通信導論 第一次-通信系統(tǒng)概論

網絡技術導論

通信系統(tǒng)概述計算機學院2012年春季學期魏更宇目錄一、通信定義二、通信系統(tǒng)三、通信網絡四、典型通信網五、通信技術發(fā)展趨勢一、通信定義（一）典型的通信應用1、電話—話音通信固定電話，移動電話雙向通信2、上網—數據通信寬帶上網，以太網、ADSL、無線網卡雙向通信3、電視—視頻廣播有線電視、無線電視；無線廣播單向通信一、通信定義（二）通信的定義通信的定義：通信是傳遞信息的手段，即將信息從發(fā)送端傳送到接收端的過程。通信的重要基本概念①信息：在通信過程中給予接收者的知識稱為信息；信息指可以被理解、有意義的內容。②消息：消息是信息的表現形式；消息具有多種形式，包括：符號、文字、話音、音樂、數據、圖片、活動圖像等。③信號：信號是消息的載體，消息是靠信號來傳遞的。信號一般為某種形式的電磁能（電信號、無線電信號、和光信號）。通信的目的是為了完成信息的傳輸和交換。通信和電信電信：TelecommunicationTele：一段距離、遠距離；Communication：共享能力“經過一段距離共享信息”電信就是網絡，“全程全網”兩個概念互相關聯(lián)，通信更一般BUPT:北京郵電大學BejingUniversityofPosts&Telecommunications一、通信定義（三）信號的基本特征1、連續(xù)的—模擬的人的器官感知的信號聲音信號視頻信號：電視2、不連續(xù)的—離散的、數字的有無信號—烽火數字話音、數字廣播、數字電視文本的數字編碼二、通信系統(tǒng)1．通信系統(tǒng)的模型基本的點到點通信系統(tǒng)的一般模型

常用且意義相同的詞：信息源、信息宿；發(fā)送端、接收端；源點/源端、目的點/目的端信息源信息宿接收設備信道發(fā)送設備噪聲源消息電信號消息發(fā)送端原始電信號原始信號傳輸信號傳輸接收端m'(t)g'(t)r(t)n(t)S(t)g(t)m(t)二、通信系統(tǒng)功能①信息源：把于發(fā)送的消息轉換成原始電信號；②發(fā)送設備：為了使原始電信號適合在信道中傳輸，把原始電信號變換成與傳輸信道相匹配的傳輸信號；③信道：信號傳輸的通道；④接收設備：從接收信號中恢復出原始電信號；⑤信息宿：將接收到的原始電信號轉換成相應的消息；二、通信系統(tǒng)m（t），要傳送的信息（消息）；其表達形式可以是語言、文字、圖像、數據……，經輸入設備處理，信息源將其變換成輸入數據g（t），并傳輸到發(fā)送設備。g（t），通常并不是適合傳輸的形式（波形和/或帶寬），在發(fā)送設備中被變換成與傳輸媒質特性，相匹配的傳輸信號S（t）。S（t），經傳輸媒質為信號傳輸提供通路—信道上傳輸；因為信號衰減和噪聲n（t），使得在接收端收到信號是r（t）。r（t）是受到噪聲干擾的S（t），是接收設備恢復出原始信號的依據，r（t）的質量決定了通信系統(tǒng)的性能，接收設備將r（t）轉換成適合于輸出的信號形式g’（t）。g’（t）是輸入數據g（t）的近似或估值。信息宿將由g’（t）承載的信息m’（t）提交給接收者，完成一次通信。二、通信系統(tǒng)2．通信系統(tǒng)中的消息和信號通信系統(tǒng)中的消息可以分為：①連續(xù)消息（模擬消息）——消息狀態(tài)連續(xù)變化。語音、圖像；②離散消息（數字消息）——消息狀態(tài)可數或離散。符號、文字、數據。信號是消息的表現形式，消息被承載在電信號的特定參量上。因此信號分為：①模擬信號——電信號的該參量連續(xù)取值。普通電話機收發(fā)的語音信號；②數字信號——電信號的該參量離散取值。計算機內的數據、PCI/ISA總線的信號。模擬信號和數字信號可以互相轉換。任何一個消息既可以用模擬信號表示，也可以用數字信號表示。二、通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)與數字通信系統(tǒng)①模擬通信系統(tǒng)：在信道中傳輸的是模擬信號

基帶信號——由消息轉化而來的原始模擬信號，一般含有直流和低頻成分，不宜直接傳輸；已調信號——由基帶信號轉化來的、頻域特性適合信道傳輸的信號。又稱頻帶信號。信息源受信者解調器信道調制器噪聲源消息信號消息發(fā)送端基帶信號基帶信號已調信號已調接收端二、通信系統(tǒng)②數字通信系統(tǒng)：在信道中傳輸的是數字信號信息源信息宿加密器解密器調制器解調器信源編碼器信源解碼器信道編碼器信道解碼器信道噪聲同步系統(tǒng)模擬信號基帶數字信號基帶數字信號基帶數字信號已調信號二、通信系統(tǒng)信源編/譯碼器——實現模擬信號與數字信號之間的轉換；加/解密器——實現數字信號的保密傳輸；信道編/譯碼器——實現差錯控制功能，用以對抗由于信道條件造成的誤碼；調制/解調器——實現數字信號的傳輸與復用。二、通信系統(tǒng)數字通信特點：數字電路易于集成化，因此數字通信設備功耗低、易于小型化；再生中繼無噪聲累積，抗干擾能力強；信號易于進行加密處理，保密性強；可以通過信道編碼和信源編碼進行差錯控制，改善傳輸質量；支持各種消息的傳遞；數字信號占用信道頻帶較寬，因此頻帶利用率較低。二、通信系統(tǒng)3．通信系統(tǒng)的分類按消息分：電報系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、數據系統(tǒng)、圖像系統(tǒng)按調制方式分：基帶傳輸、頻帶傳輸（調幅、調頻、調相、脈幅、脈寬、脈位）媒質上的信號分：模擬系統(tǒng)、數字系統(tǒng)傳輸媒質（信道）分：有線系統(tǒng)（架空明線、對稱電纜、同軸電纜、光纖、波導）、無線系統(tǒng)（長波、中波、短波、微波、衛(wèi)星）按復用方式分：頻分復用、時分復用、碼分復用按消息傳送的方向和時間分：單工、半雙工、全雙工按數字信號的排列順序分：串序、并序按連接形式分：專線直通（點對點）、交換網絡（多點對多點）三、通信網絡三、通信網絡1、電信網絡的組成通信網絡從功能組成上可分為：終端/接入設備、交換設備、傳輸設備。終端/接入設備：電話機、傳真機等作為電話網的各類用戶終端；集團電話、集群設備、接入網等電話網接入設備；計算機作為計算機網絡的終端交換設備：各類交換機和交叉（交換）連接設備；傳輸設備：用戶線路、中繼線路和信號轉換設備；電話線、有線電視電纜、通信光纜、移動通信的基站收發(fā)設備、衛(wèi)星/微波通信的收發(fā)設備等等。

三、通信網絡2、通信網絡的分類：按照信息源的內容可以分為：電話網、數據網、電視網和綜合業(yè)務數字網。其中，數據網又包括電報網、電傳網、計算機網等；按通信網絡所覆蓋的地域范圍可以分為：本地網、國內長途網、國際長途網局域網、城域網、廣域網等；按通信網絡所使用的傳輸信道可以分為：有線網（電纜、光纖）無線網（短波網、微波網、衛(wèi)星網等）。四、典型通信網絡圖示1、電話網2、計算機網絡—局域網3、計算機網絡—因特網3、有線電視網4、移動電話網5、計算機網絡—無線局域網6、衛(wèi)星通信網7、家庭區(qū)域網絡—智能家居電話網長途局長途電話網本地電話網端局端局端局計算機網絡—局域網計算機網絡—因特網有線電視網移動通信網計算機網絡無線局域網衛(wèi)星通信網通信標準化知識通信行業(yè)中的標準與法規(guī)企業(yè)標準中國國家標準信息產業(yè)部中國通信標準化協(xié)會CCSA國際標準國際電信聯(lián)盟ITU