计算机网络应用基础 第3版 王建珍 第02章 现代通信技术概述
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第二章现代通信技术概述第二章 现代通信技术概述 2.1 现代通信基本概念 2.2 移动通信 光纤通信 2.3 2.4 微波通信 卫星通信 2.5 现代通信新技术 2.6 2.1 现代通信基本概念v1. 通信系统的组成与分类 (1)通信系统的组成 通信的基本形式是在信源与信宿之间建立一个传输或 转移信息的通道。建立该通道，实现信息传递所需的一切 技术设备和传输介质的总和称为通信系统。 信道 信源 发送设备 接收设备 信宿 噪声源 图2-1 通信系统的组成 2.1 现代通信基本概念v信源、信宿和信道的基本概念 信源：产生和发送信号 信宿：接受和处理信号 信道：信源和信宿之间的传输线路和传输设备。 信道分物理信道和逻辑信道，同一物理信道 可提供多条逻辑信道，而每一逻辑信道上只允许 一路信号通过。 2.1 现代通信基本概念(2)通信系统的分类Ø 按传输媒质分类 双绞线 有线通信 同轴电缆 光纤 数据通信 短波通信 微波通信 无线通信 卫星通信 移动通信 2.1 现代通信基本概念v按工作频段即通信设备的工作频率，通信系统可分 为长波通信、中波通信、短波通信和微波通信等。v按通信业务的不同分类，通信系统可分为话务通信 和非话务通信。 v按通信者是否运动分类，通信分为移动通信和固定 通信。v按调制方式可将通信系统分为基带传输和频带传输。 常见调制方式及应用场合见课本表2-1。v按信道中所传信号的特征分为模拟通信系统与数字 通信系统。与模拟通信相比，数字通信具有许多优 点。 2.1 现代通信基本概念v 数字通信的优点： § 抗干扰能力强 图2.2 (a)模拟通信 图2.2 ( b )数字通信 2.1 现代通信基本概念 § 便于存储，便于加密处理。 声/电 模/数 加密语声 电/声 数/模 解密 语声 2.1 现代通信基本概念§ 设备便于集成化、小型化。 § 便于多路复用。§ 便于组成综合业务数字网(ISDN)。 t 1 2 3 4 0 f 2.1 现代通信基本概念v相对于模拟通信来说，数字通信主要有以下两个 缺点： § 占用频带宽。 ? 一路模拟电话信号只需4KHz带宽，而数字电话则需 64KHz，但随着光纤通信技术、窄带调制技术和数字频 带压缩技术的发展，数字通信占用带宽的问题会逐步缩 小。 § 系统设备比较复杂。 ? 数字通信中要准确地恢复信号，接收端需要严格的同步 系统，以保持接收端和发送端严格的节拍一致、编码一 致。因此，数字通信系统及设备一般都比较复杂。 2.1 现代通信基本概念2 通信方式与传输技术(1)通信方式 v按消息传送的方向与时间分为单工通信、半双工通 信及全双工通信3种。 ? 单工数据传输只支持数据在一个方向上传输，如电视网、 广播、收音机；半双工通信实际上是一种可切换方向的 单工通信，如对讲机的信号传输；全双工数据通信允许 数据同时在两个方向上传输，如电话系统。 2.1 现代通信基本概念v按照数字信号代码排列顺序不同，可将通信方式 分为串行传输和并行传输， … N+1 1 发 接 发 接 … N+2 2 送 N … 3 2 1 收 送 收 端 端 端 … 端 … 2N N (a)串行通信 (b)并行通信 图2-3 串行通信与并行通信 2.1 现代通信基本概念v通信的网络形式通常可分为3种：点到点直通方式、 交换方式和分支方式。 § 点到点直通方式是终端A与终端B之间的线路是 专用的；它是通信网络中最为简单的一种形式， 是网络通信的基础。 § 交换方式是终端之间通过交换设备灵活地进行 线路交换的一种方式。 § 分支方式的每一个终端(A、B、C、…、N) 经过同一信道与转接站相互连接，此时，终端 之间不能直通信息，必须经过转接站转接，此 种方式只在数字通信中出现。 2.1 现代通信基本概念(2)传输技术 为提高通信系统的传输效率，使给定信道能尽 量高速、可靠的传输多个信源信息，往往需要利 用多种传输技术，其中主要包括调制解调技术、 信道复用技术、同步技术和抗干扰技术等。 2.1 现代通信基本概念v 调制解调技术 为了使信息能在给定传输媒介的频率范围内传输，需 要将信源信号的频谱搬移到给定频率范围内，这可通过调 制来实现。常用的调制方式有调幅、调频、调相等。 § 调幅(AM)：载波的幅度随着调制信号的大小变 化而变化的调制方式，如“0”对应于无载波输出， “1”对应于有载波输出。 § 调频(FM)：载波的瞬时频率随着调制信号的大 小而变，而幅度保持不变的调制方式，如“0”对 应于频率f1，“1”对应于频率f 2。 § 调相(PM)：载波的相位随原基带数字信号而变 化，如0对应0°，1对应180°。 2.1 现代通信基本概念 1 0 1 1 0 0 1 0 ASK FSK PSK 图2-4 数字调制的3种基本形式 2.1 现代通信基本概念v 复用技术 在通信系统中，为高效利用传输介质，提高信道的利用率和传 输能力，通常采用信道复用技术。常见的信道复用技术有频分复用、 时分复用 、波分复用 和码分复用。v 频分复用技术(FDM)：所有的用户在同样的时间占用不同的带宽 资源，如图2-5所示。 频率 频率 1 频率 2 频率 3 频率 4 频率 5 时间 图2-5 频分复用 2.1 现代通信基本概念v 时分复用技术(TDM)：所有的用户在不同的时间占用同 样的频带宽度，如图2-6所示。 频率 周期性出现 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 … 时间 图2-6 时分复用 2.1 现代通信基本概念v 波分复用技术(WDM)：在一根光 纤上使用不同的波长同时传送多路 时间 CDMA码 光波信号。WDM 用于光纤信道。v 码分复用技术(CDM)：通过码型 来区分用户，即每个信道作为编码 信道实现位传输(特定脉冲序列)， 每个信道都有各自的代码，并可以 在同一光纤上进行传输以及异步解 频率 除复用。 图2-7 码分复用 2.1 现代通信基本概念v同步技术 § 异步通信中收发双方的时钟是独立的，发送端可以在 任意时刻开始发送字符，但必须在每一个字符加上起 始位和停止位，以便使接收端能够正确地将字符接收 下来。 § 同步通信是使接收端与发送端的时钟严格保持一致， 发送方先发送一个或两个特殊字符来表示数据传输的 开始，该字符称为同步字符，当发送方和接收方达到 同步后，就可以发送一大块数据，而不再需要每个字 符都用起始位和停止位，这样可以明显地提高数据传 输速率。 关 键 词： 计算机网络应用基础第3版王建珍第02章现代通信技术概述
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