第1章1.3通信技术入门祥解.ppt

1.3 通信技术入门 1.3.1 通信的基本原理 1.3.2 模拟通信与数字通信 1.3.3 光纤通信和无线通信 1.3.4 移动通信 1.3.1 通信的基本原理 什么是通信(communication)？ 广而言之，通信就是信息的(远距离)传递与交流 现代通信——使用电波或光波传递信息的技术，也称为电信（telecommunication），如电报、电话、传真、电子邮件、BBS、QQ等 对通信系统的一般要求 远距离：传输距离要远 低成本：传输成本要低 高速度：从发生到接收延迟时间要短 可靠：传输的信息不能有错误 方便：任何时间和地点都能通信 安全：传输的信息要必威体育官网网址，不能泄漏 通信系统的模型 通信的三要素： 模拟信号与数字信号 通信系统中被传输的信息必须转换成某种电信号(或光信号) 才能进行传输 模拟信号如何传输？ 近距离传输： 直接传输 (如：MP3播放器 －耳机 ；计算机输出信号－ 投影仪) 远距离传输： 通过载波来传输模拟信号(如：广播电台－收音机) 什么是载波？ 研究发现，高频振荡的正弦波信号在长距离通信中能够比其他信号传送得更远。因此若把高频振荡的正弦波信号作为携带信息的载波，把模拟信号放在(调制在)载波上传输，则可比直接传输远得多 模拟信号如何进行载波传输？ —— 三种调制方法 数字信号如何传输？ 近距离传输方法——基带传输 近距离传输时：不加处理直接进行（如：USB连接） 较长距离传输：需作码型转换（如：以太网中传输数字信号） 数字信号的三种调制方法 小结1: 远距离通信必须使用MODEM 怎样实现低成本传输？ 分析： 通信系统中，传输线路的建设和维护成本占整个系统成本的相当大的份额 一条传输线路（铜线、光纤、无线电波）的容量通常远超过传输1路用户信号所需的能力 采用的技术——多路复用技术(Multiplexing) 多路信号使用同一条传输线同时进行传输 方法： 频分多路复用（FDM） 时分多路复用（TDM） 波分多路复用（WDM） 频分多路复用(Frequency Division Multiplexing, FDM) 思想：将每个通信终端发送的信号调制在不同频率的载波上，通过频分多路复用器(MUX)将它们复合成为一个信号，然后在同一传输线路上进行传输。抵达接收端之后，借助分路器(DEMUX)把不同频率的载波分离出来，送到不同的接收设备 工作原理： 频分多路复用举例1 广播电台节目的发送与接收 时分多路复用(Time Division Multiplexing, TDM) 思想：各通信终端（计算机、电话）以规定的顺序和时间轮流使用同一传输线路进行数据传输 工作原理： 1.3.2 模拟通信与数字通信 模拟通信 信源产生的模拟信号直接进行传输或者通过对载波调制后进行传输的通信技术称为模拟通信技术 应用： (传统的)有线载波电话 无线电广播 电视（卫星电视、数字有线电视除外） 优点：历史长，技术成熟，结构简单，成本低 缺点：在信号的调制和传输过程中易受噪声干扰，传输质量不够稳定 趋势：已经越来越多地被数字通信所取代 什么是数字通信？ 将信源产生的模拟信号转换为数字信号（或信源直接产生数字信号）之后，直接进行传输或通过用数字信号对载波进行数字调制来传输信息的技术称为数字通信 数字通信技术的优点： 抗干扰能力强，差错可控制，无噪声积累，传输质量高 灵活性好，能适应多种应用需求，声音、图像、数据均可传输 传输的数字信号可以直接由计算机进行存储、管理和处理 数字信号的加密比模拟信号容易，所以通信的安全性高 数字电路容易用超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化、微型化，也降低了功耗 1.3.3 光纤通信与无线通信 传输介质的类型与特点 双绞线和同轴电缆 原理：利用电流(电压)传输信息 双绞线分类 3类线(10 Mb/s)；5类线(100Mb/s)； 6类线(200Mb/s) 无屏蔽双绞线 (UTP)；屏蔽双绞线 (STP) 光纤与光缆 光导纤维（光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去） 光纤通信原理 波分多路复用(Wave Division Multiplexing, WDM) 为提高传输效率，1根光纤中可以同时传输几种不同波长的光波，每种光波各自传输自己所携带的信息，速率可达到 40G-100Gbit/s 原理： 光纤通信的发展与应用 从上世纪80年代起，世界各国开始大规模铺设光纤通信线路，光纤传输网已经成为几乎所有现代通信的基础平台 高速光纤数字传输线路采用统一的国际标准，称为同步数字系列(SDH)，又称为同步光纤网(SONET)，它既是电话和有线电视的骨干传输网，又是计算机网络的骨干网 SDH