网络通信1

信 源 调制器 信道 解调器 信
噪声 发端
收端
计算机网络通信原理——概论
数字通信系统
• 信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统， 信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统， 分为三类： 分为三类：
• 1. 数字频带传输通信系统 • 进行模/ 进行模/数转换 • 进行差错检验 数据压缩和加密 和纠错
2. 数字基带传输通信系统 3. 模拟信号数字化传输通信系统
信 源 信 宿
噪声 计算机网络通信原理——概论
数字通信系统的特点
优点： 优点：
• • • • • • 抗噪声性能好:信号的取值只有两个,容易判别和处理。 抗噪声性能好:信号的取值只有两个,容易判别和处理。 差错可控: 通信中出现的差错可通过纠错编码技术来控制。 差错可控: 通信中出现的差错可通过纠错编码技术来控制。 保密性好: 与模拟信号相比更容易加密和解密。 保密性好: 与模拟信号相比更容易加密和解密。 易于与现代技术相结合。 易于与现代技术相结合。
计算机网络通信原理——概论
通信技术发展概况
• 借助电信号实现从一地向另一地进行消息传递的 通信（电信）的历史可追溯到17世纪初期 世纪初期。 通信（电信）的历史可追溯到 世纪初期。 • 从1600～1750年研究电磁现象开始到 世纪40 ～ 年研究电磁现象开始到19世纪 年研究电磁现象开始到 世纪 年代，为通信理论基础准备阶段。 年代，为通信理论基础准备阶段。 • 从19世纪 年代开始通信才进入实用阶段。 世纪40年代开始通信才进入实用阶段。 世纪 年代开始通信才进入实用阶段
2. 按调制方式
– 基带传输和频带传输。 基带传输和频带传输。
3. 按信道中所传信号
– 数字通信和模拟通信。 数字通信和模拟通信。
计算机网络通信原理——概论
通信系统的分类
4.
–
按传输介质
有线通信和无线通信。 有线通信和无线通信。
5.
–
按工作频段
根据通信设备的工作频率不同，通常可分为长波通 根据通信设备的工作频率不同， 中波通信、短波通信、微波通信等。 信、中波通信、短波通信、微波通信等。
计算机网络通信原理——概论
数据通信中的主要技术问题
1. 信道与噪声 信道与噪声
– 信道和噪声都是通信中必须涉及的基本问题，包括信道的概念、 信道和噪声都是通信中必须涉及的基本问题，包括信道的概念、 涉及的基本问题 常用信道的特性及对所传信道的影响， 常用信道的特性及对所传信道的影响，克服不良信道特性的办 法等。 法等。
计算机网络通信原理——概论
数据通信中的主要技术问题
3. 数字基带传输技术 数字基带传输技术
– – – 信号传输码型 码间串扰问题 实现无码间串扰传输的理想条件及减少码间串扰的部分响应系 统和均衡技术。 统和均衡技术。
4. 数字频带传输技术 数字频带传输技术
– 数字频带传输技术主要是指数字通信系统的核心技术之一—— 数字频带传输技术主要是指数字通信系统的核心技术之一 数字调制/解调技术，是将输入的数字信号（基带数字信号） 数字调制 解调技术，是将输入的数字信号（基带数字信号）变 解调技术 换为适合于信道传输的频带信号。 换为适合于信道传输的频带信号。
– 移动通信和固定通信； 移动通信和固定通信；
9. 按通信方式
– 单工、单双工、双工通信等。 单工、单双工、双工通信等。
计算机网络通信原理——概论
第一章 概论
1. 通信的基本概念 2. 通信系统的组成与分类 3. 数据通信涉及的主要技术 4. 信息及其度量 5. 数据通信系统的主要性能指标 6. 制定数据通信标准的机构
缺点： 缺点：
频带利用率不高，数字信号占用的频带宽。 频带利用率不高，数字信号占用的频带宽。 需要严格的同步系统，故设备复杂、成本高、体积较大。 需要严格的同步系统，故设备复杂、成本高、体积较大。
计算机网络通信原理——概论
通信系统的分类
1. 按通信业务
– 电报、电话、传真、可视电话、无线寻呼等。 电报、电话、传真、可视电话、无线寻呼等。
计算机网络通信原理——概论
通信的实用阶段
• 1. 3. 2. • • • • • • • • 实用阶段大致可划分为三个阶段： 实用阶段大致可划分为三个阶段： 通信的初级阶段 现代通信阶段 近代通信阶段 从1838年摩尔斯发明有线电报到程控数字交换 年香农提 20世纪 年摩尔斯发明有线电报到 世纪80年代 世纪 年代光纤通信系统等投入 年代， 世纪 年摩尔斯发明有线电报到1948年香农提 年代 商用通信卫星、 年到20世纪 从1948年到 ，商用通信卫星、 年到 世纪80年代光纤通信系统等投入 出信息论， 多年； 出信息论，共110年； 机、光纤通信系统等陆续投入使用，至今共 使用，共30多年 年 多年； 使用光纤通信系统等陆续投入使用，至今共20 ， 多年； 多年； 主要是有线通信、无线通信、广播电视、 、彩 主要是有线通信、无线通信、广播电视、雷达和 主要是通信统计理论、数字传输理论及技术、 主要是通信统计理论、数字传输理论及技术 微波通信等方面的发展； 微波通信等方面的发展； 、移动通信、多媒体 主要是卫星通信、光纤通信、移动通信、 主要是卫星通信、光纤通信 色电视、卫星通信等方面的发展； 色电视、卫星通信等方面的发展； 通信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 通信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 此阶段以模拟通信为主。 此阶段以模拟通信为主。 此阶段模拟通信用于普通产品， 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高 目前通信系统的发展的战略方向是数字化 数字化、 目前通信系统的发展的战略方向是数字化、综合 端产品。 端产品。 宽带化、个人化和智能化。 化、宽带化、个人化和智能化。
第一章 绪论
1. 通信的基本概念 2. 通信系统的组成与分类 3. 数据通信涉及的主要技术 4. 信息及其度量 5. 通信系统的主要性能指标 6. 制定数据通信标准的机构
计算机网络通信原理——概论
通信的基本概念
• 通信（Communication）是把消息从一地有效地传递到 通信（ ） 另一地，即消息的时空转移。 另一地，即消息的时空转移。 • 古代战场的“点烽火”可能是最原始的通信方式。 古代战场的“点烽火”可能是最原始的通信方式。 • 手势、旗语、语言、电报、电视、广播、互联网和各种通 手势、旗语、语言、电报、电视、广播、 信网等都是消息传递和信息交流的方式和手段。 信网等都是消息传递和信息交流的方式和手段。 • 在现代通信系统中，通常需要利用电子等技术手段，借助 在现代通信系统中，通常需要利用电子等技术手段， 光信号实现消息的传递和交换。 电/光信号实现消息的传递和交换。 光信号实现消息的传递和交换 • 无线、全IP和光交换是下一代通信网发展的重点方向。 无线、 和光交换是下一代通信网发展的重点方向。 和光交换是下一代通信网发展的重点方向
– 差错控制编码 译码，属信道编码之范畴。 差错控制编码/译码，属信道编码之范畴。 译码 – 信道编码技术主要研究检错、纠错码概念及基本实现 信道编码技术主要研究检错、 方法。 方法。
计算机网络通信原理——概论
数据通信中的主要技术问题
计算机网络通信原——概论
数据通信中的主要技术问题
5. 数字同步技术 数字同步技术
– 同步就是使系统的收发两端在时间上保持步调一致。 同步就是使系统的收发两端在时间上保持步调一致。 – 同步的主要内容有载波同步、位同步、帧同步以及网 同步的主要内容有载波同步、位同步、 同步。 同步。
6. 差错控制编码技术 差错控制编码技术
2. 数字终端技术 数字终端技术
– – – – 发端、收端对信号进行处理过程中所涉及的技术： 发端、收端对信号进行处理过程中所涉及的技术： 模拟信号数字化问题中的信源编码/译码； 模拟信号数字化问题中的信源编码 译码； 译码 数据压缩处理，语音压缩编码技术； 数据压缩处理，语音压缩编码技术； 数字复接技术等。 数字复接技术等。
信 源 发送设备 信道 接收设备
噪声
•把各种 把各种 消息转换 成原始电 信号
收端
发端
•对原始信号 对原始信号 完成某种变 换，使之适 合在信道中 传输
•信号传输的 信号传输的 通道， 通道，提供 了信源与信 宿之间在电 气上的联系
•把接收到 把接收到 的信号反 变换， 变换，转 换成原始 电信号
•将复原的 将复原的 原始电信 号转换成 相应的消 息
计算机网络通信原理——概论
通信技术的发展
1. 光纤通信 • • 光纤通信具有容量大、成本低等优点，且不怕电磁干扰， 光纤通信具有容量大、成本低等优点，且不怕电磁干扰， 与同轴电缆相比可以大量节约有色金属和能源。 与同轴电缆相比可以大量节约有色金属和能源。 自1977年世界上第一个光纤通信系统在芝加哥投入运行 年世界上第一个光纤通信系统在芝加哥投入运行 以来，光纤通信发展极为迅速，新器件、新工艺、 以来，光纤通信发展极为迅速，新器件、新工艺、新技 术不断涌现，性能日臻完善。 术不断涌现，性能日臻完善。 由于长波长激光器和单模光纤的出现 ，使每芯光纤通话 路数可高达百万路，中继距离将达到100 km，市话中继 路数可高达百万路，中继距离将达到 ， 光纤成本也连续大幅度下降。 光纤成本也连续大幅度下降。
• 注意：在计算机通信系统中，实际通信过程是双向的。 注意：在计算机通信系统中，实际通信过程是双向的。
计算机网络通信原理——概论
模拟通信系统
• 信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统. 信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统. • 它包含两种重要变换，一是把原始消息变为电信 它包含两种重要变换， 号，二是把不适合传输的基带信号通过调制器转 换成频带信号； 换成频带信号；同时两种变换在收端都要经过反 变换。 变换。
•
•
计算机网络通信原理——概论
通信技术的发展
3. 移动通信 • 移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段， 移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段， 它是随着汽车、飞机、轮船、 它是随着汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而 同步发展起来的。 同步发展起来的。 近10年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下，移动 年来， 年来 在微电子技术和计算机技术的推动下， 通信从过去简单的无线对讲或广播方式发展成为一个把 有线、 无线融为一体，固定、移动相互连通的全国规模， 有线、 无线融为一体，固定、移动相互连通的全国规模， 甚至全球范围的通信系统。 甚至全球范围的通信系统。 移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化。 移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化。 数字化