《现代通信技术》实验报告一

1、现代通信技术实验报告现代通信之我见一、通信的基本含义“通信”二字在通信原理课本上的定义是一一互通信息，简短却又蕴含了很深的含义。我自己对通信的理解：“互”字即互相，即通信是双方的通信；“通”字即建立了通道，处于连通的状态，信息能够在通道里传递；而“信息”则就有广泛的含义了，是通信传递的内容，人们通过获取信息来了解、认识事物。简单的“通信”二字蕴含了丰富的内容，让我们有深刻的思考。二、现代通信的发展和技术近现代的通信发展历史，大致可以分为两个阶段。第一阶段是电通信阶段,第二阶段是电子信息通信阶段。第一阶段包括莫尔斯发明电报机、贝尔发明电话，开启了电路交换的时代；第二阶段主要包括通信系统和通信网技

2、术的快速发展，其主要应用的通信技术有移动通信技术、程控交换技术、传输技术、数据交换与数据网技术、接入网与接入技术。现代通信网络采用分层的结构形式，其垂直描述，即为了实现端到端之间的业务通信，从功能上将网络分为业务与终端、交换与路由和接入与传送。“业务与终端”表示面向用户的各种通信业务与通信终端的类型和服务类型，“交换与路由”表示支持各种业务的提供手段与网络装备，“接入与传送”表示支持所接入业务的传送媒质和技术设施。每一层都有不同的支撑技术，表现出不同的功能与技术特征，使得通信技术与通信网络有机的融合。在我们学习现代通信技术的过程中，老师一直要求我们从“大通信、大网络”的层面来学习思考，而不是单

3、单注重某一门技术的研究。现代的网络时代,涌现出许许多多高端前沿的技术，如数字通信、程控交换、宽带IP等，如果将这些技术分别开设课程独立学习，则课程量很大，而且不利于我们对这个大网络的整体的关联性进行思考。在技术飞快的更新换代的今天，我们能做的就是尽快赶上信息的更新速度，从大的方面整体地观测信息时代的发展。三、现代通信未来的发展方向1、三网融合最近比较火热的谈论话题，老师在上课的时候也强调的：“三网融合”，很受用户们的支持。“三网”即指目前实际应用中三种典型的网络：电信网、计算机网和广播电视网，它们的发展与技术的成熟有各自的历史缘由和特点。“三网融合”就是指这三大网络通过技术改造，其技术功能趋于

4、一致，业务范围趋于相同，网络互联互通，资源共享。三者之间相互交叉，形成你中有我，我中有你的格局。“三网融合”的想法源于用户的实际需求、业务种类、应用规模等的不断提升，使得上层业务应用的融合成为了一个大趋势，是当下科技和标准逐渐融合的一种典型表现形式。“三网融合”对国家和普通用户都有巨大的好处，对于国家来讲，“三网融合”有利于极大的减少基础建设投入，简化网络管理，降低维护成本，有利于网络的规划与设计；对于用户来讲，三网融合可以向用户提供样化和个性化服务，包括语音、数据、图像等综合多媒体信息的通信业务，用户可以直接用手机一起做很多事情，上网、邮件、视频、语音等，给用户带来巨大的便利。在中国，由于历

5、史发展原因、各大运营商之间利益的争夺与矛盾，“三网融合”困难重重。然而“三网融合”是大势所趋，众望所归，尽管会给通信行业带来一次比较大的冲击，但展望一下未来的发展前景，“三网融合”一定会是通信发展的整体趋势，形成中国独立、完整的信息通信产业链。2、光互联网通过查阅资料，我综合总结一下光互联网的产生背景：1.随着通信业务的发展，特别是数据业务、Internet等业务的飞速发展，对传输带宽的占用越来越多，需求以2.5Gb/s为单位进行增长，如果以传统的方式进行增容，运营商将难以解决传输带宽的需求问题。2.光纤芯线不足，光设备价格高。3.时分复用技术（TDM）不能满足业务发展的需求。综上，产生了以光

6、纤为传输媒介，以波分复用（WDM）为传输技术，并在此基础上承载各种业务的光互联网。无疑，光互联网是当前通信领域的一个重要课题，也是未来互联网的发展趋势所在。光互联网的标准和技术发展还处于起步阶段，由于技术的不成熟和大量的连接光纤、光纤的色散损耗、高价位光设备(光放大器的使用)阻碍着光互联网的发展。技术一直在进步，传统的“光-电-光”转换模式已经不能满足现代通信的发展需求。如果光孤子(Soliton)通信系统可以投入使用，可以解决光纤色散的问题，实现超大容量、超远距离通信。光通信网络已是大势所趋，必将引领未来的“大数据通信时代”的发展。3、接入网在当今信息时代，核心网和用户侧带宽迅速增长，实现了

7、光纤化，属于宽带技术；然而中间的接入网仍为xDSL电路交换技术，属于窄带技术，不满足用户需求的接入带宽，使得接入网成为全网宽带化的最后瓶颈。现在主流的接入网改造方向，一是采用即C网的方案，二是FTTx技术，三是无线用户环路接入网。混合光纤/同轴(HFC)网是利用现有的有线电视网进行光纤宽带接入，其缺点是关节点的用户数不能太多。FTTx技术是光纤到x技术,包括光纤到楼、光纤到路边等方式，可以提供很宽的带宽，还比较经济，实用性很强，最终可能会发展成光纤到桌面，上网将会有G级的带宽。无线用户环路接入网采用微波、卫星、无线蜂窝等无线传输技术，使用比较灵活，不受地形等限制，也是未来发展的方向之一，现在一

8、般的实时转播都是卫星通信，3G、4G的普及也将带动通信技术的发展。当建设好宽带接入的接入网，全网宽带化的信息时代就会到来。4、传统电信网络的IP化随着通信的发展，用户业务由传统的语音业务大面积的转向数据业务，交换技术也由传统可靠的电路交换技术转向尽力而为的分组交换技术。已经推出的中国移动4G已经实现的全IP化的架构，大力推进了数据业务，使得QQ、飞信、微信等应用程序深受用户喜爱，IP网以快速的接入、较为低廉的价钱和较高的质量实现了文字发送、语音通信、视频通信等业务，冲击了传统的电信业务，使得全网络的IP化成为可能。5、云时代云时代就是云计算时代，云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，或

9、者说是这些计算机科学概念的商业实现，这将是一个时代的来临。云计算意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉，只是它是通过互联网进行传输的。在数据业务爆破性的增长的今天，有大量数据需要存储，例如谷歌、亚马逊等数据量更加惊人，所以“云”会替我们做存储和计算的工作，而且可以随时进行更新。曾将去过北京中关村参观，那里有一个巨大的标志云基地，代表着云时代的发展将会风起云涌。四、关于通信工程专业的总结作为老师口中的“准专业人士”，发现自己对大学三年学的东西没有系统的整理过。现代通信技术实验，并没有想象中的代码和复杂操作，而是在实验室里老师为我们仔细讲解现代通信的架构，

10、让我更加系统的了解自己所学过的知识的关联性，在大方向上系统的引导我们去进行思考。当初选择专业的时候觉得北邮是信息黄埔，应该会有很多挑战性的学习内容，可是刚刚进入大学，没有太适应大学生活，有过懵懂也有过迷惑，渐渐的学习后，学习难度越来越大,与专业知识的接触也越来越近，心里的满足感和求知欲也越来越大。经过这几次老师的讲解，更加对整体的大通信有了个完整的概念，也促使我开始思考和整理这3年所学的知识，将它们完整的连接成一条线，发现每一个北邮开设每一门学科的意义所在。上图是我总结出大学通信工程专业所修的课程，整个形状为金字塔，意义为最顶端的尖端技术少不了下面基础知识的支撑。从下到上是学习的顺序，课程难度

11、系数越来越大，越来越接近专业的精髓。反过来从上到下看，是一门学科对所需的专业基础知识的一步步要求，从而形成了通信行业知识体系。第一层是现代通信技术、光纤通信、移动通信、现代交换原理等精细的专业课，是将现实生活中的通信系统的完整架构呈现给我们，让我们对整个现代通信有完整而系统的概念，将结构上“业务与终端、交换与路由和接入与传送”的“大通信、大网络”铭记于心。第二层是理论上的专业课，具体讲解上一层技术的具体实现方法，以及性能分析、系统的可靠性等。通信原理是最经典的一门课程，是研究通信系统和通信网各构成部分的基本理论和基本分析方法，主要讲解模拟通信系统和数字通信系统的性能分析，包括各种调制方式、信号

12、接受和误码率的分析等。信息论主要讲解信源、信道编码方式，使得误码率达到理论上的最低水平，使得现实生活中的通信性能更好。通信网性能分析基础是在全网的观念上考察计算网络整体架构的整体性能分析，而不是只是两点之间，从而得到一个最优化的大网络。第三层是专业基础课，从上一层的整体性能分析中细分为点对点的通信过程，其中信号与系统主要讲解模拟信号的时域频域特性，以及两者之间的傅里叶变换等，由于信息的发展，数字系统逐渐占领市场，数字信号处理主要讲解数字信号的时域频域特性，以及二者之间的Z变换等。模拟与数字的转换是通过采样、量化、编码实现的，达到学科间的互通。至于电磁场、微波等科目，是为了给我们讲解实际信号的传

13、播方式，如何通过传输线或者无线的方式将信息传达到目的地。第四层是基础课程，是为上一层的理论推导掌握实际的数学技能和物理知识，主要包括数学和电路、电磁场等知识。大一的时候不太懂为什么学习这些学科，完全找不到和自己的专业的联系，直到学习了更高一层的专业基础课和后来的专业课才明白基础扎实的重要性。到了现在，作为一名大三的学生，已经能够梳理好自己所学科目之间的关联，回想整个学习过程中掺杂的各种实验，也是为了让我们能够更加牢固的掌握通信的概念，更加熟练的使用各种快捷的软件，当自己设计一个完整的通信系统时，能够提升作为一个通信人的效率。五、GSM数字蜂窝移动通信系统上图是我总结的2G的GSM蜂窝通信系统框

14、图，利用学过的通信原理和通信电子电路的知识，总结出手机语音通信的整体框图。六、实验课的个人感想没有以往实验枯燥的代码和面包板，现代通信技术的老师带我们走进了实验室，给我们讲解了现代通信技术的发展，以及各种实际中正在使用的大型设备等，让我真正的对自己的行业有了一个全新的认知和系统的了解。第二次实验前半截课，老师首先带我们观看的大型程控交换机的内部构造,第一次实际观察到如此大型的系统，可以在实验室内自己搭建一个局域电话网,用此程控交换机对其进行控制连接。实际的通信网要求连接的任意性、信号传输的透明性与传输质量的一致性和网络的可靠性与经济的合理性，在程控交换机中不会发生断电现象，即电话线上一直有电量

15、供应，这是出于通信网可靠性的考虑，在设计过程中，程控交换机的是由至少两网进行供电，而且还有支持它连续工作72小时的蓄电池和发电机，所以程控交换机的断电的可能性很小，几乎可以说没有。程控交换机各个部分是独立的的存在，在更换损坏芯片时，可以进行热插拔。所以程控交换机是很可靠的通信网络，在现代各种通信系统中，电话网仍是可靠性最好的网络，是研究其他通信网络的基础。联系所学课程，由于人的声音频率在4kHz范围内，进行模拟转数字的奈奎斯特采样后为8kHz,且在A律十三折线中每个采样值用8bit表示，则每路信号的速率为64kbit/s,实现信息语音信息的传递。整体的设计从理论到实践都非常完整，充分考虑了电、

16、散热、工作环境、用户规模等方面问题，是一套完整完美的通信系统。第二次实验后半截课，我们见到了微波中继通信系统、数字电视系统、FSO等设备，其主要核心仍旧是垂直分层结构的现代通信技术。在数字电视系统中，一台电视机直接显示模拟信号，另一台电视机通过数字编码、解码后进行显示,后面比前面清晰度降低，轮廓模糊，很明显是数字编码、解码以及传输过程中有信息的损失，即通信原理中采样、量化、编码损失了模拟信息中的一部分信息，而且使得信息接收有延时。在微波中继通信系统中，接通两台中继站所传输信号的眼图，并且同时改变信道质量来测试通话效果，在噪声线性增大的同时信号失有用真并不明显，但是达到了阈值时突然完全失真，说明在数字系统中判决门限对实际判决的影响，这也是通信原理课程所主要研究的问题，同时也说明数字信号比起模拟信号的优势，模拟信号失真后，接受的影响比较大；数字信号失真后，只要不超过判决门限，就不会影响判决结果。通过这两节课老师的讲解，让我