现代通信应用与发展.教学文案

现代通信应用与发展.1、1通信的基本概念1、通信：指带有信息的信号从一点传到另一点的过程。2、现代通信：在任何时间、任何空间、任何地点、任何对象之间以任何方式进行信息交换的过程。例如人与人、人与机器之间信息的交换。21、1通信的基本概念3、通信的目的

传递消息中包含的信息。4、

消息语音、文字、图形、图像等传递对象。消息必须转换成电信号（简称信号），才能在通信系统中传输。31、1通信的基本概念6、

信息

指消息中的对有效内容。不同形式表现（汉字、符号、图形等）的同一消息，载有相同的信息。5、

信号

是消息的载体，为传送消息而对其变换后传的某种物理量（如电信号、声信号、光信号）。41、2通信的发展一、通信方式历史1.古代：

公元前800年(周朝)，周幽王烽火戏诸侯。应用光通信的见证－最简单的二进制数字通信。2.近代：

1820年：安培发明电报通信，近代数字通信的开始。

1838年：莫尔斯将电报通信推向实用。

1876年：贝尔发明电话，模拟通信的开始。51、2通信的发展

烽火台61、2通信的发展

3.现代

20世纪60年代以后：数字通信技术进入高级发展阶段。近20多年：数字通信迅猛发展；光纤通信也携手同行。两者都成为现代通行网的主要支柱。

71、2通信的发展

1844年5月24日国会大厦

，“上帝创造了何等的奇迹!”

塞缪尔·莫尔斯（SamuelFinleyBreeseMorse，1791-1872）81、2通信的发展贝尔（1847-1922）美国电话发明者91、2通信的发展

1876年3月10日，美国发明家贝尔发明世界上第一部电话，并获美国专利局批准的电话专利。

这是2005年8月11日拍摄的美国新泽西州默里山贝尔实验室博物馆内的世界第一部电话。

101、2通信的发展

麦克斯韦预言了电磁波的存在，并建立了电磁场理论。1873年，麦克斯韦完成巨著《电磁学通论》，是牛顿以后科学史上的又一座丰碑。

麦克斯韦(JamesClerkMaxwel1831～1879)英国物理学家111、2通信的发展赫兹最伟大的贡献：用实验证实了电磁波的存在。

赫兹（1857-1894）德国物理学家

1888年，赫兹证实了麦克斯韦发现的真理，开创了无线电电子技术的新纪元。

为纪念他在电磁波发现中的卓越贡献，后人将频率的单位命名为赫兹。

121、2通信的发展1888年，赫兹制作的简易电磁波发射和接收装置131、2通信的发展1895年，20岁的意大利青年马可尼发明了无线电报机。开创了人类利用电磁波进行通信的历史141、2通信的发展其他利用电磁波的技术，相继问世：

无线电广播（1906年）、无线电导航（1911年）、

无线电话（1916年）、

短波通讯（1921年）、

无线电传真（1923年）、

电视（1929年）、

微波通讯（1933年）、

雷达（1935年），

遥控、遥感、卫星通信、射电天文学……1、2通信的发展

1844莫尔斯有线电报1948晶体管香农IT通信统计理论1864麦克斯韦尔电磁辐射方程1950时分多路通信应用于电话1876贝尔电话1956越洋电话铺设1895马克尼无线电报1957第一颗人造卫星发射1906真空管1958第一颗通信卫星发射1918调幅广播超外差接收机1960发明激光1925三路明线载波电话多路通信1961发明集成电路1936调频广播1962第一颗同步通信卫星PCM进入实用1937脉冲编码调制1960彩电数字传输理论高速计算机1938电视广播1970LSI商用卫星程控交换光纤通讯1940二战刺激雷达和微波系统发展1980SLSI长波光纤通信ISDN3G返回161.3通信系统的分类模拟通信系统和数字通信系统

（按信号方式分）

模拟信号，也称连续信号。

如：话筒送出的语音信号。数字信号，也称离散信号。

如：代表文字的编码、计算机数据信号。171.3通信系统的分类模拟信号数字信号tt181.3通信系统的分类2、按信息的物理特征分：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图象通信系统。191.3通信系统的分类3.按传输信道分：

有线通信（明线、电缆、光纤）

无线通信

信道：传输信号所用的媒介与设施。201.3通信系统的分类4、按传输信号的复用方式分：频分复用（FDMA）：不同信号占据不同的频率范围。时分复用(TDMA)：使不同信号占据不同的时间区间。码分复用(CDMA)：用一组正交的脉冲序列分别携带不同的信号。

211.3通信系统的分类5、按传输手段分：电缆通信系统、微波（中继）通信系统、光纤通信系统、卫星通信系统、移动通信系统、计算机通信系统。221.3通信系统的分类6、按传输频段分：

长波通信系统、短波通信系统、中波通信系统、激光通信系统、红外波通信系统。231.3通信系统的分类6、按调制方式分：

基带传输系统—不经调制的信号直接在信道上传输的系统。如：音频市内电话、数字信号的基带传输。

调制传输系统—各种信号变换方式后进行传输的总称。241.3通信系统的分类调制与解调调制的目的：a．将信号变换成适于在信道上传送的形式。如无线传输时，必须将信息信号载在高频上才好向自由空间发射。b．有效地利用频带。c．提高通信的抗干扰能力（数字通信）。251.3通信系统的分类国内现有通信网络我国现有的通信网络大致可分为3类：（1）电信网

：

公用电话交换网和移动通信网（2）计算机通信网：互联网（3）有线电视网261.4通信系统的组成271.5信道一、信道分类（依传输媒体分）1.

无线信道：利用电磁波来传播信号。如广播电台、移动电话。2.有线信道：利用人造传输媒体来传输信号。如传统的固定电话。281.5信道频率范围名称波长典型应用3～30Hz极低频ELF103～102km远程导航、水下通信30～300Hz超低频SLF104～103km海底通信、电报0.3～3kHz特低频ULF103～102km数据终端、有线通信3～30kHz甚低频VLF102～10km导航、电话、电报、水下通信30～300kHz低频LF10～1km导航、水下通信、无线电信标0．3～3MHz中频MF103～102m广播、业余无线电、海事通信3～30MHz高频HF102～10m国际定点通信、军用通信、广播、业余无线电、电报、传真30～300MHz甚高频VHF10～1m电视、调频广播、移动通信、导航、空中管制0.3～3GHz特高频UHF102～10cm电视、雷达、遥控遥测、点对点通信、移动通信、导航、GPS3～30GHz超高频SHF10～1cm卫星和空间通信、微波接力、雷达、移动通信30～300GHz极高频EHF10～1mm射电天文、雷达、微波接力、移动通信、铁路业务300G～3THz亚毫米波1～0.1mm未划分，实验用43～430THz红外7～0.7μm光通信系统430～750THz可见光0.7～0.4μm光通信系统750～3000THz紫外0.4～0.1μm光通信系统291.5信道二、无线信道

1.电磁波的发射和接收

均要用天线因天线尺寸的要求，通信频率都较高。频率使用规划和管理★国际电信联盟（ITU）定期召开世界无线电通信大会WRC（TheWorldRadio-communicationConference），制定频率使用国际协议。

★我国：信息产业部无线电管理局。301.5信道根据通信距离、频率和位置的不同：

地波传播

天波传播

视距传播二、无线信道

2.电磁波的传播311.5信道（1）

地波传播

★频率：2MHz

以下，有一定的绕射能力

★绕射：电磁波沿弯曲的地球表面传播所具有的能力

★通信距离：可达数百～数千km地面接收天线发射天线传播路径321.5信道（2）天波传播★频率：2～30MHz★电离层反射：★通信距离：单次可达4000km，多次可达10000km地面接收天线发射天线信号传播路径电离层331.5信道（3）视距传播★频率：30MHz以上★天线高度h与传播距离D(=2d)的关系：

D

2=8rh≈50h

（r为地球的等效半径）地面接收天线发射天线信号传播hdrDd341.5信道★采用无线电中继，实现远程通信。若天线架设高度为50m，则视线距离约为

50km。（视距传输距离有限，需中继）地面接收天线传播路径发射天线351.5信道

转发站（基站）：－－人造卫星：3颗静止卫星（卫星通信系统），目前广泛应用。361.5信道－－高空平台电台HAPS(HighAltitudePlatformStation)

：

250个充氦气艇（平流层通信系统），很有发展前途。371.5信道－无线信道（4）散射传播

★电离层散射：30～60MHz

★对流层散射:100～4000MHz

★通信流星余迹:30～100MHz

对流层散射通信地球有效散射区域接收天线发射天线381.5信道－无线信道地球流星余迹散射通信391.5信道－无线信道

目前民用无线电通信中，应用最广的是蜂窝网和卫星通信。401.5信道－无线信道移动交换中心电话交换中心

蜂窝网411.5信道

明线对称电缆同轴电缆二、有线信道

1.

传输电信号421.5信道－有线信道（1）明线431.5信道－有线信道（2）对称电缆：双绞线441.5信道－有线信道（2）对称电缆：双绞线451.5信道－有线信道

双绞线（TwistedPairwire）由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，把两根导线按一定密度互相缠绕在一起,可降低信号干扰的程度。双绞线可以分为屏蔽双绞线（STP）与非屏蔽双绞线（UTP）两大类。

461.5信道－有线信道（3）同轴电缆同轴电缆截面示意图双同轴电缆及6芯接头