現(xiàn)代通信網(wǎng) 第一章 第一個(gè)ppt

1、l1.1 通信的概念l通信（Communication）l與距離有關(guān)l是把消息從一地有效地傳遞到另一地l即實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。人類歷史上最早的通信手段: 擊鼓、擊鼓、傳信是最早最方便的辦法，傳信是最早最方便的辦法， 利用利用火光火光、狼煙狼煙傳遞信息的烽火臺，傳遞信息的烽火臺， 信鴿信鴿, ,旗語旗語( (通過各色旗子的舞動通過各色旗子的舞動) )傳遞信息。傳遞信息。 要實(shí)現(xiàn)消息的遠(yuǎn)距離傳送，都需要中繼站中繼站的層層傳遞，消息才能到達(dá)目的地。 人類通信史上革命性變化，是從把電作為人類通信史上革命性變化，是從把電作為信息載體后發(fā)生的。信息載體后發(fā)生的。話音話音l（1）電報(bào)l在1835年，第一臺電報(bào)機(jī)

2、問世。l莫爾斯發(fā)明的電報(bào)，拉開了電信時(shí)代的序幕，開創(chuàng)了人類利用電來傳遞信息的歷史。從此，信息傳遞的速度大大加快了。 莫爾斯發(fā)出第一封電報(bào)設(shè)備 電話通信是我們生活中應(yīng)用最廣泛、使用最頻繁電話通信是我們生活中應(yīng)用最廣泛、使用最頻繁的一種通信方式。的一種通信方式。l電話通信電話通信是通過聲能與電能相互轉(zhuǎn)換、并利用“電” 來傳輸語言的一種通信技術(shù)。 電話機(jī)的發(fā)明電話機(jī)的發(fā)明18751875年年6 6月月2 2日貝爾和沃森發(fā)明了電話日貝爾和沃森發(fā)明了電話（原始的電磁式電話）（原始的電磁式電話）電話機(jī)的發(fā)明電話機(jī)的發(fā)明18771877年愛迪生發(fā)明了碳精式送話器年愛迪生發(fā)明了碳精式送話器+ +手柄手柄+ +

3、呼叫設(shè)備（電鈴）呼叫設(shè)備（電鈴）+ +手搖發(fā)電機(jī)手搖發(fā)電機(jī)+ +干電池干電池（磁石式電話機(jī)）（磁石式電話機(jī)）電話機(jī)的發(fā)明電話機(jī)的發(fā)明18821882年出現(xiàn)了共電式電話機(jī)年出現(xiàn)了共電式電話機(jī)（沒有手搖發(fā)電機(jī)和干電池，通話所用電源由交（沒有手搖發(fā)電機(jī)和干電池，通話所用電源由交換機(jī)供給）換機(jī)供給）18961896年美國人愛立克森發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式電話撥號盤年美國人愛立克森發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式電話撥號盤19201920年美國人坎貝爾發(fā)明了消側(cè)音電路年美國人坎貝爾發(fā)明了消側(cè)音電路（自動電話機(jī)（自動電話機(jī)- -撥號盤電話機(jī)）撥號盤電話機(jī)）6060年代電子學(xué)飛速發(fā)展、年代電子學(xué)飛速發(fā)展、7070年代大規(guī)模集成電路出現(xiàn)年代

4、大規(guī)模集成電路出現(xiàn)( (電子電話機(jī)電子電話機(jī)- -按鍵式電話機(jī)按鍵式電話機(jī)) )8080年代隨著年代隨著N-ISDNN-ISDN的應(yīng)用的應(yīng)用出現(xiàn)了數(shù)字電話機(jī)出現(xiàn)了數(shù)字電話機(jī)l電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁波的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了無線電的誕生，開辟了電子技術(shù)的新紀(jì)元，標(biāo)志著從“有線電通信”向“無線電通信”的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。l也是整個(gè)移動通信的發(fā)源點(diǎn)，應(yīng)該說，從這時(shí)開始，人類開始進(jìn)入了無線通信的新領(lǐng)域。l1894年，波波夫改進(jìn)了無線電接收機(jī)并年，波波夫改進(jìn)了無線電接收機(jī)并為之增加了天線，使其靈敏度大大提高。為之增加了天線，使其靈敏度大大提高。l1896年，波波夫成功地用無線電進(jìn)行莫年，波波夫成功地用無線電進(jìn)行莫爾斯電碼的傳送，距

5、離為爾斯電碼的傳送，距離為250米，電文內(nèi)米，電文內(nèi)容為容為“海因里斯海因里斯赫茲赫茲” l1897年，馬可尼改進(jìn)了無線電傳送和接收改進(jìn)了無線電傳送和接收設(shè)備，設(shè)備，所完成的無線通信試驗(yàn)就是在固定站與一艘拖船之間進(jìn)行的，距離為18海里(1海里=1852米)。l無線電廣播l1940年，高爾文公司（后來成為摩托羅拉）的工程師開發(fā)了SCR536型便攜式調(diào)頻無線步話機(jī)，并被廣泛運(yùn)用于第二次世界大戰(zhàn)。l1943年，高爾文公司又設(shè)計(jì)制造了世界上第一臺便攜式調(diào)頻雙向無線電，背包式SCR300型的無線通信器“步話機(jī)），專供美國陸軍通信兵使用。l該通信器重達(dá)三十五斤，有效通話距離為16到30公里l這款于1956

6、年誕生在瑞典的全自動移動電話，使用MTA通信制式（移動電話系統(tǒng)）；l它重88磅，是世界上第一個(gè)不用手動控制的撥號式移動電話。l1969年，移動通信技術(shù)首次被運(yùn)用于警察巡邏車和計(jì)程車上，被稱為“mobileers”，它其實(shí)也就是我們今天的對講機(jī)。l 無線電尋呼機(jī)又叫做BP機(jī)。它是專門用來接收由無線電尋呼系統(tǒng)發(fā)來的信息的，可以是尋人信息，也可以是有關(guān)天氣預(yù)報(bào)、股市行情等一類短消息。l1973年，摩托羅拉公司開發(fā)出了基于蜂窩移動通信系統(tǒng)的原型手機(jī)，其最大技術(shù)進(jìn)步在于便攜和低耗能。l1982年，摩托羅拉研發(fā)生產(chǎn)出世界上第一臺便攜式移動電年，摩托羅拉研發(fā)生產(chǎn)出世界上第一臺便攜式移動電話話-DynaTAC

7、 8000X（當(dāng)時(shí)國內(nèi)也叫大哥大），其重量約（當(dāng)時(shí)國內(nèi)也叫大哥大），其重量約兩磅，當(dāng)時(shí)單部售價(jià)超過兩磅，當(dāng)時(shí)單部售價(jià)超過3萬人民幣（萬人民幣（3995美元）。美元）。l它是它是1973移動手機(jī)的優(yōu)化版，它一改以往移動通信器笨重移動手機(jī)的優(yōu)化版，它一改以往移動通信器笨重不便于攜帶的特性，被當(dāng)時(shí)視為革命性的跨越。不便于攜帶的特性，被當(dāng)時(shí)視為革命性的跨越。l至于技術(shù)性能方面，當(dāng)時(shí)他的電池能支持一小時(shí)的通話，至于技術(shù)性能方面，當(dāng)時(shí)他的電池能支持一小時(shí)的通話，而且還能存儲而且還能存儲30個(gè)電話號碼，這在現(xiàn)在來說是沒什么大驚個(gè)電話號碼，這在現(xiàn)在來說是沒什么大驚小怪，但在當(dāng)時(shí)來說已經(jīng)是相當(dāng)了不起的技術(shù)進(jìn)步。

8、小怪，但在當(dāng)時(shí)來說已經(jīng)是相當(dāng)了不起的技術(shù)進(jìn)步。l這款具有類似掌上電腦功能的手機(jī)誕生于1993年。l重560克，售價(jià)近1萬元人民幣（900美元）。它集合了傳呼機(jī)，計(jì)算器，通訊錄，傳真機(jī)和上網(wǎng)功能于一身，由當(dāng)時(shí)的IBM和BellSouth公司聯(lián)合生產(chǎn)并銷售。l摩托羅拉公司1996年出品的翻蓋手機(jī)，因?yàn)樾∏奢p便而且樣式新穎當(dāng)時(shí)被倍受用戶喜愛。 l 藍(lán)牙是以無線LANs的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)為基礎(chǔ)。l從理論上來講，以2.45赫茲波段運(yùn)行的技術(shù)能夠使相距30米以內(nèi)的設(shè)備互相連接，傳輸速度可達(dá)到2Mbit/s，任何藍(lán)牙設(shè)備一旦搜尋到另一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備，馬上就可以建立聯(lián)系，而無須用戶進(jìn)行任何設(shè)置，可以解

9、釋為“即連即用”。 l 1990年，摩托羅拉（Motorola）公司推出全球個(gè)人通信新概念“銥”星系統(tǒng)。l “銥”星系統(tǒng)是由美國摩托羅拉公司衛(wèi)星通信部設(shè)計(jì)、籌建的通過低地球軌道運(yùn)行的衛(wèi)星組成的通信系統(tǒng)，與現(xiàn)有通信網(wǎng)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球數(shù)字化個(gè)人通信。 最初的電話通信只能完成一部話機(jī)與一部話機(jī)的固定通信，最初的電話通信只能完成一部話機(jī)與一部話機(jī)的固定通信，這種僅涉及兩個(gè)終端的通信稱為點(diǎn)對點(diǎn)通信。這種僅涉及兩個(gè)終端的通信稱為點(diǎn)對點(diǎn)通信。 話音話音數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)無交換的多個(gè)終端要實(shí)現(xiàn)相互間通信，必須以全互無交換的多個(gè)終端要實(shí)現(xiàn)相互間通信，必須以全互連的方式兩兩相連。連的方式兩兩相連。若終端數(shù)為若終端數(shù)為n，則

10、線對數(shù)為，則線對數(shù)為C2n= n(n-1)/2（當(dāng)終端（當(dāng)終端n=100時(shí)，線對數(shù)時(shí)，線對數(shù)=100X(100-1)/2=4950）1） 無交換的多個(gè)終端的通信無交換的多個(gè)終端的通信(終端終端=5、線對數(shù)、線對數(shù)=10)多個(gè)終端的點(diǎn)對點(diǎn)通信 2) 2) 交換設(shè)備的誕生交換設(shè)備的誕生1878年，美國人阿爾蒙B史端喬提出了交換的設(shè)想，其基本思想是將多個(gè)終端與一個(gè)轉(zhuǎn)接設(shè)備相連，當(dāng)任何兩個(gè)終端要傳遞信息時(shí)，該轉(zhuǎn)接設(shè)備就把連接這兩個(gè)用戶的有關(guān)電路接通，通信完畢再把相應(yīng)的電路斷開。我們稱這個(gè)轉(zhuǎn)接設(shè)備為交換機(jī)。 有交換設(shè)備的通信 用戶間通過交換設(shè)備連接用戶間通過交換設(shè)備連接用戶線用戶線交換設(shè)備交換設(shè)備引入交

11、換的終端間的通信引入交換的終端間的通信 (1) 人工交換發(fā)展階段：人工交換發(fā)展階段： 1878年出現(xiàn)了世界上第一部年出現(xiàn)了世界上第一部 磁石式人工電話交換機(jī)。磁石式人工電話交換機(jī)。由美國設(shè)計(jì)并制成的，安裝在耶魯大學(xué)附近，這部由美國設(shè)計(jì)并制成的，安裝在耶魯大學(xué)附近，這部交換機(jī)是磁石式電話交換機(jī)。交換機(jī)是磁石式電話交換機(jī)。 1891年又出現(xiàn)了共電式電話交換機(jī)年又出現(xiàn)了共電式電話交換機(jī)隨著電話用戶的增加，磁石式交換機(jī)不能適應(yīng)需要隨著電話用戶的增加，磁石式交換機(jī)不能適應(yīng)需要，在，在1891年又出現(xiàn)了共電式電話交換機(jī)，它們統(tǒng)稱年又出現(xiàn)了共電式電話交換機(jī)，它們統(tǒng)稱為人工電話交換機(jī)。為人工電話交換機(jī)。3.

12、電話交換技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段電話交換技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段l在自動電話交換機(jī)中，交換接續(xù)過程的選線、連接在自動電話交換機(jī)中，交換接續(xù)過程的選線、連接和拆線等動作完全由交換機(jī)自動完成，不需要人工和拆線等動作完全由交換機(jī)自動完成，不需要人工參與工作。參與工作。l自動交換機(jī)的制式自動交換機(jī)的制式: :機(jī)電式交換機(jī)。機(jī)電式交換機(jī)。電子式交換機(jī)電子式交換機(jī): : 半電子交換機(jī)半電子交換機(jī) 全電子交換機(jī)。全電子交換機(jī)。1. 通信網(wǎng)一般組成l 通信網(wǎng)是由若干用戶終端A，B，C，并通過傳輸系統(tǒng)鏈接起來。多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)引入交換的終端間的通信引入交換的終端間的通信中繼線中繼線交換節(jié)點(diǎn)交

13、換節(jié)點(diǎn) 鏈路 D E F C B 1 4 5 7 6 3 用戶線 節(jié)點(diǎn) 電路 用戶終端 干線 用戶線 A 通信網(wǎng)一般組成通信網(wǎng)一般組成 交換節(jié)點(diǎn)可控制的接續(xù)類型交換節(jié)點(diǎn)可控制的接續(xù)類型： 本局接續(xù)、出局接續(xù)、入局接續(xù)、轉(zhuǎn)接接本局接續(xù)、出局接續(xù)、入局接續(xù)、轉(zhuǎn)接接續(xù)續(xù)交換節(jié)點(diǎn)的基本功能交換節(jié)點(diǎn)的基本功能本局接續(xù)本局接續(xù)出局接續(xù)出局接續(xù)入局接續(xù)入局接續(xù)轉(zhuǎn)接接續(xù)轉(zhuǎn)接接續(xù)q 能按目的地址正確地進(jìn)行選路以及在中繼能按目的地址正確地進(jìn)行選路以及在中繼線上轉(zhuǎn)發(fā)信號線上轉(zhuǎn)發(fā)信號q 能控制連接的建立與拆除能控制連接的建立與拆除 交換節(jié)點(diǎn)必須具備的基本功能交換節(jié)點(diǎn)必須具備的基本功能：q 能正確接收和分析從用戶線或中

14、繼線發(fā)來能正確接收和分析從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫信號、地址信號的呼叫信號、地址信號l1) 終端設(shè)備l電話機(jī)，傳真機(jī), 數(shù)據(jù)終端等。l2) 傳輸系統(tǒng)l 傳輸系統(tǒng)是指完成信號傳輸?shù)拿浇楹驮O(shè)備總稱。 節(jié)點(diǎn) 鏈路 T 用戶 環(huán)路 電路 T 干線 通信網(wǎng)傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)通信網(wǎng)傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)3. 傳輸信道及通信介質(zhì)傳輸信道及通信介質(zhì)1） 雙絞線雙絞線 雙絞線由兩根相互絕緣并絞扭在一起的銅導(dǎo)雙絞線由兩根相互絕緣并絞扭在一起的銅導(dǎo)線對組成。線對組成。 雙絞線按其是否有屏蔽可以分為屏蔽雙絞線雙絞線按其是否有屏蔽可以分為屏蔽雙絞線（Shielded Twist PairsShielded Twist Pair

15、s，STPSTP）。）。2 2） 同軸電纜同軸電纜 同軸電纜也由一對導(dǎo)體組成，其同軸電纜也由一對導(dǎo)體組成，其內(nèi)導(dǎo)體為銅質(zhì)導(dǎo)線，外包一層絕緣材內(nèi)導(dǎo)體為銅質(zhì)導(dǎo)線，外包一層絕緣材料，再外邊為網(wǎng)狀編織細(xì)銅絲組成的料，再外邊為網(wǎng)狀編織細(xì)銅絲組成的外導(dǎo)體，最外層是保護(hù)性塑料外套。外導(dǎo)體，最外層是保護(hù)性塑料外套。 3 3） 光纖光纖 光纖即光導(dǎo)纖維，它的內(nèi)層是能傳導(dǎo)光波的光纖即光導(dǎo)纖維，它的內(nèi)層是能傳導(dǎo)光波的玻璃纖維，外層加比玻璃折射率低的材料作保護(hù)玻璃纖維，外層加比玻璃折射率低的材料作保護(hù)層。層。 光源可以采用兩種發(fā)光管。采用發(fā)光二極管光源可以采用兩種發(fā)光管。采用發(fā)光二極管LED（Light-Emitti

16、ng Diode）時(shí)產(chǎn)生可見光，光）時(shí)產(chǎn)生可見光，光波在光導(dǎo)纖維中以多種角度不斷反射式傳播前進(jìn)波在光導(dǎo)纖維中以多種角度不斷反射式傳播前進(jìn)，這種光纖稱多模光纖。，這種光纖稱多模光纖。 若采用激光二極管若采用激光二極管ILD（Injection Laser Diode）產(chǎn)生的是激光，再將光纖直徑減小到只有）產(chǎn)生的是激光，再將光纖直徑減小到只有一個(gè)光的波長，則光線可以無反射地一直向前傳一個(gè)光的波長，則光線可以無反射地一直向前傳播，這種光纖稱單模光纖。播，這種光纖稱單模光纖。 4） 無線通信介質(zhì)無線通信介質(zhì) 無線通信介質(zhì)指的是不須通過線纜，通過空間傳輸無線通信介質(zhì)指的是不須通過線纜，通過空間傳輸信號。包括微波、激光、紅外線和短波等幾種。信號。包括微波、激光、紅外線和短波等幾種。 微波通信微波通信的載波頻率為的載波頻率為2GHz40GHz，因?yàn)轭l率高，