通信系统原理教程 第一章
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通信系统原理教程(第二版)(王兴亮)第1-3章章 (1)
第1章 绪 论 图1-6 点对点的数字频带传输通信系统模型
第1章 绪 论 2. 数字基带传输通信系统 与频带传输系统相对应，我们把没有调制器/解调器的数字 通信系统称为数字基带传输通信系统， 其模型如图1-7所示。
图1-7 数字基带传输通信系统模型
第1章 绪 论
3.
上面论述的数字通信系统中，信源输出的信号均为数字基带 信号。实际上，在日常生活中，大部分信号(如语音信号)为连续 变化的模拟信号，要实现模拟信号在数字系统中的传输，则必须 在发送端将模拟信号数字化，即进行A/D转换；在接收端需进行相 反的转换，即D/A转换。实现模拟信号数字化传输的通信系统模型 如图1-8所示。
第1 章
绪论 表 1-3 常用的调制方式
第1章 绪 论
1.2.3 通信的方式
1. 按消息传送的方向与时间分类
通常，如果通信仅在点对点之间进行或一点对多点之间进行， 那么，按消息传送的方向与时间不同，通信的工作方式可分为单 工通信、 半双工通信及全双工通信。
所谓单工通信，是指消息只能单方向进行传输的一种通信方 式，如图1-1（a）所示。单工通信的例子很多，如广播、 遥控、 无线寻呼等。这里，信号(消息)只能从广播发射台、 遥控器和无 线寻呼中心分别传到收音机、 遥控对象和寻呼机上。
第1章 绪 论
图1-1 按消息传送的方向和时间划分的通信方式 （a） 单工方式； (b) 半双工方式； (c) 全双工方式
第1章 绪 论
2.
在数字通信中，按照数字信号排列的顺序不同， 可将通信 方式分为串序传输和并序传输。所谓串序传输，是指将代表信息 的数字信号序列按时间顺序一个接一个地在信道中传输的通信方 式，如图1-2(a)所示；如果将代表信息的数字信号序列分割成两 路或两路以上的数字信号序列同时在信道上传输， 则称为并序 传输， 如图1-2(b)所示。
通信原理第1章全书课件
“烽火戏诸侯”的故事就是古代应用光通信的见证，
它证明光通信在中国的应用至少可以追溯到公元前800
年。
二、鸿雁传书
“鸿雁传书”的典故，出自《汉书·苏武传》中“苏武牧羊”的故 事。据载，汉武帝天汉元年（公元前100年），汉朝使臣中郎将苏武出 使匈奴被鞮侯单于扣留，他英勇不屈，单于便将他流放到北海（今贝 加尔湖）无人区牧羊。19年后，汉昭帝继位，汉匈和好，结为姻亲。 汉朝使节来匈，要求放苏武回去，但单于不肯，却又说不出口，便谎 称苏武已经死去。后来，汉昭帝又派使节到匈奴，和苏武一起出使匈 奴并被扣留的副使常惠，通过禁卒的帮助，在一天晚上秘密会见了汉 使，把苏武的情况告诉了汉使，并想出一计，让汉使对单于讲：“汉 朝天子在上林苑打猎时，射到一只大雁，足上系着一封写在帛上的信， 上面写着苏武没死，而是在一个大泽中。”汉使听后非常高兴，就按 照常惠的话来责备单于。单于听后大为惊奇，却又无法抵赖，只好把 苏武放回。
8. 控制系统设计和测试。
MATLAB/SystemView 通信原理实验与系统仿真 （第2版） 曹雪虹 杨洁 童莹 编著 清华大学出版社
四、考查方式
• 综合成绩按照平时成绩占60%、期末卷面成绩占40% 算；
• 平时成绩包括签到、课堂互动、章节测验、作业等环 节；
• 期末卷面成绩做为期末成绩，题型分别为判断题、选 择题、填空题、综合题。判断题、选择题和填空题主 要源于学习通发布的章节测验，综合题主要源于课上 讲解的例题和课下布置的作业题；
古代通信
一、烽火传军情
“烽火”是我国古代用以传递边疆军事情报的一种 通信方法，始于商周，延至明清，相习几千年之久，其 中尤以汉代的烽火组织规模为大。在边防军事要塞或交 通要冲的高处，每隔一定距离建筑一高台，俗称烽火台， 亦称烽燧、墩堠、烟墩等。高台上有驻军守候，发现敌 人入侵，白天燃烧柴草以“燔烟”报警，夜间燃烧薪柴 以“举烽”（火光）报警。一台燃起烽烟，邻台见之也 相继举火，逐台传递，须臾千里，以达到报告敌情、调 兵遣将、求得援兵、克敌制胜的目的。
通信原理课件
通信原理讲义第一章 绪论1．1 通信系统的组成 1．1．1 通信一般系统模型点对点通信模型：反映了通信系统的共性。
1．1．2 模拟通信与数字通信● 消息可以分成两类 离散消息：消息的状态是可数的或离散型的（如符号、文字等），也称为数字消息。
连续消息：状态连续变化的消息（如语音、图像），也称为模拟消息。
● 消息与电信号之间必须建立单一的对应关系。
通常，消息被载荷在电信号的某以参量上。
数字信号：电信号的参量携带离散消息，该参量离散取值。
模拟信号：电信号的参量携带连续消息，参量连续取值。
● 相应的通信系统分成两类 数字通信系统模拟通信系统● 模拟信号与数字信号之间可以相互转换在信息源中使用模-数（数-模）转换器，接受端使用数-模（模-数）转换器。
● 数字通信比模拟通信更能适应对通信技术越来越高的要求 （1） 数字传输的抗干扰能力强，中继时可以消除噪声的积累； （2） 传输差错可以控制；（3） 便于使用现代数字信号处理技术对信息进行处理；（4） 易于加密处理；（5） 可以综合传递各种消息，增强系统功能。
● 模拟通信系统模型（点对点）基带信号：携带信息，但具有频率很低的频谱分量，不适宜传输的原始电信号。
已调信号：基带信号经过调之后转换成其频带适合信道传输的信号，也称频带信号。
调制器：将基带信号转变为频带信号的设备。
解调器：将频带信号转变为基带信号的设备。
模拟通信强调变换的线性特性，既已调参量与基带信号成比例。
● 数字通信系统模型（点对点） 强调已调参量与基带信号之间的一一对应。
数字通信需要解决的问题：（2） 编码与解码：通过差错控制编码消除噪声或干扰造成的差错； （3） 加密和解密：对基带信号进行人为“搅乱”；（4） 同步：发送和接收节拍一致，包括：位同步（码元同步）和群同步、帧同步、句同步或码组同步。
数字通信模型：同步环节的位置不固定，图中没有出现。
消息消息数字基带传输模型：●数字通信的缺点 比模拟通信占据更宽的频带。
通信系统原理概述ppt课件
2.近代： 1820年：安培发明电报通信，近代数字通信的 开始。 1838年：莫尔斯将电报通信推向实用。 1876年：贝尔发明电话，模拟通信的开始。
5
周幽王骄奢淫逸，自从得到褒国进献的美女褒姒后，封为宠妃，整天 沉溺于佳丽之中，朝政荒废。褒姒美艳无比，但生性不笑，面对宫中 玉宇琼楼，锦衣玉食，她毫无悦色。幽王欲睹褒姒笑容，大臣们想尽 千方百计始终不得效果。一天幽王出游骊山，佞臣虢（guo）石父献 出烽火戏诸葛侯拙劣计策，幽王决意一试，遂命点燃烽火。各路诸侯 见烽火报警，以为京城出现敌情。迅速整装带兵而至。见君臣安然无 恙，且游兴正浓，感到莫名其妙。问其原因，对方笑而不答。看到这 种场面，褒姒忍不住开怀大笑。看到褒姒终于开了笑口，而且笑时姿 态更美，昏君乐得忘乎所以。风尘仆仆的诸侯终于明白，烽火报警， 调兵遣将，原本为博宠妃欢心。王命如山，无可奈何，只得怏怏离去。 但事隔不久，犬戎果真来犯，虽然点起了烽火，却无援兵赶到。原来 各诸侯以为周幽王又是故伎重演。结果都城被攻下，褒姒被抢走了， 周幽王也被杀死了，从此西周灭亡了。
1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，一批科 学家和政府官员聚精会神地注视着莫尔斯，只见他亲手操纵着电报机， 随着一连串的“点”、“划”信号的发出，远在64公里外的巴尔的 摩城收到由“嘀”、“嗒”声组成的世界上第一份电报。第一封电报 的内容是圣经的诗句："上帝创造了何等的奇迹"。
11
1.1 通信的发展
贝尔 （1847-1922） 美国电话发明者
12
1.1 通信的发展
1876年3月10日，美 国发明家贝尔发明世界上 第一部电话，并获美国专 利局批准的电话专利。这 是2005年8月11日拍摄的 美国新泽西州默里山贝尔 实验室博物馆内的世界第 一部电话。
5
周幽王骄奢淫逸，自从得到褒国进献的美女褒姒后，封为宠妃，整天 沉溺于佳丽之中，朝政荒废。褒姒美艳无比，但生性不笑，面对宫中 玉宇琼楼，锦衣玉食，她毫无悦色。幽王欲睹褒姒笑容，大臣们想尽 千方百计始终不得效果。一天幽王出游骊山，佞臣虢（guo）石父献 出烽火戏诸葛侯拙劣计策，幽王决意一试，遂命点燃烽火。各路诸侯 见烽火报警，以为京城出现敌情。迅速整装带兵而至。见君臣安然无 恙，且游兴正浓，感到莫名其妙。问其原因，对方笑而不答。看到这 种场面，褒姒忍不住开怀大笑。看到褒姒终于开了笑口，而且笑时姿 态更美，昏君乐得忘乎所以。风尘仆仆的诸侯终于明白，烽火报警， 调兵遣将，原本为博宠妃欢心。王命如山，无可奈何，只得怏怏离去。 但事隔不久，犬戎果真来犯，虽然点起了烽火，却无援兵赶到。原来 各诸侯以为周幽王又是故伎重演。结果都城被攻下，褒姒被抢走了， 周幽王也被杀死了，从此西周灭亡了。
1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，一批科 学家和政府官员聚精会神地注视着莫尔斯，只见他亲手操纵着电报机， 随着一连串的“点”、“划”信号的发出，远在64公里外的巴尔的 摩城收到由“嘀”、“嗒”声组成的世界上第一份电报。第一封电报 的内容是圣经的诗句："上帝创造了何等的奇迹"。
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1.1 通信的发展
贝尔 （1847-1922） 美国电话发明者
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1.1 通信的发展
1876年3月10日，美 国发明家贝尔发明世界上 第一部电话，并获美国专 利局批准的电话专利。这 是2005年8月11日拍摄的 美国新泽西州默里山贝尔 实验室博物馆内的世界第 一部电话。
通信原理课件第1章绪论资料
的－－差错可控：检错、纠错； ●易加密（进行人为的扰乱）； ●易于与现代技术相结合（数字终端、计算机等）。
（4）数字通信需要解决的问题： ●差错可控：通过信道编码实现（第11章） ； ●加密：通过加密、解密实现； ●节拍一致：位同步/帧同步（第13章） 。
2020/10/13
通信原理
14
第1章 绪论
通信原理电子教案
西北工业大学
2009.2
第1章 绪论
第1章 绪论
本章主要介绍通信的基本概念，目的对通信的基本概念、 术语以及本课程所要研究的主要对象有一个初步了解。是 通信原理与技术的基础。 研究内容： ➢ 1.1 引言 ➢ 1.2 通信系统的组成 ➢ 1.3 通信系统分类及通信方式 ➢ 1.4 信息及其度量 ➢ 1.5 主要性能指标
●传输电信号的通信系统为电信通信系统，常简称之通 信系统。
2020/10/13
通信原理
5
第1章 绪论
通信的再定义： 利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）
实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。
2020/10/13
通信原理
6
第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
（5）分类 ●数字基带传输通信系统（第6章） ●数字频带传输通信系统（第7、8章） ●模拟信号的数字传输系统（第9章）
2020/10/13
通信原理
15
第1章 绪论
1. 数字频带传输通信系统
－－数字通信系统的一般模型
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数
字 调
信道
制
数 字 解 调
信 道 译
（4）数字通信需要解决的问题： ●差错可控：通过信道编码实现（第11章） ； ●加密：通过加密、解密实现； ●节拍一致：位同步/帧同步（第13章） 。
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通信原理
14
第1章 绪论
通信原理电子教案
西北工业大学
2009.2
第1章 绪论
第1章 绪论
本章主要介绍通信的基本概念，目的对通信的基本概念、 术语以及本课程所要研究的主要对象有一个初步了解。是 通信原理与技术的基础。 研究内容： ➢ 1.1 引言 ➢ 1.2 通信系统的组成 ➢ 1.3 通信系统分类及通信方式 ➢ 1.4 信息及其度量 ➢ 1.5 主要性能指标
●传输电信号的通信系统为电信通信系统，常简称之通 信系统。
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通信原理
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第1章 绪论
通信的再定义： 利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）
实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。
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通信原理
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第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
（5）分类 ●数字基带传输通信系统（第6章） ●数字频带传输通信系统（第7、8章） ●模拟信号的数字传输系统（第9章）
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通信原理
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第1章 绪论
1. 数字频带传输通信系统
－－数字通信系统的一般模型
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数
字 调
信道
制
数 字 解 调
信 道 译
通信原理第一章PPT课件
2010年12月17日 19
2.6 通信系统的性能 续） 通信系统的性能(续
数字系统 传输速率（传码率）：每秒钟传送码元的数目。 传输速率（传码率）：每秒钟传送码元的数目。 ）：每秒钟传送码元的数目 单位---波特 单位 波特(B) 波特 传输速率（传信率）：每秒钟传送的信息量。 传输速率（传信率）：每秒钟传送的信息量。 ）：每秒钟传送的信息量 单位---比特 秒 单位 比特/秒(bit/s) 比特 误比特率： 误比特率：Pe =
2010年12月17日
9
2.2.2 通信系统
1. 信源：连续信源->模拟信号 信源：连续信源 模拟信号 离散信源->符号序列， 离散信源 符号序列，数字信号 符号序列 2. 信号处理：预处理，数字化， 信号处理：预处理，数字化，转换
3. 发送与接收 4. 传输媒质：声波，电磁波，光波 传输媒质：声波，电磁波， 电缆，光缆， 电缆，光缆，无线电波等 5. 通信网络与信令
1.3 学好通信的经验
选修几门基础课程
信号与系统 随机过程 通信系统原理 通信电路原理 卫星通信 移动通信 信源编码 信道编码 应用信息论
自学
2010年12月17日
5
1.4 教学内容和重点
《现代通信原理》将以通信系统为背景，主要 现代通信原理》将以通信系统为背景， 讲述通信系统和通信技术的基本原理。内容包括： 讲述通信系统和通信技术的基本原理。内容包括： 通信系统基本概念、随机信号分析、信道、 通信系统基本概念、随机信号分析、信道、数字 信号的基带传输、频带传输、 信号的基带传输、频带传输、模拟信号的数字传 数字信号的最佳接收、 输、数字信号的最佳接收、差错控制编码及同步 原理等 原理等。 重点以数字通信为主，以上内容作为电信类学 重点以数字通信为主， 生必须掌握的知识， 生必须掌握的知识，以作为进一步深入该领域学 生的先修知识。 生的先修知识。
2.6 通信系统的性能 续） 通信系统的性能(续
数字系统 传输速率（传码率）：每秒钟传送码元的数目。 传输速率（传码率）：每秒钟传送码元的数目。 ）：每秒钟传送码元的数目 单位---波特 单位 波特(B) 波特 传输速率（传信率）：每秒钟传送的信息量。 传输速率（传信率）：每秒钟传送的信息量。 ）：每秒钟传送的信息量 单位---比特 秒 单位 比特/秒(bit/s) 比特 误比特率： 误比特率：Pe =
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2.2.2 通信系统
1. 信源：连续信源->模拟信号 信源：连续信源 模拟信号 离散信源->符号序列， 离散信源 符号序列，数字信号 符号序列 2. 信号处理：预处理，数字化， 信号处理：预处理，数字化，转换
3. 发送与接收 4. 传输媒质：声波，电磁波，光波 传输媒质：声波，电磁波， 电缆，光缆， 电缆，光缆，无线电波等 5. 通信网络与信令
1.3 学好通信的经验
选修几门基础课程
信号与系统 随机过程 通信系统原理 通信电路原理 卫星通信 移动通信 信源编码 信道编码 应用信息论
自学
2010年12月17日
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1.4 教学内容和重点
《现代通信原理》将以通信系统为背景，主要 现代通信原理》将以通信系统为背景， 讲述通信系统和通信技术的基本原理。内容包括： 讲述通信系统和通信技术的基本原理。内容包括： 通信系统基本概念、随机信号分析、信道、 通信系统基本概念、随机信号分析、信道、数字 信号的基带传输、频带传输、 信号的基带传输、频带传输、模拟信号的数字传 数字信号的最佳接收、 输、数字信号的最佳接收、差错控制编码及同步 原理等 原理等。 重点以数字通信为主，以上内容作为电信类学 重点以数字通信为主， 生必须掌握的知识， 生必须掌握的知识，以作为进一步深入该领域学 生的先修知识。 生的先修知识。
通信原理课件第1章 绪论
2021/1/17
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1.2.3 数字通信系统模型
1.数字通信系统模型
信
信
数
数信
信
信
源
加
道
字
信
字
道
解
源
信
编
编
调
解译
译
源
码
密
码
制
道
调
码
密
码
宿
器
器
器
器器
器
噪声源
图1.3 数字频带通信系统模型 ★ 一般数字通信系统的收端要有同步的功能
2021/1/17
7
2. 数字通信的优点
（1） 抗干扰能力强，可多次再生，无噪声积累； （2）自动检错、纠错，降低误码率，提高传输质量； （3）便于对信息处理、变换、存储； （4）设备便于集成化、小型化； （5）便于加密处理，保密性好。
2021/1/17
发
接
送
收
设
设
备
备
(a)串行传输
发
接
送
收
设
设
备
备
（b）并行传输
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3.按同步方式分类
按同步方式的不同，可分为同步通信和异步通信。
同步通信——是指在约定的通信速率下， 发送端和接收 端的时钟信号频率始终保持一致。“同步通信”的通信 双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频 率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。 异步通信——是指通信中两个字符之间的时间间隔是不 固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。
消息中所含信息量的大小与消息发生的概率有关。 一件事发生的概率愈小，愈使人感到意外的惊喜，在 这种情况下消息所含的信息量就愈大。 若消息出现的概率0，说明消息的信息量趋于无穷大； 若消息出现的概率1，说明消息的信息量为0。
通信原理课件-第1章-绪论
通信系统的组成
通信：就是信息传输或消息传输，是从一地 向另一地传递和交换信息。 几个基本概念
通信系统的一般模型 模拟通信系统模型和数字通信系统模型
返回
消息： 信息： 电通信： 信号：
信息的物理表现形式。如语言、文字、 数 据或图像等。
消息的内涵，即信息是消息中所包含的人 们原来不知而待知的内容。
模拟通信系统模型和数字通信系统模型
1.模拟通信系统模型 模拟通信系统：是利用模拟信号来传递信息的 通信系统。
模 拟 信 息 源 调 制 器 信 道 解 调 器 受 信 者 噪 声 源
继续
f (t)
O f (n T )
(a ) PAM 信 号
O
(b )
模拟信号波形 (a) 连续信号； (b) 抽样信号
研究目的：是利用尽可能小的通信资源，获 得尽可能高的通信质量。
第1章 绪论
研究方法： 在系统级模块级层次上将实际通信系统抽象成数学模
型，采用数学分析和计算机模拟的方法对其进行研 究，得到系统性能与系统参数之间的定量关系。 在给定系统参数的情况下，估算系统的性能（系统分 析）。 在给定系统性能要求的情况下，设计和优化系统的参 数（系统设计）。 在系统的数学模型比较复杂时，可以采用计算机模拟 仿真（如：用MATLAB软件仿真）的方法获得这些参 数之间的关系，达到优化通信系统的目的。
频带利用率η 比较不同通信系统的有效性时， 单看它们的传输速率是不够的，还应看在这样的传输
速率下所占的信道的频带宽度。所以，真正衡量数字
通信系统传输效率的应当是单位频带内的码元传输速
率，即
RB (B/Hz)
B
(1.4 - 5)
数字信号的传输带宽B取决于码元速率RB，而码 元速率和信息速率Rb有着确定的关系。为了比较不同 系统的传输效率， 又可定义频带利用率为
通信系统原理-第1章王虹
2018/9/5
2018/9/5
10
10
1.2 通信系统的组成
最基本的通信系统模型：
单路、单向、点对点形式，包括信源、发送设 备、信道、接收设备、信宿以及噪声源。
信源 发送 设备 信道 接收 设备 信宿
噪声源
2018/9/5
2018系统的组成
通信系统的工作方式： ①单工（Simplex），单向通信，如广播； ②准双工（Half-duplex），如步话机； ③全双工（Duplex），双向通信，如固定电话和移 动电话。 电话通信是一个多点到多点的通信网。 广播通信是点到多点的形式。
1.3 信道
1.3.3 恒参信道对信号传输的影响 恒参信道可以看成是一个线性时不变网络。
H () H () e j ( )
H(ω)是网络传递函数。 |H(ω)|是幅频特性,φ(ω)是相频特性。 信号通过线性系统不失真的条件：
H () Ke
jtd
其中，K是衰减常数，td是信道时延。
2018/9/5
2018/9/5
9
9
1.1 通信的历史回顾
21世纪的通信发展趋势： 宽带化、智能化、个人化和综合化。 向用户提供大容量、高速率的通信业务。 满足用户任何时间、任何地点向任何人通过声 音、数据、图像、视频等方式相互交换信息的要求。 5W：Whoever（任何人） Wherever（任何地点） Whenever（任何时间） Whomever（任何对象） Whatever（采用任何方式）
2018/9/5
23
23
1.3 信道
1.3.2 常用信道
m
22.074
17.34°
km 41756
6.卫星中继信道
731
2018/9/5
10
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1.2 通信系统的组成
最基本的通信系统模型：
单路、单向、点对点形式，包括信源、发送设 备、信道、接收设备、信宿以及噪声源。
信源 发送 设备 信道 接收 设备 信宿
噪声源
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2018系统的组成
通信系统的工作方式： ①单工（Simplex），单向通信，如广播； ②准双工（Half-duplex），如步话机； ③全双工（Duplex），双向通信，如固定电话和移 动电话。 电话通信是一个多点到多点的通信网。 广播通信是点到多点的形式。
1.3 信道
1.3.3 恒参信道对信号传输的影响 恒参信道可以看成是一个线性时不变网络。
H () H () e j ( )
H(ω)是网络传递函数。 |H(ω)|是幅频特性,φ(ω)是相频特性。 信号通过线性系统不失真的条件：
H () Ke
jtd
其中，K是衰减常数，td是信道时延。
2018/9/5
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1.1 通信的历史回顾
21世纪的通信发展趋势： 宽带化、智能化、个人化和综合化。 向用户提供大容量、高速率的通信业务。 满足用户任何时间、任何地点向任何人通过声 音、数据、图像、视频等方式相互交换信息的要求。 5W：Whoever（任何人） Wherever（任何地点） Whenever（任何时间） Whomever（任何对象） Whatever（采用任何方式）
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1.3 信道
1.3.2 常用信道
m
22.074
17.34°
km 41756
6.卫星中继信道
731
通信原理第1章18158ppt课件
通信原理第1章18158教学
通信原理
第1章 绪论
2
第1章 绪论
1. 1 通信的基本概念
通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如 语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像 等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段：
非电的：如旌旗、消息树、烽火台…
1.3.1 通信系统的分类
按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、 数据通信系统、图像通信系统 … … 按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传 输系统
调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。
按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通 信…… 按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分 12 复用
I 是 P(x) 的函数： I ＝I [P(x)] P(x) ，I ； P(x) ，I ； P(x) = 1时，I ＝ 0； P(x) = 0时，I ＝ ； I [ P ( x ) P ( x ) ] I [ P ( x )] I [ P ( x )] 1 2 1 2
8比特依次发送
01100100
0 1 1 0 0 1 0 0 串行/并行 转换器
接 收 方
优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
其他分类方式：
同步通信和异步通信 专线通信和网通信
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第1章 绪论
1.4 信息及其度量
信息：是消息中包含的有效内容 如何度量离散消息中所含的信息量?
通信原理
第1章 绪论
2
第1章 绪论
1. 1 通信的基本概念
通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：是物质或精神状态的一种反映，例如 语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像 等。 信息：是消息中包含的有效内容。 实现通信的方式和手段：
非电的：如旌旗、消息树、烽火台…
1.3.1 通信系统的分类
按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、 数据通信系统、图像通信系统 … … 按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传 输系统
调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。
按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通 信…… 按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分 12 复用
I 是 P(x) 的函数： I ＝I [P(x)] P(x) ，I ； P(x) ，I ； P(x) = 1时，I ＝ 0； P(x) = 0时，I ＝ ； I [ P ( x ) P ( x ) ] I [ P ( x )] I [ P ( x )] 1 2 1 2
8比特依次发送
01100100
0 1 1 0 0 1 0 0 串行/并行 转换器
接 收 方
优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
其他分类方式：
同步通信和异步通信 专线通信和网通信
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第1章 绪论
1.4 信息及其度量
信息：是消息中包含的有效内容 如何度量离散消息中所含的信息量?
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2011年9月1日星期四
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1.1 通信的发展
人类总离不开消息的传递和交换， 人类总离不开消息的传递和交换，远古的时候人类用表情 和动作进行信息交换，这是最原始的通信方式。 和动作进行信息交换，这是最原始的通信方式。后来人类有了 语言和文字，进一步实现了语言和文字的信息交流， 语言和文字，进一步实现了语言和文字的信息交流，尤其是文 字不但能够实时交流，还可以保存交流过的信息。此外， 字不但能够实时交流，还可以保存交流过的信息。此外，人类 还创造了许多信息传递方式，如古代的表情 动作、语言、 表情、 还创造了许多信息传递方式，如古代的表情、动作、语言、文 字、烽火台、金鼓、锦旗、驿马传令、航海用的信号灯，现代 烽火台、金鼓、锦旗、驿马传令、航海用的信号灯， 社会的电报、电话、手机、广播、电视、邮件、聊天工具、 社会的电报、电话、手机、广播、电视、邮件、聊天工具、互 联网等，这些都是消息传递的方式或信息交流的手段。 联网等，这些都是消息传递的方式或信息交流的手段。这些语 消息， 信息是 文字、数据或图像本身不是信息而被称为消息 言、文字、数据或图像本身不是信息而被称为消息，而信息是 消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。 消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。
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4. 卫星通信 卫星通信 卫星通信的特点是通信距离远， 覆盖面积广， 卫星通信的特点是通信距离远， 覆盖面积广， 不受 地理条件限制， 可以大容量传输， 建设周期短， 地理条件限制 ， 可以大容量传输 ， 建设周期短 ， 可靠性 高等。 自 1960年第一颗卫星发射成功以来 ， 卫星通信发 年第一颗卫星发射成功以来， 高等 。 年第一颗卫星发射成功以来 展特别迅猛。 目前， 卫星通信的使用范围已遍及全球， 展特别迅猛。 目前， 卫星通信的使用范围已遍及全球， 仅国际卫星通信组织就拥有数十万条话路。 仅国际卫星通信组织就拥有数十万条话路 。 卫星通信的 广泛应用，使国际间重大活动能及时得以实况转播， 广泛应用，使国际间重大活动能及时得以实况转播， 它 使全世界人与人之间的“距离”缩短。 使全世界人与人之间的“距离”缩短。
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因此，通信的根本目的在于传输含有信息的 因此，通信的根本目的在于传输含有信息的消 信息 通信”也就是“信息传输” 消息传输” 息。 “通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。 目前的通信越来越依赖利用“ 目前的通信越来越依赖利用“电”来传递消息的电 通信方式。由于电通信迅速、准确、可靠且不受时 通信方式。由于电通信迅速、准确、 间、地点、距离的限制，因而得到了迅速的发展和 地点、距离的限制， 广泛的应用。如今，在自然科学领域涉及“通信” 广泛的应用。如今，在自然科学领域涉及“通信” 这一术语时，一般是指“电通信” 这一术语时，一般是指“电通信”。
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5. 移动通信 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、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。 汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。 近10 年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下， 年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下，移动通信从过去简单的 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、 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，甚至全球范围的通信系统。 动相互连通的全国规模，甚至全球范围的通信系统。 第一代移动通信（ ） 模拟移动电话系统主要采用模拟 模拟和 第一代移动通信（1G）：模拟移动电话系统主要采用模拟和频分 多址（ 多址（FDMA）技术，属于第一代移动通信技术。模拟移动电话系统 ）技术，属于第一代移动通信技术。 的质量完全可以与固定电话媲美， 的质量完全可以与固定电话媲美，使通话双方能够清晰地听出对方的 声音。频分多址技术造成频率资源不足；保密性较差， 声音。频分多址技术造成频率资源不足；保密性较差，极易被并机盗 只能实现话音业务，无法提供丰富多彩的增值业务； 打；只能实现话音业务，无法提供丰富多彩的增值业务；网络覆盖范 围小且漫游功能差；模拟手机体积大、重量沉、样式陈旧。 围小且漫游功能差；模拟手机体积大、重量沉、样式陈旧。
《通信系统原理教程》 通信系统原理教程》
主讲： 主讲：吴向东 课时： 课时：56H
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课程简介
《通信系统原理教程》是通信工程、电子信息工程专业的一门基础 通信系统原理教程》是通信工程、 理论课。主要学习通信系统的基本知识，了解通信的基本概念， 理论课。主要学习通信系统的基本知识，了解通信的基本概念，重点 讨论模拟信号和数字信号的调制解调、数字传输、多路复用、同步、 讨论模拟信号和数字信号的调制解调、数字传输、多路复用、同步、 及差错控制编码的基本原理，侧重于信号的传输和变换原理。 传输和变换原理 及差错控制编码的基本原理，侧重于信号的传输和变换原理。是学习 通信系统和技术的必备基础和先修课程。 通信系统和技术的必备基础和先修课程。 本课程的先修课包括：概率论与数理统计、随机信号分析、信息 本课程的先修课包括：概率论与数理统计、随机信号分析、 模拟与数字电路、信号与系统、 论、模拟与数字电路、信号与系统、数字信号处理及锁相与频率合成 同时它也是雷达原理编码技术、数据通信（现代通信网）、 ）、移动 等，同时它也是雷达原理编码技术、数据通信（现代通信网）、移动 通信、光纤通信、卫星通信、程控交换原理等的基础课。 通信、光纤通信、卫星通信、程控交换原理等的基础课。 掌握了通信系统性能的分析方法， 掌握了通信系统性能的分析方法，面对书本上没有的实际的通信 系统，才能从理论上比较它们的性能， 系统，才能从理论上比较它们的性能，才能知道采取什么措施可以提 高它们的性能。 高它们的性能。
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课程的主要内容
绪论（教材第 章 绪论（教材第1章） 信号、信道及噪声（教材第 章 信号、信道及噪声（教材第2章） 模拟信号的调制与解调（教材第3章 模拟信号的调制与解调（教材第 章） 模拟信号的数字传输（教材第 章 模拟信号的数字传输（教材第7章） 数字信号基带传输（教材第4章 数字信号基带传输（教材第 章） 数字信号频带传输（教材第5章） 数字信号频带传输（教材第 章 数字信号的最佳接收（教材第 章 数字信号的最佳接收（教材第6章） ※ 数字调制新技术（教材第 章 数字调制新技术（教材第12章） 多路复用与数字复接（教材第 章 多路复用与数字复接（教材第8章） 同步系统（教材第 章 同步系统（教材第9章） 差错控制编码（教材第 章 差错控制编码（教材第10章） 伪随机序列及其编码（教材第 章 伪随机序列及其编码（教材第11章）
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基本概念 模拟信号
数字信号
※
数据传输
考 试
平时成绩（30%） 平时成绩（30%） 期末考试成绩（70%） 期末考试成绩（70%）
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第一章 绪论
1.1 通信的发展 1.2 通信的概念 1.3 通信系统 1.4 信息论基础 1.5 通信系统的主要性能指标
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通信发展简史
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通信技术的现状和发展趋势
1. 电缆通信 电缆通信 是最早发展起来的通信技术，因为实现起来比较简单， 是最早发展起来的通信技术，因为实现起来比较简单，它用于长 途通信已经有60多年的历史了 ， 在光纤和移动通信发展之前， 电话、 途通信已经有 多年的历史了， 在光纤和移动通信发展之前 ， 电话 、 多年的历史了 传真、 电报等各用户终端与交换机的连接全靠市话电缆。 传真 、 电报等各用户终端与交换机的连接全靠市话电缆 。 他曾经是 长途通信和国际通信的主要手段， 大西洋、 长途通信和国际通信的主要手段 ， 大西洋 、 太平洋均有大容量的海 底电缆。电缆通信主要采用模拟单边带调制 模拟单边带调制（ 底电缆。电缆通信主要采用模拟单边带调制（SSB）和频分多路复用 ） 自从数字电话问世以来， （FDM） ，自从数字电话问世以来，各国大力发展脉冲编码调制时 ） 分多路信号在同轴电缆中的基带传输技术， 近年来， 分多路信号在同轴电缆中的基带传输技术 ， 近年来 ， 由于光纤通信 技术的发展，同轴电缆逐渐被光纤电缆所取代。 技术的发展，同轴电缆逐渐被光纤电缆所取代。
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3. 光纤通信 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。因此， 与同轴电缆相比可以大量节约有色金属和能源 。 因此 ， 自 1977 年世界上第一个光纤通信系统在芝加哥投入运行以来， 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、新技术不断涌现， 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。 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，市话中继光纤 话路数可高达百万路，中继距离将达到 ， 成本也连续大幅度下降。 成本也连续大幅度下降。 我国近几年来光纤通信已得到了快速发展， 我国近几年来光纤通信已得到了快速发展 ， 目前光缆长度 累计近几十万km。我国已不再敷设同轴电缆， 累计近几十万 。我国已不再敷设同轴电缆，新的工程将全部 采用光纤通信新技术。 采用光纤通信新技术。
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1.1 通信的发展
人类总离不开消息的传递和交换， 人类总离不开消息的传递和交换，远古的时候人类用表情 和动作进行信息交换，这是最原始的通信方式。 和动作进行信息交换，这是最原始的通信方式。后来人类有了 语言和文字，进一步实现了语言和文字的信息交流， 语言和文字，进一步实现了语言和文字的信息交流，尤其是文 字不但能够实时交流，还可以保存交流过的信息。此外， 字不但能够实时交流，还可以保存交流过的信息。此外，人类 还创造了许多信息传递方式，如古代的表情 动作、语言、 表情、 还创造了许多信息传递方式，如古代的表情、动作、语言、文 字、烽火台、金鼓、锦旗、驿马传令、航海用的信号灯，现代 烽火台、金鼓、锦旗、驿马传令、航海用的信号灯， 社会的电报、电话、手机、广播、电视、邮件、聊天工具、 社会的电报、电话、手机、广播、电视、邮件、聊天工具、互 联网等，这些都是消息传递的方式或信息交流的手段。 联网等，这些都是消息传递的方式或信息交流的手段。这些语 消息， 信息是 文字、数据或图像本身不是信息而被称为消息 言、文字、数据或图像本身不是信息而被称为消息，而信息是 消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。 消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。
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4. 卫星通信 卫星通信 卫星通信的特点是通信距离远， 覆盖面积广， 卫星通信的特点是通信距离远， 覆盖面积广， 不受 地理条件限制， 可以大容量传输， 建设周期短， 地理条件限制 ， 可以大容量传输 ， 建设周期短 ， 可靠性 高等。 自 1960年第一颗卫星发射成功以来 ， 卫星通信发 年第一颗卫星发射成功以来， 高等 。 年第一颗卫星发射成功以来 展特别迅猛。 目前， 卫星通信的使用范围已遍及全球， 展特别迅猛。 目前， 卫星通信的使用范围已遍及全球， 仅国际卫星通信组织就拥有数十万条话路。 仅国际卫星通信组织就拥有数十万条话路 。 卫星通信的 广泛应用，使国际间重大活动能及时得以实况转播， 广泛应用，使国际间重大活动能及时得以实况转播， 它 使全世界人与人之间的“距离”缩短。 使全世界人与人之间的“距离”缩短。
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因此，通信的根本目的在于传输含有信息的 因此，通信的根本目的在于传输含有信息的消 信息 通信”也就是“信息传输” 消息传输” 息。 “通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。 目前的通信越来越依赖利用“ 目前的通信越来越依赖利用“电”来传递消息的电 通信方式。由于电通信迅速、准确、可靠且不受时 通信方式。由于电通信迅速、准确、 间、地点、距离的限制，因而得到了迅速的发展和 地点、距离的限制， 广泛的应用。如今，在自然科学领域涉及“通信” 广泛的应用。如今，在自然科学领域涉及“通信” 这一术语时，一般是指“电通信” 这一术语时，一般是指“电通信”。
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5. 移动通信 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、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。 汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。 近10 年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下， 年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下，移动通信从过去简单的 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、 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，甚至全球范围的通信系统。 动相互连通的全国规模，甚至全球范围的通信系统。 第一代移动通信（ ） 模拟移动电话系统主要采用模拟 模拟和 第一代移动通信（1G）：模拟移动电话系统主要采用模拟和频分 多址（ 多址（FDMA）技术，属于第一代移动通信技术。模拟移动电话系统 ）技术，属于第一代移动通信技术。 的质量完全可以与固定电话媲美， 的质量完全可以与固定电话媲美，使通话双方能够清晰地听出对方的 声音。频分多址技术造成频率资源不足；保密性较差， 声音。频分多址技术造成频率资源不足；保密性较差，极易被并机盗 只能实现话音业务，无法提供丰富多彩的增值业务； 打；只能实现话音业务，无法提供丰富多彩的增值业务；网络覆盖范 围小且漫游功能差；模拟手机体积大、重量沉、样式陈旧。 围小且漫游功能差；模拟手机体积大、重量沉、样式陈旧。
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主讲： 主讲：吴向东 课时： 课时：56H
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课程简介
《通信系统原理教程》是通信工程、电子信息工程专业的一门基础 通信系统原理教程》是通信工程、 理论课。主要学习通信系统的基本知识，了解通信的基本概念， 理论课。主要学习通信系统的基本知识，了解通信的基本概念，重点 讨论模拟信号和数字信号的调制解调、数字传输、多路复用、同步、 讨论模拟信号和数字信号的调制解调、数字传输、多路复用、同步、 及差错控制编码的基本原理，侧重于信号的传输和变换原理。 传输和变换原理 及差错控制编码的基本原理，侧重于信号的传输和变换原理。是学习 通信系统和技术的必备基础和先修课程。 通信系统和技术的必备基础和先修课程。 本课程的先修课包括：概率论与数理统计、随机信号分析、信息 本课程的先修课包括：概率论与数理统计、随机信号分析、 模拟与数字电路、信号与系统、 论、模拟与数字电路、信号与系统、数字信号处理及锁相与频率合成 同时它也是雷达原理编码技术、数据通信（现代通信网）、 ）、移动 等，同时它也是雷达原理编码技术、数据通信（现代通信网）、移动 通信、光纤通信、卫星通信、程控交换原理等的基础课。 通信、光纤通信、卫星通信、程控交换原理等的基础课。 掌握了通信系统性能的分析方法， 掌握了通信系统性能的分析方法，面对书本上没有的实际的通信 系统，才能从理论上比较它们的性能， 系统，才能从理论上比较它们的性能，才能知道采取什么措施可以提 高它们的性能。 高它们的性能。
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基本概念 模拟信号
数字信号
※
数据传输
考 试
平时成绩（30%） 平时成绩（30%） 期末考试成绩（70%） 期末考试成绩（70%）
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1.1 通信的发展 1.2 通信的概念 1.3 通信系统 1.4 信息论基础 1.5 通信系统的主要性能指标
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通信技术的现状和发展趋势
1. 电缆通信 电缆通信 是最早发展起来的通信技术，因为实现起来比较简单， 是最早发展起来的通信技术，因为实现起来比较简单，它用于长 途通信已经有60多年的历史了 ， 在光纤和移动通信发展之前， 电话、 途通信已经有 多年的历史了， 在光纤和移动通信发展之前 ， 电话 、 多年的历史了 传真、 电报等各用户终端与交换机的连接全靠市话电缆。 传真 、 电报等各用户终端与交换机的连接全靠市话电缆 。 他曾经是 长途通信和国际通信的主要手段， 大西洋、 长途通信和国际通信的主要手段 ， 大西洋 、 太平洋均有大容量的海 底电缆。电缆通信主要采用模拟单边带调制 模拟单边带调制（ 底电缆。电缆通信主要采用模拟单边带调制（SSB）和频分多路复用 ） 自从数字电话问世以来， （FDM） ，自从数字电话问世以来，各国大力发展脉冲编码调制时 ） 分多路信号在同轴电缆中的基带传输技术， 近年来， 分多路信号在同轴电缆中的基带传输技术 ， 近年来 ， 由于光纤通信 技术的发展，同轴电缆逐渐被光纤电缆所取代。 技术的发展，同轴电缆逐渐被光纤电缆所取代。
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3. 光纤通信 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。因此， 与同轴电缆相比可以大量节约有色金属和能源 。 因此 ， 自 1977 年世界上第一个光纤通信系统在芝加哥投入运行以来， 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、新技术不断涌现， 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。 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，市话中继光纤 话路数可高达百万路，中继距离将达到 ， 成本也连续大幅度下降。 成本也连续大幅度下降。 我国近几年来光纤通信已得到了快速发展， 我国近几年来光纤通信已得到了快速发展 ， 目前光缆长度 累计近几十万km。我国已不再敷设同轴电缆， 累计近几十万 。我国已不再敷设同轴电缆，新的工程将全部 采用光纤通信新技术。 采用光纤通信新技术。