与新兴技术的融合。 1. 传输层协议的精细调校： TCP的拥塞控制算法是网络性能的关键。我们将超越基础的慢启动、拥塞避免，深入研究CUBIC、BBR（Bottleneck Bandwidth and Round-trip propagation time）等现代拥塞控制算法的工作原理，及其在不同网络环境（如高带宽延迟网络、无线网络）下的性能差异。同时，QUIC协议作为基于UDP的下一代传输层协议，其多路复用、连接迁移和集成TLS的优势将进行详尽的比较分析。 2. 延迟优化与边缘计算（MEC）： 5G的低延迟目标不仅仅是基站的优化。本书将探讨边缘计算如何通过将计算和存储资源下沉到靠近用户的网络边缘，从而根本性地减少服务往返时间。分析服务网格（Service Mesh）在微服务架构中如何通过Sidecar代理实现流量管理、安全和服务观测性，进一步优化应用层的交付效率。 3. 网络安全态势与弹性防御： 网络安全已融入架构设计。我们将探讨零信任（Zero Trust）架构在网络访问控制中的实施细节，分析DDoS攻击的演化（如应用层DDoS与反射型DDoS），以及基于AI/ML的异常流量检测系统如何通过分析流量的统计指纹实现提前预警。重点讨论网络功能虚拟化（NFV）带来的安全边界模糊化问题及应对策略。 第四部分：超前视野——迈向万物互联的未来网络 本部分将关注正在酝酿中的、可能彻底改变网络面貌的前沿技术领域。 1. 卫星通信与空天地一体化网络： 随着低轨卫星星座（如Starlink、OneWeb）的部署，全球覆盖的瓶颈正在被打破。我们将分析非地面网络（NTN）的特殊挑战，包括动态拓扑管理、星间激光链路的设计以及如何将地面IP路由机制扩展至高速移动的卫星节点。 2. 网络与量子技术的交汇： 探讨量子密钥分发（QKD）在保障未来网络通信安全中的地位，分析其与传统加密技术的互补关系。展望量子中继器的研发进展对构建安全、大容量量子互联网的深远影响。 3. 异构网络管理与统一控制： 随着5G、Wi-Fi 7、LPWAN（低功耗广域网络）等多种技术并存，未来的挑战是如何实现对这些异构接入技术的统一调度和资源管理。讨论网络切片（Network Slicing）如何在单一物理基础设施上，为不同业务（如自动驾驶、高清视频、物联网遥测）提供SLA保证的虚拟网络实例。 通过对以上模块的深入探索，本书旨在培养读者从系统架构师、网络工程师的视角，去审视和设计下一代信息传输系统，理解复杂性背后的简洁美学，并为迎接即将到来的数字转型做好知识储备。

作者简介

连耀南

　　现任职于政治大学资讯科学系的连耀南教授，于1966年台中一中初中部毕业后进入陆军第一士官学校常备士官班第三期就读，1969年毕业后分发至陆军野战部队服役担任基层士官，执干戈以卫社稷，于1975年以上士军阶退伍，参加大学联考进入国立成功大学电机工程系。于1979年毕业后，获聘到台湾工业技术学院(现台科大)电子系担任助教。

　　1980年赴美国普度大学电机工程学院攻读硕博士学位，从事电脑结构、资料库系统、及分散式计算方面的研究。于1986年8月获得博士学位后即获聘至俄亥俄州立大学资讯科学系担任助理教授，担任计算机结构，计算机网路，及资料库系统等课程的教学，研究的方向主要在资料库、分散式系统、与电脑网路方面。

　　1989年转至美国AT&T下的贝尔实验室担任研究员之职，参与第五代交换机系统软体、智慧型通讯网路、高性能高可靠度资料库系统等大型系统之实际研发工作。

　　1993年年底返国在工业技术研究院电通所担任电脑软体技术组副组长，参与PDA及OCR科专研发计画，以及国内资讯厂商委託之研发计画。

　　1995年获聘加入政治大学资讯科学系，主攻行动计算与行动通讯方面的研究。

　　期间曾担任系主任及理学院院长，并担任电信评议委员，参与我国电信自由化的政策制订与电信法的修订，对我国的电信自由化的精神及电信政策有相当的研究。自921集集大地震之后，即投入大型自然灾害应急专用的紧急通讯系统之研发，首创蜂巢式应急通讯网路。

　　个人网页: www.cs.nccu.edu.tw/~lien
 

序
序　言

第一章　通讯系统简介
1.1　原始通讯系统
1.2　电报系统
1.3　电话系统
1.4　谁发明了电话？
1.5　怀念的古早电话机
1.6　现代的通讯系统
参考文献
练习题

第二章　讯号与传输
2.1　电子讯号
2.2　影响讯号传输的因素
2.2.1　电阻
2.2.2　电磁干扰
2.2.3　寄生电容
2.3　传输媒介
2.3.1　双绞线（Twisted Pair Cable）
2.3.2　同轴电缆（Coaxial Cable）
2.3.3　光纤
2.3.4　无线媒介
2.3.5　传输媒介之选择
2.4　信号分析
2.4.1　时域信号与频域信号
2.4.2　傅立叶转换（Fourier Transform）
2.4.3　声音的分解与合成
2.4.4　方形波的频谱分析
2.4.5　信号的强度（dB）
2.4.6　信号的品质─信噪比（Signal-to-Noise Ratio, S/N）
2.4.7　电话系统品质的量度
2.5　串音与回音
2.6　讯号传送技术
2.6.1　数位与类比信号
2.6.2　调变，基频传输与宽频传输
2.6.3　数位信号的基频传输与宽频传输
2.6.4　频宽与Shannon Capacity
2.6.5　网路速度与传输延迟
2.6.6　单工与双工
2.6.7　多工（Multiplexing）
2.7　类比数位转换（Analog to Digital Conversion）
2A　电流、电子流、及电磁讯号之传递速度
2B　电容器基本原理
2C　调幅（AM）、调频（FM）、相位调变（PM）与QAM
参考文献
练习题

第三章　交换机与电信网路
3.1　电路交换与分封交换
3.2　电信网路架构
3.3　电信网路互连架构
3.3.1　美国电话网路互连架构
3.3.2　我国的电话网路互连架构
3.4　交换机的演进
3.5　电子交换机
3.5.1　音频拨号
3.5.2　信令（Signaling）
3.5.3　唿叫之建立及处理（Call Set-up and Call Processing）
3.5.4　服务功能（Service Feature）
3.5.5　交换机的可靠度及价格
3.6　路由(Routing)
3.7　Common Channel Signaling与SS7
3.8　智慧型网路（Intelligent Network）
3.9　集缩（Concentration）
3.10　接取网路之建设
3.11　长途与国际线路之建设
3.12　公众交换电话网路（PSTN）
3.13　用户电话交换机（Private Branch Exchange, PBX）
3A　美国电话电报公司（AT&T）的解体
练习题

第四章　唿叫处理与唿叫模型
4.1　唿叫处理
4.2　唿叫之塑模（Call Modeling）
4A　有限状态机
练习题

第五章　无线电传输技术
5.1　无线电波简介
5.2　讯号强度与传递速度
5.3　干扰（Interference）
5.3.1　同频干扰（Co-Channel Interference）
5.3.2　邻频干扰（Adjacent Channel Interference）
5.3.3　多路径干扰（Multi-path Interference）
5.4　雨衰（Rain Fade）
5.5　都普勒效应（Doppler Effect）
5.6　频谱分配
5.7　展频通讯
5.8　无线电在通讯上的应用
5.9　无线电在定位上的应用
练习题

第六章　行动通讯
6.1　行动电话之演进
6.2　蜂巢式行动电话
6.3　行动电话系统架构
6.4　行动电话运作原理
6.5　换手（交递，Handoff）
6.6　Call Blocking and Dropping
6.7　漫游（Roaming）
6.8　收费与编码方式
6.9　Mobility的分类
6.10　多工接取（Multi-Access）
6.11　双向通讯（Duplex）
6.12　行动通讯的可靠度与抗灾能力
6.13　低功率行动电话
6.14　行动数据网路
参考文献
练习题

第七章　卫星通讯
7.1　通讯卫星简介
7.2　人造卫星为何不会坠落？
7.3　同步卫星
7.4　GPS全球定位系统
7.5　卫星行动电话与铱计划（Iridium）
7.6　卫星的讯号处理能力
7.7　太空碎片
练习题

第八章　电信自由化与电信法规
8.1　缘起─由管制走向开放
8.2　我国电信事业之分类
8.3　电信市场之逐步开放
8.4　我国电信法主要精神
8.4.1　维护公平竞争秩序之责任
8.4.2　不对称管制
8.4.3　交叉补贴之防制─避免挖东墙补西墙
8.4.4　价格管制─价格调整上限管制法
8.4.5　普及服务
8.4.6　编码计画
8.4.7　平等接取─公平选择业者服务
8.4.8　号码可携性服务─换业者不用换号码
8.4.9　网路互连
8.4.10　瓶颈设施与设施共用
8.4.11　第一类电信事业之外资限制─基础建设不能任由外国人控制
参考文献
练习题

第九章　网路互连
9.1　简介
9.2　网路互连原则与重要议题
9.3　介接点设置
9.4　互连技术标准之遵循原则
9.5　网路互连费用之分摊
9.6　通信费处理
9.7　行动电话节费器的玄机
9.8　固网电话拨打行动电话定价权「回归」发话端
练习题 178

第十章　固定通讯业务之开放
10.1　开放政策目标之选择
10.2　固网开放之过程
10.3　固网开放之成效─理想与现实的落差
练习题

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对《通讯网路导论》并没有抱太高的期望，总觉得这类教科书无非就是枯燥的理论堆砌。然而，这本书却给了我一个大大的惊喜。它的内容编排非常有条理，逻辑性极强，从最基础的物理层概念，到应用层协议，层层递进，一点也不显得突兀。我特别喜欢书中关于网络拓扑结构的那一部分，作者通过大量的实例和图解，清晰地展示了各种不同拓扑结构（如总线型、星型、环型等）的优缺点，以及它们在实际应用中的场景。这让我对网络的物理布局有了更直观的认识，也更容易理解为什么不同的网络会采用不同的结构。此外，书中对数据链路层和网络层这两个核心层次的阐述也相当精彩。它详细讲解了MAC地址、IP地址的分配机制，以及路由选择的过程，让我明白数据包在网络中是如何找到正确的路径的。即使是对于一些初学者来说可能比较难理解的差错控制和流量控制机制，作者也用非常生动的方式进行了解释，让我能够轻松掌握。这本书给我最大的感受就是，它不仅仅是在教我知识，更是在培养我对通讯网路这个领域的兴趣和洞察力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，对我来说，更多体现在它所提供的“全局观”。在阅读《通讯网路导论》之前，我对通讯网路的概念总是碎片化的，知道一些基础术语，但缺乏一个整体的框架。而这本书就像是为我搭建了一个宏大的通讯网路地图，让我能够将零散的知识点串联起来，形成一个完整的认知体系。我特别赞赏它对网络安全基础概念的引入，虽然不是专门的安全书籍，但它已经初步勾勒出了网络面临的各种安全威胁，以及一些基本的安全防护措施，这让我开始意识到，在享受便捷的网络服务时，安全问题同样不容忽视。书中对一些常见的网络设备，如路由器、交换机等的功能和作用的解释，也让我对这些“幕后英雄”有了更深的认识。它不是简单地罗列参数，而是深入分析了这些设备在网络传输中所扮演的关键角色。这本书的内容深度和广度都拿捏得恰到好处，既不会让初学者感到 overwhelming，又能让有一定基础的读者有所收获。它就像一位耐心的向导，一步步带领我探索通讯网路这个浩瀚的领域。

评分☆☆☆☆☆

我原本对通讯网路这个领域感到相当陌生，甚至有点望而却步，总觉得它充满了复杂的公式和晦涩的专业术语。然而，当我拿到《通讯网路导论》后，我的看法彻底改变了。这本书的叙述方式非常亲切，就像一位经验丰富的老师，循序渐进地引导着我。作者在解释每一个概念时，都会先从一个我们日常生活中就能体会到的场景切入，比如寄明信片、打电话，然后巧妙地将这些生活经验与通讯网路中的专业知识联系起来。我特别欣赏它对数据传输原理的讲解，用到了很多非常形象的比喻，让我能直观地理解数据是如何从一个地方被分割、打包、传输，最终又被完整地还原到另一个地方的。书中对TCP/IP协议族的介绍也让我豁然开朗，不再觉得IP地址、端口号这些东西遥不可及，而是理解了它们在整个网络通信中的关键作用。即使是像拥塞控制、流量控制这样听起来很“硬核”的技术，作者也用非常易于理解的语言和图示来解释，让我不再感到头疼。更重要的是，这本书让我意识到，通讯网路并非高高在上，而是与我们的生活息息相关，是支撑我们日常数字生活的重要基石。

评分☆☆☆☆☆

阅读《通讯网路导论》的过程，对我来说是一次非常充实的学习体验。这本书最大的优点在于其严谨的学术性和相对易于理解的表述方式的结合。我最喜欢它对网络性能指标的讨论，例如延迟、带宽、吞吐量等，作者不仅解释了这些指标的定义，还深入分析了它们对网络应用的影响，以及如何通过优化网络设计来提高性能。这让我能够从更专业的角度去审视我们日常使用的网络服务。此外，书中对不同网络技术（如以太网、Wi-Fi、移动通信等）的介绍也相当到位，它并没有停留在概念层面，而是深入探讨了这些技术的工作原理和优缺点。这让我能够更好地理解为什么在不同的场景下会选择不同的网络技术。这本书给我的感觉是，它不仅仅是为了教授知识，更是为了培养读者解决实际问题的能力。它在讲解理论的同时，也会引导读者思考如何在实际的网络部署和维护中应用这些知识。总的来说，这本书是一本非常值得推荐的入门读物，它为我打下了坚实的通讯网路基础，并且激起了我对这个领域更深入探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到这本《通讯网路导论》真的像是收到一本失落的宝藏！我是在一个偶然的机会下，在一家旧书店里翻到的。当时我的眼睛就亮了，心想：“天哪，这本书的封面设计虽然不是那种时下流行的炫酷风格，但却有一种沉静的力量，让人忍不住想一探究竟。” 拿到手后，迫不及待地翻开，第一感觉是纸质非常舒服，是那种有年代感的柔韧，不像现在的书那样硬邦邦的。接着，我开始浏览目录，光是目录的编排就让我眼睛一亮，很多基础概念的呈现方式，都比我之前读过的教材要清晰很多。比如，关于OSI模型的那部分，它没有直接堆砌大量的术语，而是通过一些生动的类比，将那些抽象的概念具象化，让我一下子就理解了每一层的作用和它们之间的关系。而且，书中对一些早期通讯技术的发展历程也有详细的介绍，这对我来说非常宝贵，因为了解历史往往能更好地理解现在。我特别喜欢它对于网络协议演进的叙述，不是枯燥的罗列，而是像在讲一个精彩的故事，让你看到技术是如何一步步克服挑战，发展至今的。总而言之，这本书带给我的惊喜远超预期，它不仅仅是一本技术书籍，更像是一位博学的长者，用充满智慧的语言，引领我走进通讯网路的世界。