模塊一通信技術(shù)概述

1、課題二 對(duì)通信的要求及通信業(yè)務(wù)課題一 什么是通信課題一課題一 什么是通信什么是通信模塊一 通信技術(shù)概述學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1 1了解通信系統(tǒng)的組成。了解通信系統(tǒng)的組成。2 2了解通信系統(tǒng)的分類。了解通信系統(tǒng)的分類。3 3了解通信網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接與信號(hào)交換技術(shù)。了解通信網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接與信號(hào)交換技術(shù)。4 4了解通信標(biāo)準(zhǔn)。了解通信標(biāo)準(zhǔn)。模塊一 通信技術(shù)概述相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)廣義上，通信是指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下采用任意方法、任意媒質(zhì)，將信息從某一方準(zhǔn)確、安全地傳送到另一方。狹義上，通信就是信息的傳輸和交換，即信息的傳遞。為實(shí)現(xiàn)通信采用的技術(shù)就是通信技術(shù)。各類通信方式中應(yīng)用最多的是電通信。通信系

2、統(tǒng)的一般模型通信系統(tǒng)的一般模型模塊一 通信技術(shù)概述一、通信系統(tǒng)的組成一、通信系統(tǒng)的組成1信源信源信源是信息產(chǎn)生的“源泉”。2發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備對(duì)信源發(fā)出的電信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，使其方便在信道中傳輸。模塊一 通信技術(shù)概述常見(jiàn)的信源設(shè)備常見(jiàn)的信源設(shè)備a)a)話筒話筒b)b)數(shù)碼攝像機(jī)數(shù)碼攝像機(jī)c)c)數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)d)d)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)e)e)掃描儀掃描儀f)f)攝像頭攝像頭模塊一 通信技術(shù)概述3信道信道信道是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，又稱傳輸媒介。電信號(hào)以電流、電磁波的形式在信道中傳播，光信號(hào)以光波的形式在光纖中傳輸。(1)有線信道常用的有線信道有雙絞線、同軸電纜和光纜等。1)雙絞線。雙絞線雙絞線a

3、)a)實(shí)物圖實(shí)物圖 b b）結(jié)構(gòu)圖）結(jié)構(gòu)圖模塊一 通信技術(shù)概述 電纜電纜a)a)實(shí)心絕緣非填充型電纜實(shí)心絕緣非填充型電纜 b b）實(shí)心絕緣填充型電纜）實(shí)心絕緣填充型電纜 c c）高頻屏蔽型電纜）高頻屏蔽型電纜d)d)自承式電纜自承式電纜 e e）鋼帶鎧裝型電纜）鋼帶鎧裝型電纜模塊一 通信技術(shù)概述2)同軸電纜。同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜的結(jié)構(gòu)a)a)實(shí)物圖實(shí)物圖 b b）結(jié)構(gòu)圖）結(jié)構(gòu)圖模塊一 通信技術(shù)概述3)光纜。光纖的結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu)a a）實(shí)物圖）實(shí)物圖 b) b)結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖模塊一 通信技術(shù)概述(2)無(wú)線信道無(wú)線信道由無(wú)形的空間構(gòu)成，信號(hào)以電磁波的形式在無(wú)線信道中傳播。信號(hào)的無(wú)線傳輸信號(hào)的無(wú)線傳

4、輸模塊一 通信技術(shù)概述4接收設(shè)備接收設(shè)備接收設(shè)備的作用與發(fā)送設(shè)備的作用相反，通常是把接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波選擇、解調(diào)后恢復(fù)成原來(lái)的基帶信號(hào)，也就是把經(jīng)過(guò)信道傳輸?shù)男盘?hào)恢復(fù)成原來(lái)的信源產(chǎn)生的信號(hào)。5信宿信宿信宿，顧名思義是信息的歸宿。信宿的作用是將來(lái)自于接收設(shè)備的基帶信號(hào)恢復(fù)成原始信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，信源的輸出和信宿的輸入是相同的，兩個(gè)設(shè)備是對(duì)應(yīng)的。在雙向通信中，信源和信宿構(gòu)成通信終端設(shè)備。模塊一 通信技術(shù)概述6噪聲噪聲/干擾干擾在通信過(guò)程中，噪聲和干擾是不可避免的。噪聲是信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)各組成部分中的噪聲的集中表現(xiàn)。噪聲主要來(lái)自信道。噪聲的來(lái)源很多，有人為噪聲、自然噪聲和內(nèi)部噪聲

5、等。噪聲按其性質(zhì)不同可分為加性噪聲和乘性噪聲。（1）加性噪聲通過(guò)功率直接疊加的方式作用于有用信號(hào)，它的存在獨(dú)立于有用信號(hào)，不管有沒(méi)有信號(hào)，加性噪聲都存在。（2）乘性噪聲是由于無(wú)線環(huán)境或者射頻器件的非線性，伴隨著無(wú)線信號(hào)的傳輸過(guò)程而產(chǎn)生的噪聲。模塊一 通信技術(shù)概述在無(wú)線通信中所說(shuō)的噪聲就是指相對(duì)于有用信號(hào)而言人們不需要的那部分信號(hào)。因此，可以用分析信號(hào)的方法來(lái)理解噪聲，這時(shí)根據(jù)噪聲功率譜密度和幅度分布的特性又可將其分為白噪聲和高斯噪聲。1）白噪聲是指功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布的噪聲。2）高斯噪聲是指其概率密度函數(shù)服從高斯分布（即正態(tài)分布）的一類噪聲。模塊一 通信技術(shù)概述二、通信系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)

6、二、通信系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)1.通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)通信是將信號(hào)從一個(gè)地方向另一個(gè)地方傳輸?shù)倪^(guò)程。用于完成信號(hào)的傳遞與處理的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)(Communication System)。常用通信系統(tǒng)的分類方法有以下幾種。（1）按傳輸媒介不同分類按傳輸媒介不同，通信系統(tǒng)可分為有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)。（2）按信道中所傳遞的信號(hào)不同分類按信道中所傳遞的信號(hào)不同，通信系統(tǒng)可分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。模塊一 通信技術(shù)概述（3）按工作頻段不同分類按工作頻段不同，通信系統(tǒng)可分為長(zhǎng)波通信系統(tǒng)、中波通信系統(tǒng)、短波通信系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)等。各類通信系統(tǒng)使用的頻段各類通信系統(tǒng)使用的頻段模塊一 通信技術(shù)概述（4）按調(diào)

7、制方式不同分類按調(diào)制方式不同，通信系統(tǒng)可分為基帶傳輸系統(tǒng)和頻帶傳輸系統(tǒng)。（5）按業(yè)務(wù)不同分類按業(yè)務(wù)不同，通信系統(tǒng)可分為電報(bào)、電話、傳真、數(shù)據(jù)傳輸、可視電話、無(wú)線尋呼等系統(tǒng)。（6）按收信者是否運(yùn)動(dòng)分類按收信者是否運(yùn)動(dòng)來(lái)分，通信系統(tǒng)可分為移動(dòng)通信系統(tǒng)和固定通信系統(tǒng)。模塊一 通信技術(shù)概述2.通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代通信要實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶之間的相互連接，就需要將不同的通信系統(tǒng)連接起來(lái)。由多個(gè)通信系統(tǒng)互連而形成的通信體系稱為通信網(wǎng)絡(luò)(Communication Network)。固定電話網(wǎng)就是一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。固定電話網(wǎng)的組成示意圖固定電話網(wǎng)的組成示意圖模塊一 通信技術(shù)概述三、通信網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接與信號(hào)交換技術(shù)三、通信網(wǎng)

8、絡(luò)的轉(zhuǎn)接與信號(hào)交換技術(shù)通常情況下通信業(yè)務(wù)是不均勻的，有時(shí)很忙，有時(shí)卻很空。這對(duì)于安排信道容量和轉(zhuǎn)接設(shè)備的容量，提出了不易解決的問(wèn)題。最好能有一種方法將這種忙、空狀態(tài)平均一下，因此使用到信息轉(zhuǎn)接技術(shù)。信息轉(zhuǎn)接的主要原理是將待傳送的信息存儲(chǔ)起來(lái)，等到信道一有空就發(fā)出去。模塊一 通信技術(shù)概述為了進(jìn)行通信，需要將通信雙方的終端用傳輸信道連接起來(lái)。要使多個(gè)用戶所使用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)構(gòu)成通信網(wǎng)，必須在用戶終端之間適當(dāng)位置上設(shè)立交換局及相應(yīng)的交換設(shè)備。常用的信號(hào)交換技術(shù)按局內(nèi)處理信號(hào)的方式可分為電路交換、信息交換和分組交換三種方式。新的交換方式還有異步轉(zhuǎn)換模式（ATM）交換和光交換等。將終端之間通過(guò)交換設(shè)備

9、連接將終端之間通過(guò)交換設(shè)備連接模塊一 通信技術(shù)概述四、通信標(biāo)準(zhǔn)四、通信標(biāo)準(zhǔn)按照級(jí)別不同，標(biāo)準(zhǔn)可分為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求最高，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求最低，表所示為部分標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。部分標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)部分標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)課題二課題二對(duì)通信的要求及通信業(yè)務(wù)對(duì)通信的要求及通信業(yè)務(wù)模塊一 通信技術(shù)概述學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.1.了解通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)。了解通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)。2.2.了解信道容量的概念。了解信道容量的概念。3.3.了解通信的基本業(yè)務(wù)。了解通信的基本業(yè)務(wù)。模塊一 通信技術(shù)概述相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)一、通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)一、通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)在設(shè)計(jì)、衡量、比較和評(píng)價(jià)一個(gè)通信系統(tǒng)的優(yōu)劣時(shí)

10、，必然要涉及通信系統(tǒng)的各種性能指標(biāo)。對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)，衡量其優(yōu)劣的性能指標(biāo)很多，但歸納起來(lái)主要有以下幾點(diǎn)。模塊一 通信技術(shù)概述1.有效性指標(biāo)有效性指標(biāo)在數(shù)字通信系統(tǒng)中，有效性指標(biāo)主要用信息傳輸速率和符號(hào)傳輸速率來(lái)描述，傳輸速率越高，表示系統(tǒng)的有效性越好。（1）信息傳輸速率（Rb）信息傳輸速率又稱比特率、傳信率，是指數(shù)字通信系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。模塊一 通信技術(shù)概述(2)符號(hào)傳輸速率(RB)符號(hào)傳輸速率又稱碼元速率，是指數(shù)字通信系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)拇a元數(shù)，用RB表示，單位為Baud或Bd（波特）。數(shù)字信號(hào)的一個(gè)波形就是一個(gè)碼元，碼元寬度（或碼元周期）為T秒時(shí)，RB=1/T，如果一個(gè)數(shù)字

11、通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖荕進(jìn)制碼元，則該系統(tǒng)的碼元速率RB和比特率Rb之間的關(guān)系為Rb=RBH(x)模塊一 通信技術(shù)概述(3)頻帶利用率()在數(shù)字通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)效率單從信道的信息傳輸速率來(lái)評(píng)價(jià)是不夠的，還要用系統(tǒng)信道中單位頻帶內(nèi)所實(shí)現(xiàn)的信息傳輸速率來(lái)衡量。單位頻帶內(nèi)的信息傳輸速率稱為頻帶利用率，用表示，單位為bps/Hz。設(shè)B為信道所需的傳輸帶寬，Rb為信道的信息傳輸速率，則頻帶利用率為=Rb/B根據(jù)比特率與碼元速率（波特率）的關(guān)系，進(jìn)一步可推得=RBlog2M/B模塊一 通信技術(shù)概述2.可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)主要用傳輸?shù)牟铄e(cuò)率來(lái)描述。差錯(cuò)率通常用誤碼率和誤比特率來(lái)表示。差錯(cuò)率

12、越大表示系統(tǒng)可靠性越差。(1)誤碼率（Pe）誤碼率是指在傳輸?shù)拇a元總數(shù)中發(fā)生差錯(cuò)的碼元數(shù)所占的比例，用Pe表示。模塊一 通信技術(shù)概述(2)誤比特率(Pb)誤比特率又稱誤信率、比特差錯(cuò)率，是指在傳輸中發(fā)生差錯(cuò)的比特?cái)?shù)占傳輸總比特?cái)?shù)的比例，用Pb表示。模塊一 通信技術(shù)概述二、信道容量二、信道容量信道容量是指信道極限傳輸信息的能力，即信道無(wú)差錯(cuò)傳輸信息的最大信息速率，記為C。信道容量一般分為編碼信道容量和調(diào)制信道容量，在實(shí)際通信中主要研究調(diào)制信道容量。在調(diào)制信道中，研究的是模擬信號(hào)的傳輸。在加性高斯白噪聲背景下，調(diào)制信道的參量是調(diào)制信道的帶寬、信號(hào)功率和高斯白噪聲功率。著名的香農(nóng)(Shannon)公式指出了調(diào)制信道容量的定量計(jì)算方法。在高斯白噪聲干擾下，調(diào)制信道容量采用香農(nóng)公式計(jì)算