通信網(wǎng)的組成和功能.ppt

1、第一章通信網(wǎng)絡(luò)的組成和功能1.1通信的概念1.1.1通信的定義通信是指信息從一個地方到另一個地方的有效傳輸。在傳輸過程中，發(fā)送者試圖將要傳輸?shù)男畔⒓虞d到一些適當(dāng)?shù)男盘柹?在這些信號到達(dá)接收者之后，接收者解釋發(fā)送者想要告訴他的信息。有許多例子符合這個定義，如電話，它使用電話(系統(tǒng))來傳輸信息；兩個人之間的對話是用聲音來傳達(dá)信息；古代的“新聞樹”、“烽火臺”和現(xiàn)代仍在使用的“信號燈”用光來傳遞信息。1.1.2通信的目的是傳遞信息。信息有不同的形式，如語言、文字、數(shù)據(jù)、圖像、符號等等。隨著社會的發(fā)展，信息的種類越來越多，人們對傳遞信息的要求和手段也越來越高。通信中的信息傳輸是通過信號來實(shí)現(xiàn)的，信號是

2、信息的載體。如交通燈信號、火災(zāi)煙霧、電壓和電流信號等。1.1.3電氣通信的含義在各種通信方法中，使用“電信號”來傳遞信息的通信方法稱為電氣通信。這種通信可以無失真且高效地傳輸有用信息，同時在傳輸過程中抑制無用信息和有害信息。它還具有存儲、處理、采集和顯示功能。它快速、準(zhǔn)確、可靠，并且?guī)缀醪皇軙r間、地點(diǎn)、空間、距離等特性的限制，因此得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。在自然科學(xué)中，通信幾乎等同于電子通信。本課程中的通信是指電氣通信?；诖耍覀儾环林匦露x通信：利用電子和其他技術(shù)手段，通過電信號(包括光信號)實(shí)現(xiàn)信息從一個地方到另一個地方的有效傳輸，稱為通信。1.2.1通信系統(tǒng)的定義和組成實(shí)現(xiàn)信息傳輸所需

3、的所有技術(shù)設(shè)備和傳輸介質(zhì)的總和稱為通信系統(tǒng)。以基本的點(diǎn)對點(diǎn)通信為例，通信系統(tǒng)的組成(通常稱為通用模型)如圖所示。1.2通信系統(tǒng)的概念，信息源的作用(信息源，也叫發(fā)送終端，起著信息發(fā)送者的作用)是把要傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換成原始的電信號，例如，電話系統(tǒng)中的電話可以看作信息源。在發(fā)送端，發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信號源與信道匹配，即將信號源產(chǎn)生的原始電信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。信道是指信號傳輸?shù)男诺溃谛问缴峡煞譃橛芯€信道和無線信道。就傳輸方式而言，信道可以分為模擬信道和數(shù)字信道，甚至包括一些設(shè)備。噪聲源是信道中所有噪聲和在通信系統(tǒng)中其他地方散射的噪聲的集合。在通信系統(tǒng)中，噪聲的影響是不可忽視的。通信

4、系統(tǒng)的噪聲可能來自各個部分，包括發(fā)送或接收信息的周圍環(huán)境、各種設(shè)備的電子設(shè)備以及信道外電磁場的干擾。在接收端，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，即解調(diào)、解碼、譯碼等。它的任務(wù)是從干擾接收信號中恢復(fù)相應(yīng)的原始電信號。信宿(也稱為接收者或接收終端)將恢復(fù)的原始電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息，例如，電話將另一方發(fā)送的電信號恢復(fù)成聲音。通信系統(tǒng)的工作模式根據(jù)消息傳輸?shù)姆较蚝蜁r間對于點(diǎn)對點(diǎn)通信，根據(jù)消息傳輸?shù)姆较蚝蜁r間，通信模式可以分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信。所謂的單工通信是指消息只能在一個方向上傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ健Ｔ趩喂ねㄐ胖?，發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間只有一個傳輸信道，傳輸?shù)姆较蚴抢?，計算機(jī)和打印機(jī)，計算機(jī)

5、和顯示器等。這種方法的特點(diǎn)是設(shè)備簡單，成本低，但傳輸效率低。半雙工通信意味著通信雙方可以發(fā)送和接收消息，但不能同時接收和發(fā)送消息。在半雙工通信中，兩個設(shè)備之間有兩個傳輸通道，可以輪流雙向傳輸，但不能同時傳輸。也就是說，一次只能向一個方向傳輸數(shù)據(jù)。這種方法要求每端都有一個發(fā)送設(shè)備、一個接收設(shè)備和一個用于改變數(shù)據(jù)傳輸方向的控制器。對講機(jī)、收發(fā)器等。都是這種交流方式。這種方法適用于會話終端或傳輸信道沒有足夠帶寬支持雙向信道的情況。由于通信中傳輸信道的方向需要不斷改變，控制復(fù)雜，傳輸效率極低。所謂全雙工通信是指通信雙方可以同時雙向傳輸消息的工作模式。這樣，兩個設(shè)備之間有兩條傳輸通道，數(shù)據(jù)可以同時在兩個

6、方向上傳輸。相當(dāng)于兩個相反方向的單工通信的組合。這種方式傳輸效率高，控制簡單，但成本高。同時，它要求傳輸通道有足夠的帶寬來給予充分的支持。顯然，全雙工通信的信道必須是雙向信道。生活中有很多全雙工通信的例子，比如普通電話和移動電話。通信網(wǎng)絡(luò)及與通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的設(shè)備下圖所示的通信系統(tǒng)是一個一對一的通信系統(tǒng)，它完成由點(diǎn)對點(diǎn)傳輸介質(zhì)直接連接的鏈路與兩個通信設(shè)備之間的通信，是最簡單的通信結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，不可能鋪設(shè)特殊線路，因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備之間的距離太遠(yuǎn)。此外，在許多情況下，通常有幾個設(shè)備需要相互通信。為了說明四個用戶對雙向通信的要求，必須有43=12套通信系統(tǒng)。也就是說，每個用戶應(yīng)該有三套收發(fā)設(shè)備和三套終端設(shè)備

7、與其他三個用戶通信。如下圖所示，在任何兩個通信設(shè)備之間建立直接的點(diǎn)對點(diǎn)連接顯然是不經(jīng)濟(jì)和不現(xiàn)實(shí)的。解決方案是將需要通信的多個設(shè)備通過線路連接到同一個地方，并在此處設(shè)置一個交換設(shè)備，如下圖所示。通信網(wǎng)絡(luò)的定義通信網(wǎng)絡(luò)是使用交換設(shè)備、傳輸設(shè)備、各種通信手段和一定的連接方式，將地理上分散的用戶終端設(shè)備相互連接起來，實(shí)現(xiàn)通信和信息交換的系統(tǒng)。通信網(wǎng)絡(luò)的組成完整的通信網(wǎng)絡(luò)包括硬件和軟件。硬件通常由用戶終端、交換中心和傳輸系統(tǒng)組成。軟件是指通信網(wǎng)絡(luò)完成信息傳輸和交換所需的一整套協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，包括網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)內(nèi)信令、協(xié)議和接口、技術(shù)系統(tǒng)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)和運(yùn)行支持是通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。終端設(shè)備是指

8、通信網(wǎng)絡(luò)的最外層設(shè)備。它將用戶發(fā)送的各種形式的信息轉(zhuǎn)換成適合于通過相關(guān)電信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾姶判盘柡蛿?shù)據(jù)包，反之亦然，并將從電信網(wǎng)絡(luò)接收的電磁信號、符號和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成用戶能夠識別的信息。根據(jù)位置不同，終端設(shè)備分為電信部門的公共終端設(shè)備、用戶所在位置的用戶專用終端設(shè)備和個人終端。根據(jù)功能不同，終端設(shè)備可分為電話終端(普通電話、移動電話、群組電話等)。)、非電話終端(公共電報終端、電傳終端、計算機(jī)終端、數(shù)據(jù)終端等。)，以及多功能多媒體通信終端(能夠提供至少兩種類型的信息媒體或功能的終端設(shè)備，例如可視電話、會議電視終端和com根據(jù)不同的傳輸介質(zhì)，傳輸系統(tǒng)分為有線傳輸系統(tǒng)(金屬線傳輸系統(tǒng)和光纜傳輸系統(tǒng))

9、，其通過電磁波沿有形介質(zhì)傳播來實(shí)現(xiàn)信號傳輸，以及無線傳輸系統(tǒng)(長波、短波、超短波和地面微波通信系統(tǒng)以及衛(wèi)星通信系統(tǒng))，其通過電磁波在空氣中傳播來實(shí)現(xiàn)信號傳輸。交換系統(tǒng)的本質(zhì)是交換和通信網(wǎng)絡(luò)的核心。它主要完成接入交換節(jié)點(diǎn)鏈路的收集、傳輸、連接和分配。不同電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中交換設(shè)備的性能要求不同。例如，程控電話交換網(wǎng)采用直接連接呼叫電路的電路交換方式。計算機(jī)通信的數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式。1.3.3路由的概念是指在網(wǎng)絡(luò)中任意兩個交換中心之間建立的呼叫連接或傳輸信息的方式。例如：A-B、B-C、a-b-c、A、B、C、1.3.4根據(jù)運(yùn)行模式對通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類：公共網(wǎng)絡(luò)和專用網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)服務(wù)和使用范圍：

10、本地網(wǎng)、本地網(wǎng)、長途網(wǎng)和國際網(wǎng)。根據(jù)不同的業(yè)務(wù)范圍：電話網(wǎng)、電報網(wǎng)、傳真網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等。根據(jù)不同的傳輸介質(zhì)：有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)。所謂有線網(wǎng)絡(luò)是指傳輸介質(zhì)為架空明線、電纜、光纜等的通信網(wǎng)絡(luò)。它的特點(diǎn)是媒介可以被看見和觸摸。所謂的無線網(wǎng)絡(luò)指的是這樣一種通信網(wǎng)絡(luò)，其中用于傳輸消息的介質(zhì)是不可見和無形的介質(zhì)(例如電磁波)。有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)主要包括電纜、明線和光纜。無線網(wǎng)絡(luò)包括移動通信、無線尋呼、衛(wèi)星通信等。根據(jù)傳輸信號的不同：數(shù)字網(wǎng)絡(luò)、模擬網(wǎng)絡(luò)和數(shù)?；旌暇W(wǎng)絡(luò)。根據(jù)通信設(shè)備的工作頻率，通信系統(tǒng)可分為長波通信、中波通信、短波通信和微波通信。根據(jù)通信者是否移動，通信可以分為移動通信和固定通信。移動通信意味著雙方中至少有一方在移動中交換信息。根據(jù)通信對象的位置，可分為地面通信、空對空通信、深空通信和水下通信。根據(jù)調(diào)制方式根據(jù)是否采用調(diào)制，通信系統(tǒng)可分為基帶傳輸和頻帶(調(diào)制)傳輸?；鶐鬏斒俏凑{(diào)制信號的直接傳