《第一章-通信系统概述.优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章-通信系统概述.优秀PPT.ppt（71页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、现代通信概论现代通信概论第一章第一章 概论概论u1.11.1引言引言通信历史回顾通信历史回顾u1.21.2通信系统的基本概念和模型通信系统的基本概念和模型 1.2.2 1.2.2 通信系统的分类通信系统的分类 1.2.3 1.2.3 通信信道通信信道通信系统主要性能指标通信系统主要性能指标通信网通信网u1.3 1.3 通信业务通信业务u1.4 1.4 现代通信技术发展趋势现代通信技术发展趋势引言引言u通信发展历史回顾通信发展历史回顾历史故事历史故事远古通信手段远古通信手段现代通信手段现代通信手段历史故事历史故事原始的通信历史故事：原始的通信历史故事：“千金买笑千金买笑”-（褒姒）（褒姒）马拉松
2、故事马拉松故事良夜颐宫奏管簧，无端烽火烛穹苍。可怜列国奔驰苦，止博褒妃笑一场！远古通信手段远古通信手段击鼓击鼓“幽王烽火戏诸侯幽王烽火戏诸侯”、“梁红玉击鼓梁红玉击鼓战金山战金山”传闻传闻 国外也有类似的例子。国外也有类似的例子。烽火台烽火台信鸽信鸽旗语旗语驿站驿站航行用的信号灯等工具。航行用的信号灯等工具。人类历史上最早的通信手段人类历史上最早的通信手段u最早的远距离通信手段和现在一样是最早的远距离通信手段和现在一样是“无线无线”的，的，如以火光传递信息的烽火台，通常大家认为这是如以火光传递信息的烽火台，通常大家认为这是最早传递消息的方式了。最早传递消息的方式了。u事实上不是，在我国和非洲古
3、代，击鼓传信是最事实上不是，在我国和非洲古代，击鼓传信是最早最便利的方法，非洲人用圆木特制的大鼓可传早最便利的方法，非洲人用圆木特制的大鼓可传声至三四公里远，再通过声至三四公里远，再通过“鼓声接力鼓声接力”和特地的和特地的“击鼓语言击鼓语言”，可在很短的时间内把消息精确地，可在很短的时间内把消息精确地传到传到5050公里以外的另一个部落公里以外的另一个部落远古通信手段烽火台远古通信手段烽火台图图1 1摩洛哥国际电摩洛哥国际电信联盟成立信联盟成立100100周周年发行的纪念邮票年发行的纪念邮票图图2 2伊良纪念伊良纪念19751975年世界电年世界电信日发行的纪念邮票信日发行的纪念邮票远古通信手
4、段驿站远古通信手段驿站u邮票上的驿站通信：邮票上的驿站通信：1979年年5月月12日希腊发行的日希腊发行的欧罗巴邮政专题欧罗巴邮政专题首日封，邮票为希腊首日封，邮票为希腊乡村邮递员乡村邮递员点燃松脂传递信号，高地筑墙，墙背面两边各有5个火炬插座，所燃火把数量和排列位置的不同，表示各种军事信息u远古通信方式的弊端远古通信方式的弊端u不论是击鼓、烽火、旗语（通过各色不论是击鼓、烽火、旗语（通过各色旗子的舞动）还是旗子的舞动）还是，要实现消息，要实现消息的远距离传送，都须要中继站的层层的远距离传送，都须要中继站的层层传递，消息才能到达目的地。但是，传递，消息才能到达目的地。但是，远距离传递消息的速度
5、和距离都很不远距离传递消息的速度和距离都很不如人意，迫切的须要一种新的传输手如人意，迫切的须要一种新的传输手段段u谁能跑得又快又远呢？谁能跑得又快又远呢？u“电电“远古通信：远古通信：目视光通信方式：在较远的距离之间较刚好目视光通信方式：在较远的距离之间较刚好地完成信息的传递。地完成信息的传递。现代通信：现代通信：电信方式：电信方式：电信：利用电信号驮载待传信息进行传输和交换电信：利用电信号驮载待传信息进行传输和交换的通信方式。的通信方式。通信（通信（communication)communication)作为电信作为电信（Telecomunication)Telecomunication)是
6、从是从1919世纪世纪3030年头起先的。年头起先的。现代通信手段现代通信手段u电报电报u电话电话u寻呼寻呼u移动电话移动电话u有线广播、无线广播有线广播、无线广播u有线电视、无线电视有线电视、无线电视u因特网因特网现代通信发展历史回顾现代通信发展历史回顾u（1 1）理论发展）理论发展u19481948年信息论问世（香农，又称年信息论问世（香农，又称shannon,shannon,仙农，仙农，山农），在理论上为数字通信准备了条件山农），在理论上为数字通信准备了条件u“通信的基本问题就是在一点重新精确地或近似通信的基本问题就是在一点重新精确地或近似地再现另一点所选择的消息地再现另一点所选择的消息
7、”通信的数学通信的数学理论理论u用数理统计的方法来探讨通信系统，影响深远的用数理统计的方法来探讨通信系统，影响深远的信息论信息论u解决如何精确地传送通信符号的基本技术问题。解决如何精确地传送通信符号的基本技术问题。u19691969年年“分组交换分组交换”理论问世（理论问世（ARPAnet)ARPAnet)现代通信发展历史回顾现代通信发展历史回顾（2 2）技术发展）技术发展18381838年年 莫尔斯独创有线电报，标记着人类从今进入莫尔斯独创有线电报，标记着人类从今进入了电通信时代了电通信时代 (1831 (1831年法拉第）年法拉第）有线电报开创了人类信息沟通的新纪元。有线电报开创了人类信息
8、沟通的新纪元。“思想的瞬时大道思想的瞬时大道”莫尔斯拍发的第一份电报：上帝创建了何等奇绩！莫尔斯拍发的第一份电报：上帝创建了何等奇绩！(What hath god wrought)(What hath god wrought)SOSSOS：的的的、嗒嗒嗒、的的的：的的的、嗒嗒嗒、的的的18431843年，三万美金，建成了华盛顿年，三万美金，建成了华盛顿巴尔的摩电报线巴尔的摩电报线路路 该线路于该线路于18451845年年1 1月月1 1日起先运用。日起先运用。18991899年，人们首次用莫尔斯电码报道了英吉利海峡的年，人们首次用莫尔斯电码报道了英吉利海峡的一次海难。一次海难。19121912
9、年年4 4月月1515日，泰坦尼克号沉入海底日，泰坦尼克号沉入海底 ，“SOS”“SOS”此此后被广泛运用。后被广泛运用。u电报传送的是符号。人类最希望传递的是声音电报传送的是符号。人类最希望传递的是声音u发送一份电报，得先将报文译成电码，再用电报发送一份电报，得先将报文译成电码，再用电报机发送出去机发送出去;在收报一方，要经过相反的过程，在收报一方，要经过相反的过程，即将收到的电码译成报文，然后，送到收报人的即将收到的电码译成报文，然后，送到收报人的手里。这不仅手续麻烦，而且也不能进行刚好双手里。这不仅手续麻烦，而且也不能进行刚好双向信息沟通。向信息沟通。u因此，人们起先探究一种能干脆传送人
10、类声音的因此，人们起先探究一种能干脆传送人类声音的通信方式，这就是现在无人不晓的通信方式，这就是现在无人不晓的“电话电话”。现代通信发展历史回顾现代通信发展历史回顾u18761876年年 贝尔独创电话（电磁感应原贝尔独创电话（电磁感应原理制作的送话器）理制作的送话器）u贝尔（贝尔（1847184719221922）英国人）英国人 u诞生在苏格兰的爱丁堡诞生在苏格兰的爱丁堡 u18681868年年 在伦敦工作在伦敦工作u18711871年年 去波士顿工作去波士顿工作u18731873年年 任波士顿高校任波士顿高校u 声音生理学教授声音生理学教授u18751875年年 独创多路电报独创多路电报u1
11、8761876年年 独创电话独创电话现代通信发展史的回顾现代通信发展史的回顾（贝尔与电话）（贝尔与电话）现代通信发展历史回顾现代通信发展历史回顾u18951895年年 马克尼马克尼(意大利意大利)，波波夫，波波夫（俄国）独创无线电报（俄国）独创无线电报u为人类通信技术开拓了一个为人类通信技术开拓了一个u 崭新的领域崭新的领域 u马可尼（马可尼（1874193718741937），意大利人。），意大利人。u18941894年年 在父亲的庄园试验在父亲的庄园试验 u18951895年年 去伦敦去伦敦u18971897年年 建立无线电报公司建立无线电报公司u18991899年年 首次实现美法无线通信
12、首次实现美法无线通信u19391939年年 建立世界性无线通信网建立世界性无线通信网u曾获诺贝尔奖金曾获诺贝尔奖金u曾参与法西斯党曾参与法西斯党现代通信发展历史回顾现代通信发展历史回顾u19061906年年u19571957年年u19691969年年放射第一颗人造卫星，放射第一颗人造卫星，太空通信时代到来太空通信时代到来因特网（因特网（InternetInternet）的前身）的前身ARPAnetARPAnet出现，被后人称为出现，被后人称为网络之父网络之父独创电子管，进入了独创电子管，进入了电子时代，开拓了模电子时代，开拓了模拟通信的新纪元拟通信的新纪元u2020世纪通信技术高速发展：世纪通
13、信技术高速发展：u双绞线同轴电缆微波光纤卫星双绞线同轴电缆微波光纤卫星u长波中波短波超短波微波毫米波长波中波短波超短波微波毫米波u2121世纪世纪 通信与信息通信与信息 融入生活融入生活 变更生活变更生活 不不行缺少行缺少1.2 通信系统的基本概念和模型通信系统的基本概念和模型u1.1.通信系统：通信系统：u传递信息所须要的一切技术设备和传传递信息所须要的一切技术设备和传输媒介。输媒介。u端到端的传送系统端到端的传送系统u 通信系统实例通信系统实例u2.2.通信系统基本模型：通信系统基本模型：（P3P3）为把用户非电形式的消息传送到远方，现代通信技术为把用户非电形式的消息传送到远方，现代通信技
14、术在发送端需经：在发送端需经：l用户终端设备将信源的消息转换成电信号，并令其经信道传用户终端设备将信源的消息转换成电信号，并令其经信道传送到远方的接收端，送到远方的接收端，l接收端用户终端设备再从所接收信号中还原出受信消息（信接收端用户终端设备再从所接收信号中还原出受信消息（信宿）宿）必要的通信流程：必要的通信流程：消息消息信号信号处理传输处理传输信号信号还原消息还原消息上述通信流程，可用如图上述通信流程，可用如图1-1所示的一个单向通信系统所示的一个单向通信系统的基本模型表示。的基本模型表示。1.2 通信系统的基本模型通信系统的基本模型u（1 1）信源、信宿）信源、信宿信源：其作用是将复原的
15、原始信号转换成相应信源：其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。的消息。信源、信宿可以是人或设备信源、信宿可以是人或设备u（2 2）发送与接收变换器）发送与接收变换器u（3 3）噪声源（干扰）噪声源（干扰）u噪声源是指系统内外各种干扰影响的噪声源是指系统内外各种干扰影响的等效结果。等效结果。u干扰是一种电信号，由噪声引起的对干扰是一种电信号，由噪声引起的对通信产生的不良影响的效应。通信产生的不良影响的效应。u为了分析问题便利，模型中把从发端为了分析问题便利，模型中把从发端机到收端机存在的干扰和噪声集中用机到收端机存在的干扰和噪声集中用一个噪声源表示一个噪声源表示.u信噪比：信噪比：u信噪比是
16、衡量传输系统噪声对信号影信噪比是衡量传输系统噪声对信号影响的重要参数。响的重要参数。u是指接收端信号的平均功率和噪声的是指接收端信号的平均功率和噪声的平均功率之比平均功率之比(S/N)(S/N)。uS/N=10lg(S/N=10lg(信号功率信号功率/噪声功率噪声功率)(dB)(dB)u在相同的条件下，系统的输出端的信在相同的条件下，系统的输出端的信噪比越大，则系统抗干扰的实力越大。噪比越大，则系统抗干扰的实力越大。通信系统的分类通信系统的分类u通信系统的分类方法很多，这里仅探通信系统的分类方法很多，这里仅探讨由通信系统模型所引出的分类：讨由通信系统模型所引出的分类：u1.1.按信源产生消息的
17、物理特征分类按信源产生消息的物理特征分类 u通信可分为电话通信系统、电报通信通信可分为电话通信系统、电报通信系统、数据通信系统、图像通信系统、系统、数据通信系统、图像通信系统、广播电视通信系统和多媒体通信系统。广播电视通信系统和多媒体通信系统。u这些系统可以是专用的或单一的，但这些系统可以是专用的或单一的，但通常是兼容的或并存的。通常是兼容的或并存的。通信系统的分类通信系统的分类u2.2.按传输信号的特征分类按传输信号的特征分类u以信道上传送的是模拟信号还是数字以信道上传送的是模拟信号还是数字信号，可将通信系统分为模拟通信系信号，可将通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。统和数字通信系统。信
18、道上传送的是模拟信号，则信道称为模拟信信道上传送的是模拟信号，则信道称为模拟信道，相应的通信系统称为模拟通信系统；道，相应的通信系统称为模拟通信系统；信道上传送的是数字信号，则信道称为数字信信道上传送的是数字信号，则信道称为数字信道，相应的通信系统称为数字通信系统。道，相应的通信系统称为数字通信系统。通信系统的分类通信系统的分类u模拟通信系统模型：模拟通信系统模型：模拟通信系统的组成模拟通信系统的组成信息源调制器信道解调器受信者噪声源通信系统的分类通信系统的分类u数字通信系统模型（数字通信系统模型（1 1）数字通信系统模型数字通信系统模型加密器编码器信道调制器解调器译码器解密器受信者信息源噪声
19、源数字通信系统的特点数字通信系统的特点u数字通信系统与模拟通信系统相比较，数字通信系统与模拟通信系统相比较，有如下特点：有如下特点：u抗干扰实力强，无噪声积累抗干扰实力强，无噪声积累u电路易于集成化，使通信设备体积小、电路易于集成化，使通信设备体积小、功耗低功耗低u便于接受各种数字信号处理技术，易便于接受各种数字信号处理技术，易于与计算机接口于与计算机接口u便于实现多种业务综合通信便于实现多种业务综合通信u数字信号易于加密处理，保密性能强数字信号易于加密处理，保密性能强u数字信号占用信道频带较宽数字信号占用信道频带较宽数字通信系统的特点数字通信系统的特点u抗干扰实力强，无噪声积累抗干扰实力强，
20、无噪声积累u （a a）模拟通信）模拟通信 (b)(b)数字通信数字通信数字通信系统的特点数字通信系统的特点u对于数字通信，因为数字信号由脉冲对于数字通信，因为数字信号由脉冲序列组成，在传输过程中虽然也产生序列组成，在传输过程中虽然也产生脉冲失真和受到噪声干扰，但当信噪脉冲失真和受到噪声干扰，但当信噪比恶化到确定程度时，可在适当的距比恶化到确定程度时，可在适当的距离接受中继再生的方法，离接受中继再生的方法，u再生成没有噪声干扰的和原发送端一再生成没有噪声干扰的和原发送端一样的数字信号，样的数字信号，u因而不造成因而不造成“噪声传输积累噪声传输积累”，可实，可实现长距离高质量的传输。现长距离高质
21、量的传输。u中继再生：中继再生：u首先判决：首先判决：u如当信号超过某一规定（门限电平）如当信号超过某一规定（门限电平）值，如接收信号值，如接收信号A A的一半时，就判为的一半时，就判为“1”“1”，达不到某一规定门限时则判为，达不到某一规定门限时则判为“0”“0”。u如：高电平如：高电平5v:“1”5v:“1”，低电平，低电平0v:0v:“0”“0”，在传输时受噪声影响，在传输时受噪声影响，5v5v变变8v8v，只要大于，只要大于5v5v的值就判为的值就判为“1”“1”。u然后再生：然后再生：u经过判决以后，就可按所作的推断重经过判决以后，就可按所作的推断重新形成新的数字信号，即所谓再生，新
22、形成新的数字信号，即所谓再生，于是消退了干扰噪声。于是消退了干扰噪声。u这个过程，每经过一个再生中继器就这个过程，每经过一个再生中继器就重复一次。重复一次。通信系统的分类通信系统的分类u结论结论:u正因为接受了中继再生和检纠错的手正因为接受了中继再生和检纠错的手段，所以数字传输不仅适于较远距离段，所以数字传输不仅适于较远距离的传输，也能适应性能较差的线路。的传输，也能适应性能较差的线路。通信系统的分类通信系统的分类通信系统的分类通信系统的分类u3.3.按传输媒介和系统组成特点分类按传输媒介和系统组成特点分类u好用的通信系统有下述五类：好用的通信系统有下述五类：u短波通信系统、微波通信系统、卫星
23、短波通信系统、微波通信系统、卫星通信系统、光纤通信系统、移动通信通信系统、光纤通信系统、移动通信系统。系统。u上述几种通信系统的特点有待后面章上述几种通信系统的特点有待后面章节具体讲解。节具体讲解。通信信道通信信道u4.4.信道信道(channel)(channel)是连通信源和信宿之间的通道是连通信源和信宿之间的通道是是信号传输媒介的总称信号传输媒介的总称；一个实际的传输信道可以由不同的传输媒介组一个实际的传输信道可以由不同的传输媒介组成成u（1 1）信道的带宽信道的带宽：指信道不失真传输信号的频率范围，即信道容指信道不失真传输信号的频率范围，即信道容许通过的最高与最低信号频率之差。许通过的
24、最高与最低信号频率之差。传输系统的带宽对传输性能的影响：传输系统的带宽对传输性能的影响：l若要求信道无失真地传输信号，则要求信道带宽若要求信道无失真地传输信号，则要求信道带宽B信号的带宽信号的带宽B。l因发送的信号包含有各种的频率成分，若其中的一因发送的信号包含有各种的频率成分，若其中的一部分已经落到信道所能通过的频率范围之外，所收部分已经落到信道所能通过的频率范围之外，所收到的信号中缺少了这部分频率成分，因此使信号产到的信号中缺少了这部分频率成分，因此使信号产生了失真。生了失真。通信信道通信信道u（2 2）信道的分类）信道的分类u按物理特性来分，按物理特性来分，信道可分有线和无线信道。信道可
25、分有线和无线信道。有线信道：电磁信号被约束在有线传输线上传输有线信道：电磁信号被约束在有线传输线上传输。l架空明线、双绞线、同轴电缆及光纤等；架空明线、双绞线、同轴电缆及光纤等；l在有线电信中，它是传送电或光信号的导线，所以有线信道在有线电信中，它是传送电或光信号的导线，所以有线信道又称电信线路。又称电信线路。无线信道：电磁信号沿自由空间传输无线信道：电磁信号沿自由空间传输。l无线信道可利用的频段从长波、中波、短波到激光，有较宽无线信道可利用的频段从长波、中波、短波到激光，有较宽的频段。的频段。l在不同的频段，利用不同性能的设备和配置方法，可组成不在不同的频段，利用不同性能的设备和配置方法，可
26、组成不同的通信系统。同的通信系统。通信信道通信信道u双绞线双绞线:对于点对点模拟信号传输，对于点对点模拟信号传输，带宽为带宽为250KHz250KHz。u通常用于模拟话音传输的双绞线的长通常用于模拟话音传输的双绞线的长度不超过度不超过5 56km6km，更长的线路须要加，更长的线路须要加中间放大器。中间放大器。通信信道通信信道u双绞线电缆：模拟信号、数字信号均双绞线电缆：模拟信号、数字信号均可传可传u两根直径约两根直径约0.5mm0.5mm外包绝缘材料的铜外包绝缘材料的铜芯线扭绞成有确定规则的螺旋形态，芯线扭绞成有确定规则的螺旋形态，多对（如多对（如4 4对）再同样扭绞在一起。可对）再同样扭绞
27、在一起。可以大大削减或抵消线对之间的电磁干以大大削减或抵消线对之间的电磁干扰。特点：成本低。扰。特点：成本低。u屏蔽（屏蔽（STP,Shield Twisted-PairSTP,Shield Twisted-Pair）双绞线电缆双绞线电缆u非屏蔽非屏蔽(UTP(UTP，Unshield Twisted-Unshield Twisted-Pair)Pair)双绞线电缆双绞线电缆通信信道通信信道通信信道通信信道u同轴电缆：同轴电缆：同轴电缆由一根同轴电缆由一根实心的铜质线作为内导体、一个空心实心的铜质线作为内导体、一个空心的铜质圆形薄皮作为外导体的铜质圆形薄皮作为外导体，内外导体之间由塑料绝，内外
28、导体之间由塑料绝缘材料隔离，外导体之外再被覆聚氯乙烯或其它绝缘缘材料隔离，外导体之外再被覆聚氯乙烯或其它绝缘材料，材料，外导体以内导体为同心轴外导体以内导体为同心轴，所以称为，所以称为同轴电缆同轴电缆。u特点：抗干扰性能很强。特点：抗干扰性能很强。l50的同轴电缆：局域网基带传输。传输带宽为的同轴电缆：局域网基带传输。传输带宽为120M 传输距离传输距离11.2kml75的同轴电缆：闭路电视系统（的同轴电缆：闭路电视系统（CATV）。频分多路复用）。频分多路复用50个信道。支持的带宽：个信道。支持的带宽：300450MHz。距离：。距离：100km通信信道通信信道u光纤光纤通信信道通信信道u(
29、3)(3)信道的作用信道的作用:u信道是通信系统的重要组成部分，信道是通信系统的重要组成部分，u信道既给信号以通路，也对信号产生信道既给信号以通路，也对信号产生各种干扰或噪声以造成损害。各种干扰或噪声以造成损害。损害表现为使损害表现为使信号产生畸变或衰弱（减），信号产生畸变或衰弱（减），它它们统称为信道的们统称为信道的损耗。损耗。传输媒质的固有特性和干扰传输媒质的固有特性和干扰干脆关系到通信的质量。干脆关系到通信的质量。通信信道通信信道补充概念补充概念:衰减、增益和失真衰减、增益和失真u衰减：信号经过传输系统传输后，信号功率的削减。衰减：信号经过传输系统传输后，信号功率的削减。u增益：信号经过
30、传输系统传输后，信号功率的增加。增益：信号经过传输系统传输后，信号功率的增加。u通常用分贝来表示衰耗和增益。分贝是两个功率电平差别通常用分贝来表示衰耗和增益。分贝是两个功率电平差别的度量，是无量纲的量。的度量，是无量纲的量。uD=10lg(p2/p1)dB D=10lg(p2/p1)dB 或或 D=10lg(p D=10lg(p出出/p/p入入)dB)dBu如接受同轴电缆（如接受同轴电缆（SYVSYV75759 9）作为传输介质，传输信号）作为传输介质，传输信号频率为频率为200MHz200MHz时，每米对信号衰减时，每米对信号衰减0.1 dB0.1 dB，所以每隔，所以每隔500500米加一
31、个放大器解决信号经过同轴电缆造成的衰减。米加一个放大器解决信号经过同轴电缆造成的衰减。u双绞线传模拟信号每隔双绞线传模拟信号每隔5 56km6km需加放大器，数字信号每隔需加放大器，数字信号每隔2 23km3km加转发器（中继器）加转发器（中继器）u（由于用户线路的衰减为每公里（由于用户线路的衰减为每公里1 dB1 dB，而电话线通用标准，而电话线通用标准为最大损耗低于为最大损耗低于6 dB6 dB，所以每隔，所以每隔6km6km接一放大器）接一放大器）u例例:假如假如10mW10mW功率的信号加到传输线上，而在某功率的信号加到传输线上，而在某距离上测得的功率为是距离上测得的功率为是5mW5m
32、W则在这段线路上的衰则在这段线路上的衰减：减：Loss=10lg(5/10)=10(-Loss=10lg(5/10)=10(-0.3)=-3 dB0.3)=-3 dBu分贝有时也用来度量电压或电流的差别：分贝有时也用来度量电压或电流的差别：u因为有因为有 P=V2/R P=V2/R 或或 P=I2R P=I2Ru则有则有D=10lg(P2/P1)=20lg(V2/V1)=D=10lg(P2/P1)=20lg(V2/V1)=20lg(I2/I1)20lg(I2/I1)u 运用分贝可便利计算整个系统的衰耗或增益整运用分贝可便利计算整个系统的衰耗或增益整个传输线路上的衰减或增益等于各分段线路上的个传
33、输线路上的衰减或增益等于各分段线路上的衰减与增益的代数和。衰减与增益的代数和。u失真：失真：信号通过传输系统时，其波形可能发生畸变，信号通过传输系统时，其波形可能发生畸变，波形的畸变称为失真。波形的畸变称为失真。u(4)(4)信道的损耗对传输距离的影响信道的损耗对传输距离的影响u传输的距离越远，信号的衰减就越严传输的距离越远，信号的衰减就越严峻。峻。u当信号衰减到确定程度，接收方无法当信号衰减到确定程度，接收方无法分辨出接收到的信号时，通信将不能分辨出接收到的信号时，通信将不能接着下去。接着下去。u为了进行长距离的通信，往往须要在为了进行长距离的通信，往往须要在传输线路中设立很多中继站，像接力
34、传输线路中设立很多中继站，像接力赛跑一样，将衰减了的信号进行放大，赛跑一样，将衰减了的信号进行放大，然后接着往下传。然后接着往下传。通通 信信 方方 式式u通信方式：通信方式：u指通信双方（或多方）之间的工作形指通信双方（或多方）之间的工作形式和信号传输方式。式和信号传输方式。u依据不同的标准，通信方式也有多种依据不同的标准，通信方式也有多种分类法。分类法。u 1.1.按通信对象数量的不同按通信对象数量的不同通通 信信 方方 式式u2.2.按信号传送的方向与传输时间的不同，按信号传送的方向与传输时间的不同，两点（点与点）之间进行的通信，有三两点（点与点）之间进行的通信，有三种基本的通信方式：种
35、基本的通信方式：u单工通信单工通信:如遥控、无线电广播、电视、如遥控、无线电广播、电视、将计算机的信息向打印机输出的场合都将计算机的信息向打印机输出的场合都属于这种方式。属于这种方式。u半双工通信半双工通信:典型例子是运用同一载波典型例子是运用同一载波频率的无线电对讲机。频率的无线电对讲机。u全双工通信全双工通信:电话通信、计算机之间的电话通信、计算机之间的信息交换以及利用光波的光纤通信就属信息交换以及利用光波的光纤通信就属于这种通信方式。于这种通信方式。u3 3）数字通信中）数字通信中,依据数字信号传输依依据数字信号传输依次的不同，通信方式可分为：次的不同，通信方式可分为：u串行传输：将数字
36、信号码元序列按时串行传输：将数字信号码元序列按时间依次一个接一个地在信道中传输。间依次一个接一个地在信道中传输。u并行传输：将数字信号码元分割成两并行传输：将数字信号码元分割成两路或两路以上的数字信号码元序列同路或两路以上的数字信号码元序列同时在信道中传输。时在信道中传输。u 串行与并行串行与并行u通常状况下，并行通信用于距离较近通常状况下，并行通信用于距离较近的状况，串行通信用于距离较远的状的状况，串行通信用于距离较远的状况。况。u这是因为实现串行数据传输的硬件具这是因为实现串行数据传输的硬件具有经济性和好用性。有经济性和好用性。在并行数据传输中，至少有在并行数据传输中，至少有8个数据位同时
37、从个数据位同时从一个设备传送到另一个设备，发送设备将一个设备传送到另一个设备，发送设备将8个个数据位通过数据位通过8条数据线传送给接收设备。接收条数据线传送给接收设备。接收设备在收到这些数据后，不需经过任何变更就设备在收到这些数据后，不需经过任何变更就可以干脆运用。计算机内部的总线数据传送通可以干脆运用。计算机内部的总线数据传送通常都是以并行方式进行传输的。常都是以并行方式进行传输的。在串行数据传输中，每次由源地传到目的地的在串行数据传输中，每次由源地传到目的地的数据只有一位，与同时传输好几位数据的并行数据只有一位，与同时传输好几位数据的并行传输相比，串行数据传输的传输速度要比并行传输相比，串
38、行数据传输的传输速度要比并行传输慢，但在实际应用中往往选择串行数据传传输慢，但在实际应用中往往选择串行数据传输，输，通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u性能指标性能指标u从探讨信息的传输来说，通信的从探讨信息的传输来说，通信的有效性与牢靠性将是衡量通信系统有效性与牢靠性将是衡量通信系统性能的主要的指标。性能的主要的指标。u有效性是指消息传输的有效性是指消息传输的“速度速度”问题，问题，u牢靠性主要是指消息的传输的牢靠性主要是指消息的传输的“质量质量”问题，问题，u两者是相互冲突的问题，只能依两者是相互冲突的问题，只能依据实际要求取得相对的统一。据实际要求取得相对的统一。u通信系统的有
39、效性和牢靠性通信系统的有效性和牢靠性u有效性指给定信道内传送信息的有效性指给定信道内传送信息的实力。实力。u牢靠性指系统接收端复原信息的牢靠性指系统接收端复原信息的精确度。精确度。1.1.模拟通信系统的有效性和牢靠性模拟通信系统的有效性和牢靠性（1 1）有效性：）有效性：在模拟通信系统中，有效性通常可在模拟通信系统中，有效性通常可用有效传输带宽来衡量。用有效传输带宽来衡量。工程上常用给定信道内可同时传输工程上常用给定信道内可同时传输的电话路数来衡量传输信息的多少。的电话路数来衡量传输信息的多少。因此，系统有效性的凹凸，就转化因此，系统有效性的凹凸，就转化为在给定信道内可传话路数的多少。为在给定
40、信道内可传话路数的多少。通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u（2 2）牢靠性：）牢靠性：u模拟通信系统的牢靠性常用系统模拟通信系统的牢靠性常用系统输出端的信噪比来衡量。输出端的信噪比来衡量。u信噪比越高，通信质量就越好。信噪比越高，通信质量就越好。u如一般电话要求信噪比为如一般电话要求信噪比为30dB30dB，电视图象则要求信噪比在电视图象则要求信噪比在40dB40dB以上。以上。u在模拟通信系统中，传送的信号在模拟通信系统中，传送的信号是一个模拟的电波形，它要求接收是一个模拟的电波形，它要求接收设备能够高保真的重现原始波形信设备能够高保真的重现原始波形信号。号。u所以模拟通信系统中
41、追求的主要所以模拟通信系统中追求的主要质量指标是较高的信噪比质量指标是较高的信噪比通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u2.2.数字通信系统的有效性和牢靠数字通信系统的有效性和牢靠性性 u数字通信系统的有效性用数字信数字通信系统的有效性用数字信号的传输速率来衡量。号的传输速率来衡量。u牢靠性用差错率来衡量。牢靠性用差错率来衡量。通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u（1 1）有效性）有效性数字信号的传输速数字信号的传输速率率u常用信息的传输速率常用信息的传输速率(信息速率和信息速率和传信率传信率)来表示。来表示。u信道每秒种所传送的信息量。信道每秒种所传送的信息量。u信息量的单
42、位是信息量的单位是“比特比特”（bitbit）。）。u明显信息速率的单位是明显信息速率的单位是“比特比特/秒秒”（bit/sbit/s或或b/sb/s或或bpsbps）。）。u用二进制数字用二进制数字0 0和和1 1取值时，规定取值时，规定传送一个二进制数字时的信息量就传送一个二进制数字时的信息量就是是1bit1bit，所以信息速率又称为比特，所以信息速率又称为比特率。率。通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u（2 2）牢靠性）牢靠性用误码率来衡量用误码率来衡量u误码率，指收信机收到的数字信误码率，指收信机收到的数字信号码元出现错误的概率。号码元出现错误的概率。u常用误比特率来表示：是
43、指错误常用误比特率来表示：是指错误接收的比特数在总传送比特数中所接收的比特数在总传送比特数中所占的比例。占的比例。u 误比特率误比特率=错误比特数错误比特数/传传输总比特数输总比特数 通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u数字通信系统的误码率越低，则数字通信系统的误码率越低，则系统的牢靠性越高，通信质量越好。系统的牢靠性越高，通信质量越好。u数字信号的传输牢靠性要求与模数字信号的传输牢靠性要求与模拟信号的要求不同：拟信号的要求不同：u模拟信号的传输要求接收端无波模拟信号的传输要求接收端无波形失真形失真较高信噪比。较高信噪比。u数字信号的传输要求接收端无差数字信号的传输要求接收端无差错地
44、复原成原来的二进数码错地复原成原来的二进数码(可以可以允许接收波形失真，只要不影响正允许接收波形失真，只要不影响正确复原信码即可确复原信码即可)较低的误码率。较低的误码率。通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u通信网的组成通信网的组成u 通信网组成的基本要素是：终端通信网组成的基本要素是：终端设备、传输链路、转接交换设备。设备、传输链路、转接交换设备。u 终端设备是通信网中的源点和终终端设备是通信网中的源点和终点点u 传输链路是网络节点的链接媒体传输链路是网络节点的链接媒体u 交换设备的功能有交换、限制、交换设备的功能有交换、限制、管理及执行等管理及执行等通信网通信网u通信网的拓扑结构
45、通信网的拓扑结构通信网通信网u通信网的分层结构通信网的分层结构通信网通信网u视音频业务视音频业务u数据通信业务数据通信业务u多媒体通信业务多媒体通信业务通信业务通信业务u视音频业务视音频业务通信业务通信业务一般电话业务一般电话业务智能网业务智能网业务IPIP电话电话广播电视广播电视数字视频广播数字视频广播视频点播业务视频点播业务u数据通信业务数据通信业务通信业务通信业务DDNDDN业务业务帧中继业务帧中继业务ISDNISDN业务业务ATMATM业务业务虚拟专用网业务虚拟专用网业务传真存储转发业务传真存储转发业务电子数据交换电子数据交换u多媒体通信业务多媒体通信业务通信业务通信业务安排型业务安排
46、型业务交互型业务交互型业务不由用户参与限制不由用户参与限制由用户参与限制由用户参与限制会话型业务会话型业务消息型业务消息型业务检索型业务检索型业务u我国现行电信业务分类我国现行电信业务分类通信业务通信业务基础电信业务含义：是指供应公共网络基础电信业务含义：是指供应公共网络基础设施、公共数据传送和基本话音通基础设施、公共数据传送和基本话音通信服务的业务。基础电信业务包括：信服务的业务。基础电信业务包括：固定网络国内长途及本地电话业务；固定网络国内长途及本地电话业务；移动网络电话和数据业务；移动网络电话和数据业务；卫星通信及卫星移动通信业务；卫星通信及卫星移动通信业务；互联网及其他公共数据传送业务
47、；互联网及其他公共数据传送业务；带宽、波长、光纤、光缆、管道及其他带宽、波长、光纤、光缆、管道及其他网络元素出租、出售业务；网络元素出租、出售业务；网络承载、接入及网络外包等业务；网络承载、接入及网络外包等业务；国际通信基础设施、国际电信业务；国际通信基础设施、国际电信业务；无线寻呼业务；无线寻呼业务；转售的基础电信业务。转售的基础电信业务。基础电信业务基础电信业务语音业务语音业务数据业务数据业务增值电信业务增值电信业务固定电话固定电话移动电话移动电话英特网英特网卫星网卫星网其它其它部分增值业务部分增值业务移动通信：主叫号码显示、呼叫等待、语音信移动通信：主叫号码显示、呼叫等待、语音信箱、呼叫
48、转移、三方通话、遇忙前转、短消息、箱、呼叫转移、三方通话、遇忙前转、短消息、低速数据传真、低速数据传真、IPIP电话接入业务、信息点播、电话接入业务、信息点播、彩信彩信小灵通：灵通短信、七彩铃音、定位服务、彩小灵通：灵通短信、七彩铃音、定位服务、彩信、无线上网、灵通伴侣、电话信、无线上网、灵通伴侣、电话QQQQ、166166语音语音信箱、语音短信、信箱、语音短信、160160包打听、彩话业务、灵包打听、彩话业务、灵通助理通助理固定电话网增值业务：智能业务固定电话网增值业务：智能业务 将来的发展趋势将来的发展趋势数字化数字化综合化综合化融合化融合化宽带化宽带化智能化智能化个人化个人化 数字化数字化综合化综合化Network个人与家庭个人与家庭企业与办公企业与办公学校与教育学校与教育其它其它政府与管理政府与管理融合化融合化三网融合：电信网、互联网、广电网三网融合：电信网、互联网、广电网下一代网络下一代网络互联网互联网下一代移动网下一代移动网5GPSTN网网广电网广电网下一代互联网下一代互联网（NGI）IPv6下一代接入网（无下一代接入网（无线、固定宽带接入）线、固定宽带接入）传输网传输网交换网（软交换）交换网（软交换）NGN移动网移动网