通訊基礎(chǔ)知識(shí)

通訊基礎(chǔ)知識(shí)演講人：日期：REPORTINGREPORTINGCATALOGUE目錄通訊概述傳輸介質(zhì)與設(shè)備信號(hào)處理與編碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介光纖通信與衛(wèi)星通信概述01通訊概述REPORTING通訊定義與分類通訊定義通訊是運(yùn)用記敘、描寫、抒情、議論等多種手法，具體、生動(dòng)、形象地反映新聞事件或典型人物的一種報(bào)道形式。通訊分類通訊特點(diǎn)按內(nèi)容分為人物通訊、事件通訊、工作通訊、概貌通訊等；按形式分為紀(jì)實(shí)通訊、散文通訊、特寫通訊等。真實(shí)性、客觀性、時(shí)效性、生動(dòng)性。攜帶和傳輸信息的媒介，如電磁波、光纖等。信息載體信息傳輸?shù)耐ǖ?，如電纜、光纜、無線電波等。信道01020304產(chǎn)生和發(fā)送信息的主體，如人或設(shè)備。信息源接收和處理信息的設(shè)備或人，如手機(jī)、電視、收音機(jī)等。接收端通訊系統(tǒng)組成要素現(xiàn)代通訊以電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，出現(xiàn)了光纖通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等先進(jìn)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息傳輸?shù)母咚佟⒋笕萘亢瓦h(yuǎn)距離。古代通訊主要依靠人力和簡(jiǎn)單工具進(jìn)行信息傳遞，如烽火臺(tái)、驛站等。近代通訊隨著電信技術(shù)的不斷發(fā)展，電報(bào)、電話等開始大量應(yīng)用。通訊技術(shù)發(fā)展歷程02傳輸介質(zhì)與設(shè)備REPORTING架空明線傳輸距離有限，容易受到干擾，但安裝和維護(hù)成本較低。電纜具有較高的帶寬和傳輸速度，可以傳輸多種信號(hào)，但價(jià)格較高，且需要鋪設(shè)和維護(hù)。光纜傳輸速度非?？?，衰減小，傳輸距離遠(yuǎn)，但價(jià)格較高，且需要專業(yè)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行鋪設(shè)和維護(hù)。有線傳輸介質(zhì)及特點(diǎn)傳輸距離遠(yuǎn)，可以穿透建筑物和障礙物，但容易受到電磁干擾和信號(hào)衰減。無線電波微波紅外線傳輸速度快，傳輸距離遠(yuǎn)，但需要視距傳輸，且容易受到天氣和障礙物的影響。傳輸距離較短，只適用于短距離通信，但不受電磁干擾，具有較高的安全性。無線傳輸介質(zhì)及優(yōu)勢(shì)交換機(jī)具有交換機(jī)的功能，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，是連接不同網(wǎng)絡(luò)的必要設(shè)備。路由器集線器主要用于將多個(gè)設(shè)備連接在一起，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大和轉(zhuǎn)發(fā)，但只能實(shí)現(xiàn)半雙工通信，不能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。用于連接多個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和交換，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和帶寬需求進(jìn)行選型。傳輸設(shè)備功能與選型03信號(hào)處理與編碼技術(shù)REPORTING將模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化，得到一系列采樣值的過程。采樣將采樣值在幅度上離散化，即用有限的數(shù)值逼近原來的連續(xù)值。量化將量化后的離散值用二進(jìn)制數(shù)表示，以便進(jìn)行數(shù)字處理和傳輸。編碼模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換原理根據(jù)字符出現(xiàn)頻率進(jìn)行編碼，頻率高的字符用較短的編碼，用于文本壓縮等領(lǐng)域。哈夫曼編碼通過對(duì)信息進(jìn)行加密處理，保護(hù)信息的安全性和隱私性，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信和保密通信等領(lǐng)域。加密編碼在編碼過程中加入冗余信息，以便在傳輸過程中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)能夠檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤，提高通信的可靠性。糾錯(cuò)編碼編碼方法及其應(yīng)用場(chǎng)景解碼過程及誤差控制策略01將接收到的二進(jìn)制編碼還原成原始信息的過程，包括解碼和逆量化兩個(gè)步驟。在解碼過程中，通過糾錯(cuò)編碼技術(shù)檢測(cè)并糾正傳輸過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，保證信息的準(zhǔn)確性。在解碼過程中，由于量化失真和噪聲等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致解碼后的信號(hào)與原始信號(hào)存在一定的失真，需要通過失真控制技術(shù)進(jìn)行抑制。0203解碼誤差檢測(cè)與糾正失真控制04調(diào)制解調(diào)與復(fù)用技術(shù)REPORTING調(diào)制解調(diào)基本原理及實(shí)現(xiàn)方式調(diào)制原理將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸，通過調(diào)制器將數(shù)字信號(hào)加載到高頻載波信號(hào)上，以便在信道上傳輸。解調(diào)原理實(shí)現(xiàn)方式在接收端，通過解調(diào)器從載波信號(hào)中恢復(fù)出原始的數(shù)字信號(hào)，解調(diào)是調(diào)制的逆過程。包括幅度調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制（PM）等多種方式。其他復(fù)用方法還有碼分復(fù)用（CDM）和波分復(fù)用（WDM）等，分別利用不同的編碼和光波特性實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的復(fù)用。頻分復(fù)用（FDM）將信道總帶寬劃分為多個(gè)子信道，每個(gè)子信道傳輸一路信號(hào)，通過頻率分配實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。時(shí)分復(fù)用（TDM）將時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙傳輸一路信號(hào)，通過時(shí)間分配實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用等復(fù)用方法介紹多址接入技術(shù)原理及應(yīng)用將信道總帶寬劃分為多個(gè)頻段，每個(gè)用戶占用一個(gè)頻段進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)多用戶共享信道資源。頻分多址（FDMA）將時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)用戶占用一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行通信，通過時(shí)間同步和時(shí)隙分配實(shí)現(xiàn)多用戶共享信道資源。多址接入技術(shù)廣泛應(yīng)用于無線通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等領(lǐng)域，提高了頻譜資源的利用率和通信系統(tǒng)的容量。時(shí)分多址（TDMA）通過給每個(gè)用戶分配不同的編碼，實(shí)現(xiàn)多用戶在同一頻段同時(shí)通信，通過碼字正交性降低用戶間干擾。碼分多址（CDMA）01020403應(yīng)用場(chǎng)景05數(shù)據(jù)通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)REPORTING負(fù)責(zé)在物理媒體上傳輸比特流，包括布線、接口和傳輸方式等。物理層負(fù)責(zé)在相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)幀，并進(jìn)行幀的同步、差錯(cuò)控制和流量控制等。數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源端發(fā)送到目的端，提供路由選擇和擁塞控制等功能。網(wǎng)絡(luò)層OSI七層模型各層功能詳解010203OSI七層模型各層功能詳解傳輸層負(fù)責(zé)在源端和目的端之間建立、管理和終止會(huì)話，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。會(huì)話層管理和控制應(yīng)用程序之間的通信會(huì)話，包括建立、維護(hù)和終止會(huì)話連接。表示層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式化、加密和解密等，確保數(shù)據(jù)能夠被正確地理解和處理。應(yīng)用層為應(yīng)用程序提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括文件傳輸、電子郵件、遠(yuǎn)程登錄等。01鏈路層包括以太網(wǎng)、PPP等協(xié)議，負(fù)責(zé)在物理網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)幀。TCP/IP協(xié)議棧組成和工作機(jī)制網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議是核心，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分組并傳輸?shù)侥繕?biāo)網(wǎng)絡(luò)，提供無連接的服務(wù)。傳輸層TCP和UDP協(xié)議，TCP提供可靠的傳輸服務(wù)，UDP則提供無連接的服務(wù)。應(yīng)用層包括HTTP、FTP、SMTP等協(xié)議，為各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供支持和服務(wù)。工作機(jī)制TCP/IP協(xié)議棧采用分層結(jié)構(gòu)，各層之間互相獨(dú)立，通過層間接口進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可靠傳輸和高效通信。02030405所有節(jié)點(diǎn)都連接在一條公共總線上，易于安裝和擴(kuò)展，但存在沖突和碰撞的問題。所有節(jié)點(diǎn)都連接到中央節(jié)點(diǎn)（集線器或交換機(jī)），易于管理和維護(hù)，但中央節(jié)點(diǎn)的故障會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)通過環(huán)路連接，數(shù)據(jù)傳輸具有確定性和穩(wěn)定性，但任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障都會(huì)中斷整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信。節(jié)點(diǎn)之間有多條路徑相連，可靠性高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。常見網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)總線型拓?fù)湫切屯負(fù)洵h(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)狀拓?fù)?6移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介REPORTING20世紀(jì)40年代至60年代，為公用移動(dòng)通信的發(fā)展階段，移動(dòng)通信逐漸從專用向公用過渡，頻段開始向150MHz的VHF頻段和450MHz的UHF頻段發(fā)展。第二階段20世紀(jì)70年代至80年代，為移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展的階段，出現(xiàn)了第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G），實(shí)現(xiàn)了大區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)向小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。第三階段0102030420世紀(jì)20年代至40年代，為移動(dòng)通信的起步階段，主要進(jìn)行短波和超短波頻段的開發(fā)和應(yīng)用，通信方式主要是專用的，僅限于特定用戶之間。第一階段20世紀(jì)90年代至今，隨著第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）的廣泛應(yīng)用和第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）的商用，移動(dòng)通信進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)代，并逐漸向第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）和第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)（5G）演進(jìn)。第四階段移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展歷程回顧蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)概述蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是一種采用蜂窩小區(qū)制進(jìn)行覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，具有頻率資源利用率高、容量大、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)原理蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通過小區(qū)分裂和頻率復(fù)用等技術(shù)實(shí)現(xiàn)多用戶同時(shí)通信，同時(shí)通過信道分配、功率控制等手段提高通信質(zhì)量和系統(tǒng)容量。蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)主要由移動(dòng)臺(tái)、基站、移動(dòng)交換局等組成，其中基站與移動(dòng)交換局之間通過有線通信方式進(jìn)行信息傳輸，基站與移動(dòng)臺(tái)之間通過無線電波進(jìn)行通信。蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)移動(dòng)通信的各種需求。蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基本原理5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)主要包括大規(guī)模MIMO技術(shù)、超密集組網(wǎng)技術(shù)、全頻譜接入技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)和邊緣計(jì)算技術(shù)等。這些技術(shù)能夠顯著提升5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率、容量和可靠性，滿足未來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景5G網(wǎng)絡(luò)具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，包括無人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。在無人駕駛方面，5G網(wǎng)絡(luò)可以提供低延遲、高可靠性的通信服務(wù)，實(shí)現(xiàn)車輛之間和車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的實(shí)時(shí)通信；在物聯(lián)網(wǎng)方面，5G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，推動(dòng)智慧城市的建設(shè)和發(fā)展；在虛擬現(xiàn)實(shí)方面，5G網(wǎng)絡(luò)可以提供高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，提升虛擬現(xiàn)實(shí)的用戶體驗(yàn)。5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用前景07光纖通信與衛(wèi)星通信概述REPORTING光纖傳輸原理及優(yōu)勢(shì)分析傳輸原理利用光波作為信息載體，以光纖為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)信息傳輸。傳輸速度快光纖傳輸速度極高，可達(dá)到每秒幾十億比特，滿足現(xiàn)代通信對(duì)高速傳輸?shù)男枨?。傳輸距離遠(yuǎn)光纖傳輸距離遠(yuǎn)，可實(shí)現(xiàn)跨洋、跨國通信，無需中繼站。傳輸容量大光纖傳輸容量大，可同時(shí)傳輸多種信號(hào)，滿足大容量通信需求。系統(tǒng)組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星、地球站、測(cè)控系統(tǒng)、用戶終端等部分組成。多址特點(diǎn)衛(wèi)星通信具有多址特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信，提高通信效率?？煽啃愿咝l(wèi)星通信不易受地面災(zāi)害和人為破壞影響，具有較高的可靠性。運(yùn)營模式衛(wèi)星通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋，通過衛(wèi)星中繼實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、海洋、移動(dòng)體等場(chǎng)景