《傳輸系統(tǒng)》課件

傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)、語音、視頻等信息的可靠傳輸。傳輸系統(tǒng)概述定義傳輸系統(tǒng)是指將信息從源點(diǎn)傳送到目的地的所有設(shè)備和設(shè)施的集合，包括發(fā)送器、接收器、傳輸介質(zhì)和控制設(shè)備等。功能傳輸系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)信息的傳遞，將源點(diǎn)產(chǎn)生的信息轉(zhuǎn)換為合適的信號形式，通過傳輸介質(zhì)發(fā)送到目的地，并最終將信號還原成信息。重要性傳輸系統(tǒng)是現(xiàn)代社會信息傳遞的基礎(chǔ)，支撐著各種通信和數(shù)據(jù)傳輸，是現(xiàn)代社會不可或缺的一部分。傳輸系統(tǒng)的作用連接世界傳輸系統(tǒng)是現(xiàn)代社會信息流通的關(guān)鍵，連接著各種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人與人、人與設(shè)備之間的信息交流。推動(dòng)發(fā)展傳輸系統(tǒng)促進(jìn)信息技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為人們的生活帶來便利。傳輸系統(tǒng)的組成發(fā)射機(jī)負(fù)責(zé)將信息轉(zhuǎn)換成信號，并將其發(fā)射出去。傳輸介質(zhì)信號在傳輸過程中所依附的物理媒介，例如雙絞線、同軸電纜、光纖等。接收機(jī)負(fù)責(zé)接收信號，并將其還原成信息。信號的類型與特性音頻信號音頻信號是聲音信號的數(shù)字化表示，用于各種音頻設(shè)備。視頻信號視頻信號是圖像和視頻的數(shù)字化表示，廣泛應(yīng)用于電視、監(jiān)控和互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)信號是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間傳遞的數(shù)字信息，包含文本、數(shù)字、圖像和視頻等。模擬信號與數(shù)字信號1模擬信號連續(xù)變化的信號2數(shù)字信號離散的信號3模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)4數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)模擬信號是連續(xù)變化的信號，例如聲音和圖像。數(shù)字信號是離散的信號，例如計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和數(shù)字音頻。模擬信號需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，而數(shù)字信號需要通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為模擬信號。信號的編碼11.數(shù)字信號編碼將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)男问健?2.模擬信號編碼將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，便于傳輸和處理。33.線路碼用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男问健?4.編碼類型包括非歸零碼、歸零碼、差分碼等。頻帶與帶寬頻帶是信號頻率的范圍，表示信號可以占據(jù)的頻率范圍。帶寬是頻帶的寬度，即信號最高頻率與最低頻率之差。帶寬決定了信號傳輸速率，帶寬越大，信號傳輸速率越高。例如，4G網(wǎng)絡(luò)的帶寬比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬更大，因此4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度更快。3kHz語音電話通信20kHz音頻音樂播放6MHz電視電視廣播100MHz無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信道的類型物理信道物理信道指用于傳輸信號的物理介質(zhì)，例如雙絞線、同軸電纜、光纖等。邏輯信道邏輯信道指在物理信道基礎(chǔ)上建立的邏輯連接，用于傳輸特定類型的信號，例如數(shù)據(jù)信道、控制信道等。廣播信道廣播信道指所有接收者都能接收到同一個(gè)信號的信道，例如無線廣播。單播信道單播信道指只有指定的接收者才能接收到信號的信道，例如電話。噪聲及其類型白噪聲白噪聲是指在整個(gè)頻譜范圍內(nèi)具有相同能量密度的隨機(jī)噪聲。它像無線電接收機(jī)收不到信號時(shí)的沙沙聲。干擾噪聲干擾噪聲是由其他設(shè)備或信號引起的，例如雷電、無線電廣播和手機(jī)信號。熱噪聲熱噪聲是由于電子元件的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，它與溫度有關(guān)。溫度越高，熱噪聲越大。閃爍噪聲閃爍噪聲是由于電子元件中的電流變化而產(chǎn)生的，它是一種隨機(jī)噪聲，在低頻范圍內(nèi)比較明顯。噪聲的影響及抑制11.信號失真噪聲會導(dǎo)致信號失真，影響信號的質(zhì)量和清晰度，降低信息傳遞效率。22.傳輸錯(cuò)誤噪聲會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，影響信息可靠性，需要額外的糾錯(cuò)機(jī)制來保證數(shù)據(jù)完整性。33.接收困難噪聲會干擾信號的接收，使得接收器難以識別和解碼信號，影響通信質(zhì)量。44.抑制方法可以通過屏蔽、濾波、編碼等多種方法來抑制噪聲，提高通信質(zhì)量和可靠性。編碼技術(shù)數(shù)字編碼數(shù)字編碼將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼流，以便傳輸和存儲。模擬信號編碼模擬信號編碼將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，方便數(shù)字設(shè)備處理和傳輸。糾錯(cuò)編碼糾錯(cuò)編碼在傳輸過程中添加冗余信息，用于檢測和糾正錯(cuò)誤。調(diào)制技術(shù)載波信號載波信號是高頻信號，用于承載信息信號。信息信號信息信號是低頻信號，需要被調(diào)制。調(diào)制過程將信息信號疊加到載波信號上，改變載波信號的某些特性。多路復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用將不同信號分配到不同的頻率帶上，再進(jìn)行傳輸。時(shí)分復(fù)用將時(shí)間軸分成多個(gè)時(shí)間段，在不同的時(shí)間段傳輸不同的信號。碼分復(fù)用利用不同的碼序列來區(qū)分不同的信號，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳輸多個(gè)信號。波分復(fù)用利用不同波長的光波來區(qū)分不同的信號，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳輸多個(gè)信號。信號傳輸?shù)幕具^程1信號源產(chǎn)生信號，例如：麥克風(fēng)、手機(jī)、電腦2編碼將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式3調(diào)制將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，方便傳輸4傳輸通過介質(zhì)將信號傳輸?shù)浇邮斩?解調(diào)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號信號源產(chǎn)生信息，然后經(jīng)過編碼、調(diào)制、傳輸、解調(diào)等步驟，最終到達(dá)接收端。傳輸介質(zhì)的分類有線介質(zhì)有線介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜和光纖等，它們通過物理連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，具有傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。無線介質(zhì)無線介質(zhì)主要包括無線電波、微波、紅外線等，它們通過無線電波傳播數(shù)據(jù)，具有靈活性和便捷性，但受距離和環(huán)境影響較大。雙絞線傳輸技術(shù)雙絞線由兩根相互絕緣的導(dǎo)線組成，通過電磁感應(yīng)進(jìn)行信號傳輸。雙絞線具有價(jià)格低廉、安裝方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，常用于電話線、以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)連接。雙絞線分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線，屏蔽雙絞線可以有效減少外部電磁干擾。同軸電纜傳輸技術(shù)同軸電纜由一根中心導(dǎo)線和一個(gè)同心圓形導(dǎo)體構(gòu)成，兩者之間填充絕緣材料，外層覆蓋一層保護(hù)套。它可以有效地屏蔽外部干擾，降低信號衰減，提高傳輸距離和數(shù)據(jù)傳輸速率。同軸電纜常用于有線電視網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及視頻信號傳輸?shù)阮I(lǐng)域。它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝方便等優(yōu)勢，但傳輸距離有限，易受外部環(huán)境影響。光纖傳輸技術(shù)光纖傳輸技術(shù)是一種利用光纖作為傳輸介質(zhì)，將光信號進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。光纖傳輸技術(shù)具有帶寬高、抗干擾能力強(qiáng)、損耗低、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中最重要的傳輸技術(shù)之一。光纖傳輸技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，例如：互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)、廣播電視、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化等。無線電波傳輸技術(shù)無線電波傳輸技術(shù)是一種利用無線電波來傳遞信息的通信技術(shù)。它是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。無線電波傳輸技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，并且不受地理環(huán)境的限制。它被廣泛應(yīng)用于廣播、電視、手機(jī)、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。通信標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化確保不同設(shè)備之間的互操作性，例如TCP/IP協(xié)議。協(xié)議定義數(shù)據(jù)格式、傳輸規(guī)則，例如HTTP、FTP。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)11.總線型拓?fù)渌性O(shè)備連接到一條公共傳輸介質(zhì)上，信息在介質(zhì)上傳輸，所有設(shè)備都能接收。22.星型拓?fù)渌性O(shè)備連接到一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，信息通過中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。33.環(huán)型拓?fù)渌性O(shè)備連接成閉環(huán)，信息在環(huán)中單向流動(dòng)，每個(gè)設(shè)備都轉(zhuǎn)發(fā)信息。44.樹型拓?fù)漕愃茦湫谓Y(jié)構(gòu)，中心節(jié)點(diǎn)是根節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)作為分支，信息從根節(jié)點(diǎn)開始，沿著樹枝向下傳播。55.網(wǎng)狀型拓?fù)渌性O(shè)備之間都可以直接通信，形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，信息可以通過多種路徑到達(dá)目的地。TCP/IP參考模型OSI模型OSI模型是開放系統(tǒng)互聯(lián)模型，七層結(jié)構(gòu)，描述了網(wǎng)絡(luò)通信的各個(gè)層次。TCP/IP模型TCP/IP模型是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族，四層結(jié)構(gòu)，定義了網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。對比TCP/IP模型比OSI模型更實(shí)用，已被廣泛采用，是互聯(lián)網(wǎng)的核心。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議11.幀定界將數(shù)據(jù)分割成幀，并添加幀頭和幀尾標(biāo)識。22.物理地址尋址使用MAC地址識別網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，確保數(shù)據(jù)正確發(fā)送到目標(biāo)設(shè)備。33.誤差控制通過校驗(yàn)和、CRC等方式檢測數(shù)據(jù)傳輸過程中的錯(cuò)誤。44.流量控制調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸速度，避免接收方無法處理過多的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議IP協(xié)議IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的路由和尋址。ARP協(xié)議ARP協(xié)議負(fù)責(zé)將IP地址轉(zhuǎn)換為物理地址，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的通信。ICMP協(xié)議ICMP協(xié)議用于在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行錯(cuò)誤報(bào)告和狀態(tài)信息傳遞，例如ping命令。傳輸層協(xié)議傳輸層協(xié)議的功能提供端到端的連接服務(wù)，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分段，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，以保證數(shù)據(jù)的完整性。提供流量控制和擁塞控制機(jī)制，以防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。常見的傳輸層協(xié)議TCP(TransmissionControlProtocol)面向連接的可靠傳輸協(xié)議UDP(UserDatagramProtocol)無連接的不可靠傳輸協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議電子郵件協(xié)議SMTP、POP3、IMAP萬維網(wǎng)協(xié)議HTTP、HTTPS文件傳輸協(xié)議FTP、TFTP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP、DNS傳輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢高速率、大容量隨著數(shù)據(jù)量的爆炸式增長，傳輸系統(tǒng)朝著高速率、大容量的方向發(fā)展，以滿足日益增長的數(shù)據(jù)傳輸需求。智能化智能化技術(shù)在傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，例如自適應(yīng)調(diào)制、自組織網(wǎng)絡(luò)、智能路由等，提高了傳輸系統(tǒng)的效率和可靠性。綠色化綠色化是未來傳輸系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，例如節(jié)能技術(shù)、綠色材料的應(yīng)用，減少對環(huán)境的影響。安全可信隨著網(wǎng)絡(luò)安全威脅的日益嚴(yán)重，傳輸系統(tǒng)需要更加安全可信，以確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。課程總結(jié)知識點(diǎn)回顧傳輸系統(tǒng)中的核心知識點(diǎn)，包括信號、信道、噪聲、編碼、調(diào)制、多路復(fù)用等概念。深入理解傳