通信导论网络与通信系统概论

1、网络技术导论网络技术导论通信系统概述通信系统概述计算机学院2010年春季学期魏更宇目目 录录l一、通信l二、通信系统l三、通信网络l四、典型通信网l五、通信技术发展趋势l六、网络技术发展趋势一、通信一、通信l（一）典型的通信应用l1、电话话音通信l固定电话，移动电话l双向通信l2、上网数据通信l宽带上网，以太网、ADSL、无线网卡l双向通信l3、电视视频广播l有线电视、无线电视；无线广播l单向通信一、通信一、通信l（二）通信的定义l通信的定义：通信是传递信息的手段，即将信息从发送端传送到接收端的过程。l通信的重要基本概念l信息：在通信过程中给予接收者的知识称为信息；信息指可以被理解、有意义的内

2、容。l 消息：消息是信息的表现形式；消息具有多种形式，包括：符号、文字、话音、音乐、数据、图片、活动图像等。l 信号：信号是消息的载体，消息是靠信号来传递的。信号一般为某种形式的电磁能（电信号、无线电信号、和光信号）。l通信的目的是为了完成信息的传输和交换。通信和电信通信和电信l电信：TelecommunicationlTele：一段距离、远距离；lCommunication：共享能力l“经过一段距离共享信息”l电信就是网络，“全程全网”l两个概念互相关联，通信更一般一、通信一、通信l（三）信号的基本特征l1、连续的模拟的l人的器官感知的信号l声音信号l视频信号：电视l2、不连续的离散的、数字

3、的l有无信号烽火l数字话音、数字广播、数字电视l文本的数字编码二、通信系统二、通信系统l1 通信系统的模型通信系统的模型l基本的点到点通信系统的一般模型基本的点到点通信系统的一般模型 l常用且意义相同的词：信息源、信息宿；发送端、接收端；源点/源端、目的点/目的端信息源信息宿接收设备信道发送设备噪声源消息电信号消息发送端原始电信号原始信号传输信号传输接收端m(t)g(t)r(t)n(t)S(t)g(t)m(t)二、通信系统二、通信系统l功能l 信息源：把于发送的消息转换成原始电信号；l 发送设备：为了使原始电信号适合在信道中传输，把原始电信号变换成与传输信道相匹配的传输信号；l 信道：信号传输

4、的通道；l 接收设备：从接收信号中恢复出原始电信号；l 信息宿：将接收到的原始电信号转换成相应的消息；二、通信系统二、通信系统lm（t），要传送的信息（消息）；其表达形式可以是语言、文字、图像、数据，经输入设备处理，信息源将其变换成输入数据g（t），并传输到发送设备。lg（t），通常并不是适合传输的形式（波形和/或带宽），在发送设备中被变换成与传输媒质特性，相匹配的传输信号S（t）。lS（t），经传输媒质为信号传输提供通路信道上传输；因为信号衰减和噪声n（t），使得在接收端收到信号是r（t）。lr（t）是受到噪声干扰的S（t），是接收设备恢复出原始信号的依据，r（t）的质量决定了通信系统的性能

5、，接收设备将r（t）转换成适合于输出的信号形式g（t）。lg（t）是输入数据g（t）的近似或估值。信息宿将由g（t）承载的信息m（t）提交给接收者，完成一次通信。二、通信系统二、通信系统l2通信系统中的消息和信号通信系统中的消息和信号l通信系统中的消息可以分为：通信系统中的消息可以分为：l 连续消息（模拟消息）连续消息（模拟消息）消息状态连续变化。消息状态连续变化。语音、图像；语音、图像；l 离散消息（数字消息）离散消息（数字消息）消息状态可数或离散。消息状态可数或离散。符号、文字、数据。符号、文字、数据。l信号是消息的表现形式，消息被承载在电信号的特定参量上。信号是消息的表现形式，消息被承载

6、在电信号的特定参量上。因此信号分为：因此信号分为：l 模拟信号模拟信号电信号的该参量连续取值。电信号的该参量连续取值。普通电话机收发的语音信号；普通电话机收发的语音信号；l 数字信号数字信号电信号的该参量离散取值。电信号的该参量离散取值。计算机内的数据、计算机内的数据、PCI/ISA总线的信号。总线的信号。l模拟信号和数字信号可以互相转换。任何一个消息既可以用模拟信号和数字信号可以互相转换。任何一个消息既可以用模拟信号表示，也可以用数字信号表示。模拟信号表示，也可以用数字信号表示。二、通信系统二、通信系统l模拟通信系统与数字通信系统模拟通信系统与数字通信系统l 模拟通信系统：在信道中传输的是模

7、拟信号模拟通信系统：在信道中传输的是模拟信号 l基带信号由消息转化而来的原始模拟信号，一般含有直流和低频成分，不宜直接传输；l已调信号由基带信号转化来的、频域特性适合信道传输的信号。又称频带信号。信息源受信者解调器信道调制器噪声源消息信号消息发送端基带信号基带信号已调信号已调接收端二、通信系统二、通信系统l 数字通信系统：在信道中传输的是数字信号 信息源信息宿加密器解密器调制器解调器信源编码器信源解码器信道编码器信道解码器信道噪声同步系统模拟信号基带数字信号基带数字信号基带数字信号已调信号二、通信系统二、通信系统l信源编/译码器实现模拟信号与数字信号之间的转换；l加/解密器实现数字信号的保密传

8、输；l信道编/译码器实现差错控制功能，用以对抗由于信道条件造成的误码；l调制/解调器实现数字信号的传输与复用。二、通信系统二、通信系统l数字通信特点：l数字电路易于集成化，因此数字通信设备功耗低、易于小型化；l再生中继无噪声累积，抗干扰能力强；l信号易于进行加密处理，保密性强；l可以通过信道编码和信源编码进行差错控制，改善传输质量；l支持各种消息的传递；l数字信号占用信道频带较宽，因此频带利用率较低。二、通信系统二、通信系统l3通信系统的分类通信系统的分类l按消息分：电报系统、电话系统、数据系统、图像系统l按调制方式分：基带传输、频带传输（调幅、调频、调相、脉幅、脉宽、脉位）l媒质上的信号分：

9、模拟系统、数字系统l传输媒质（信道）分：有线系统（架空明线、对称电缆、同轴电缆、光纤、波导）、无线系统（长波、中波、短波、微波、卫星）l按复用方式分：频分复用、时分复用、码分复用l按消息传送的方向和时间分：单工、半双工、全双工l按数字信号的排列顺序分：串序、并序l按连接形式分：专线直通（点对点）、交换网络（多点对多点）三、通信网络三、通信网络三、通信网络三、通信网络l1、通信网络的组成、通信网络的组成l通信网络从功能组成上可分为：终端/接入设备、交换设备、传输设备。l终端/接入设备：电话机、传真机等作为电话网的各类用户终端；集团电话、集群设备、接入网等电话网接入设备；l电话机是电话网的终端，计

10、算机作为计算机网络的终端l交换设备：各类交换机和交叉（交换）连接设备；l传输设备：用户线路、中继线路和信号转换设备；电话线、有线电视电缆、通信光缆、移动通信的基站收发设备、卫星/微波通信的收发设备等等。 三、通信网络三、通信网络l2、通信网络的分类：、通信网络的分类：l按照信息源的内容可以分为：l电话网、数据网、电视网和综合业务数字网。其中，数据网又包括电报网、电传网、计算机网等；l按通信网络所覆盖的地域范围可以分为：l本地网、国内长途网、国际长途网l局域网、城域网、广域网等；l按通信网络所使用的传输信道可以分为：l有线网（电缆、光纤）l无线网（短波网、微波网、卫星网等）。四、典型的通信网络四

11、、典型的通信网络l1、电话网l2、计算机网络局域网l3、计算机网络因特网l3、有线电视网l4、移动电话网l5、计算机网络无线局域网l6、卫星通信网l7、家庭区域网络智能家居电话网电话网长途局长途电话网本地电话网端局端局端局计算机网络计算机网络局域网局域网计算机网络计算机网络因特网因特网有线电视网有线电视网移动通信网移动通信网计算机网络无线局域网计算机网络无线局域网卫星通信网卫星通信网通信标准化知识通信标准化知识l通信行业中的标准与法规 l企业标准l中国国家标准l信息产业部l中国通信标准化协会CCSAl国际标准l国际电信联盟ITUl国际电子电气工程师协会IEEEl因特网标准组织IAB,IETFl其他洲际或国家标准组织l欧洲电信标准委员会ETSI五、通信技术发展趋势五、通信技术发展趋势l宽带化宽带化更强大的信息传输能力更强大的信息传输能力l广泛化广泛化无处不在的通信无处不在的通信l多样化多样化多种多样的人机交互方式多种多样的人机交互方式 ，机器和机器的通信（物联网）l综合化综合化多种业务的综合多种业务的综合l应用中心化应用中心化对各种信息传输技术和处理对各种信息传输技术和处理技术进