1、1 通通 信信 系系 統統2通信通信n目標：克服信息源與收信者之間在地理（距離）上目標：克服信息源與收信者之間在地理（距離）上的障礙的障礙, , 迅速而準確地迅速而準確地傳送信息。傳送信息。n實質：信息的傳輸和交換。實質：信息的傳輸和交換。n實例：電報、電話、傳真、數據傳輸、可視電話實例：電報、電話、傳真、數據傳輸、可視電話 廣播、電視、雷達、導航、遙測、遙控廣播、電視、雷達、導航、遙測、遙控 3通信系統通信系統n是傳送信息所需設備的總和。是傳送信息所需設備的總和。信息信息源源發送發送設備設備傳輸傳輸媒介媒介接收接收設備設備收信收信者者干擾干擾通信系統的組成通信系統的組成4通信系統通信系統LE

2、O(765KM)尋呼臺尋呼臺LAN廣播網廣播網有線有線電視網電視網GEO(35860KM)地球站地球站交換中心交換中心公用公用電信網電信網基站基站移動移動通信網通信網5通信系統通信系統課程課程n通信系統通信系統為通信工程專業課，主要介紹目前為通信工程專業課，主要介紹目前常用的三種通信系統：常用的三種通信系統：光纖通信系統、衛星通信光纖通信系統、衛星通信系統和移動通信系統系統和移動通信系統。 n通過學習該課程，將通信理論與實際系統緊密相通過學習該課程，將通信理論與實際系統緊密相結合，開拓視野，為適應未來工作打下良好基礎。結合，開拓視野，為適應未來工作打下良好基礎。6通信系統通信系統課程課程7通信

3、系統通信系統課程課程8通信系統通信系統課程課程n主要參考書主要參考書n吳詩其，朱立東吳詩其，朱立東. . 通信系統概論通信系統概論. . 第第1 1版版. . 清華大學出清華大學出版社版社(2005)(2005)(教材教材) )n劉增基劉增基, , 周洋溢，胡遼林等周洋溢，胡遼林等. . 光纖通信光纖通信. . 西安電子科技西安電子科技大學出版社大學出版社(2004)(2004)n吳詩其，吳延勇，卓永寧吳詩其，吳延勇，卓永寧. . 衛星通信導論衛星通信導論. .第第2 2版版. .電子電子工業出版社工業出版社(2006)(2006)n李建東，郭梯云李建東，郭梯云, ,鄔國揚鄔國揚. . 移動通

4、信移動通信. .第第4 4版版. . 西安電子西安電子科技大學出版社科技大學出版社(2006)(2006)n 美美Theodore S.RappaportTheodore S.Rappaport著，周文安等譯著，周文安等譯. .無線通信無線通信原理與應用原理與應用. .第第2 2版版. .電子工業出版社電子工業出版社(2009)(2009)910111213聯系聯系14第一章第一章 通信系統概論通信系統概論1.1 1.1 通信系統的組成通信系統的組成1.2 1.2 通信系統的分類通信系統的分類1.3 1.3 通信技術的發展通信技術的發展1.4 1.4 通信系統的質量指標通信系統的質量指標151

5、.1 通信系統的組成通信系統的組成n組成組成 信息源、發送設備、傳輸媒介、接收設備和收信者信息源、發送設備、傳輸媒介、接收設備和收信者n信息源信息源 電話機、攝像機等送出的話音或圖像信息電話機、攝像機等送出的話音或圖像信息, ,以及計算機送出以及計算機送出的數據流等的數據流等; ;信息信息源源發送發送設備設備傳輸傳輸媒介媒介接收接收設備設備收信收信者者干擾干擾通信系統的組成通信系統的組成16n收信者收信者 人或設備人或設備, ,一般通稱為信宿一般通稱為信宿n發送設備發送設備: : 完成信息源與傳輸媒介之間的匹配完成信息源與傳輸媒介之間的匹配, ,對從信源來的信號進對從信源來的信號進行處理行處理

6、, ,使之轉換為適合于媒介傳輸的信號形式。使之轉換為適合于媒介傳輸的信號形式。 n傳輸媒介傳輸媒介: : 用以傳送信息的媒介用以傳送信息的媒介, ,其特性決定了發送設備應采用的信其特性決定了發送設備應采用的信號變換方式。號變換方式。光纖或電纜光纖或電纜長波、中波、短波、微波、激光，頻譜很寬長波、中波、短波、微波、激光，頻譜很寬短波、微波中繼、衛星和移動通信系統等短波、微波中繼、衛星和移動通信系統等 通信系統的組成通信系統的組成17 一般認為：通信系統的干擾是由一般認為：通信系統的干擾是由傳輸媒介傳輸媒介引入的。引入的。n接收設備作用接收設備作用 n 對接收信號進行對接收信號進行與發送設備相反與

7、發送設備相反的變換處理，以便恢的變換處理，以便恢復發送端信息源送出的信號。復發送端信息源送出的信號。n 由于接收的信號已疊加噪聲干擾，接收設備應由于接收的信號已疊加噪聲干擾，接收設備應盡可能盡可能地抑制干擾地抑制干擾，使得所恢復的信號盡可能準確。，使得所恢復的信號盡可能準確。 通信系統的組成通信系統的組成18第一章第一章 通信系統概論通信系統概論1.1 1.1 通信系統的組成通信系統的組成1.2 1.2 通信系統的分類通信系統的分類1.3 1.3 通信技術的發展通信技術的發展1.4 1.4 通信系統的質量指標通信系統的質量指標191.2 通信系統的分類及教學內容通信系統的分類及教學內容數字通信

8、系統數字通信系統 模擬通信系統模擬通信系統數字信號數字信號模擬信號模擬信號現代的通信系統幾乎全是數字通信系統。現代的通信系統幾乎全是數字通信系統。本課所討論的各類通信系統本課所討論的各類通信系統都是數字通信系統都是數字通信系統 本課程各章討論的通信系統是按不同媒介特性和應用環境進本課程各章討論的通信系統是按不同媒介特性和應用環境進行設計的實用通信系統。行設計的實用通信系統。20n信道信道n 比傳輸媒介含義更廣泛，包括傳輸媒介，發、收信機比傳輸媒介含義更廣泛，包括傳輸媒介，發、收信機的前端，甚至調制解調器，是廣義的的前端，甚至調制解調器，是廣義的“信道信道”；傳輸媒；傳輸媒介是狹義的介是狹義的“

9、信道信道”。n 通信信道可分為有線信道和無線信道。通信信道可分為有線信道和無線信道。n第第2章章 光纖通信系統光纖通信系統(有線信道有線信道) 討論光纖的傳輸特性、光器件和系統設備、討論光纖的傳輸特性、光器件和系統設備、SDH(synchronous digital hierarchy,同步數字系列同步數字系列)光纖組網、光纖組網、保護與恢復等。保護與恢復等。21n第第3 3章章 n 第五章第五章 其他通信系統與通信網其他通信系統與通信網22第一章第一章 通信系統概論通信系統概論1.1 1.1 通信系統的組成通信系統的組成1.2 1.2 通信系統的分類通信系統的分類1.3 1.3 通信技術的發

10、展通信技術的發展1.4 1.4 通信系統的質量指標通信系統的質量指標231.3 通信技術的發展通信技術的發展1.3.1 1.3.1 早期發展早期發展n19世紀世紀3050年代：年代：1838年塞繆爾年塞繆爾莫爾斯發明有線電報，至莫爾斯發明有線電報，至1844年己能傳年己能傳送送40mile(1mile=1.6km)；1858年大西洋海底電纜第一次解決了越洋通信，但年大西洋海底電纜第一次解決了越洋通信，但原始的電纜帶寬較窄，原始的電纜帶寬較窄，90個字的電報需要花費個字的電報需要花費67min。n20世紀初：世紀初：1901年跨越大西洋年跨越大西洋(長波長波)無線電報開通；無線電報開通；1907

11、年電子管被發明，年電子管被發明，數年后開始用于長、中、短波的電報、電話；數年后開始用于長、中、短波的電報、電話；1918年調幅廣播和超外差收音年調幅廣播和超外差收音機問世；機問世；1925年出現明線三路載波電話。年出現明線三路載波電話。 n20世紀世紀30年代：調制理論和多路復用技術更進一步地發展；年代：調制理論和多路復用技術更進一步地發展；1936年調頻廣年調頻廣播開播；播開播；1937年發明脈沖編碼調制；年發明脈沖編碼調制；1938年廣播電視開播。年廣播電視開播。241.3.1 早期發展早期發展總結：總結：早期的通信網業務單一，以電路交換為主，主要提供固早期的通信網業務單一，以電路交換為主

12、，主要提供固定的電話、電報業務。定的電話、電報業務。 251.3.2 通信技術的近期發展通信技術的近期發展n 通信業務的發展通信業務的發展n 通信技術的發展通信技術的發展n 通信網的發展通信網的發展26 通信業務的發展通信業務的發展n業務多媒體化：話音、圖像和數據業務等。業務多媒體化：話音、圖像和數據業務等。n寬帶化：寬帶化： n不同業務有不同的不同業務有不同的QOS要求，并需要不同的傳輸速率要求，并需要不同的傳輸速率來支持。為支持多媒體業務來支持。為支持多媒體業務, 通信網需要比只支持單一通信網需要比只支持單一話音業務時的帶寬要寬得多。話音業務時的帶寬要寬得多。n局域網的互聯、高速文件的傳輸

13、、文本或軟件的下載局域網的互聯、高速文件的傳輸、文本或軟件的下載等，也需要通信網提供寬的帶寬。等，也需要通信網提供寬的帶寬。n移動化、個人化移動化、個人化 QOS: Quality of Service27n移動通信業務移動通信業務 n是近年來發展最快的通信領域之一，表現在市場的不斷是近年來發展最快的通信領域之一，表現在市場的不斷擴大和技術體制不斷更新。擴大和技術體制不斷更新。n目前全球的兩種主要移動通信制式目前全球的兩種主要移動通信制式 GSM和和IS-95，以話，以話音業務為主，同時可傳送低速數據信息。音業務為主，同時可傳送低速數據信息。n典型的第三代移動通信系統典型的第三代移動通信系統W

14、CDMA、CDMA2000和和TD-SCDMA，均以較高的傳輸速率支持多媒體業務。，均以較高的傳輸速率支持多媒體業務。n新一代系統，也稱為新一代系統，也稱為4G：LTE(長期演進長期演進)和和WirelessMAN的體制和關鍵技術已成為研究熱點，并已的體制和關鍵技術已成為研究熱點，并已投入商業試點運營。投入商業試點運營。通信業務的發展通信業務的發展281.3.2 通信技術的近期發展通信技術的近期發展n 通信業務的發展通信業務的發展n 通信技術的發展通信技術的發展n 通信網的發展通信網的發展29n交換交換 n早期的早期的電路交換電路交換方式方式 ，不適應突發數據業務傳輸和交，不適應突發數據業務傳

15、輸和交換的需要。換的需要。n在整個電信業務中，數據業務的比重越來越大，交換方在整個電信業務中，數據業務的比重越來越大，交換方式正從式正從電路交換電路交換向向分組交換分組交換方式過渡。方式過渡。 nATM交換機交換機(Asynchronous Transfer Mode”，異步傳輸異步傳輸模式模式)和和IP(internet protocol，互聯網協議，互聯網協議)路由器是數路由器是數據分組交換網據分組交換網的主要類型的節點。的主要類型的節點。 通信技術的發展通信技術的發展ATM交換技術交換技術（1）ATM使用使用相同的數據單元相同的數據單元，可實現廣域網和，可實現廣域網和局域網的無縫連接。局

16、域網的無縫連接。（2）ATM支持支持VLAN（虛擬局域網）功能，可以對（虛擬局域網）功能，可以對網絡進行靈活的管理和配置。網絡進行靈活的管理和配置。（3）ATM具有不同的速率，分別為具有不同的速率，分別為25、51、155、622Mbps，從而為不同的應用提供不同的速率。，從而為不同的應用提供不同的速率。ATM技術非常適合傳遞圖像、視頻等數據信號。技術非常適合傳遞圖像、視頻等數據信號。3031n大容量傳輸網絡技術大容量傳輸網絡技術n現代通信網的核心網由光纖傳輸網和數字交叉連接現代通信網的核心網由光纖傳輸網和數字交叉連接(digital cross connection，DXC)或光交叉連接或光

17、交叉連接(optical cross connection, OXC)設備構成，以滿足用戶對系統設備構成，以滿足用戶對系統通信容量日益高漲的要求。通信容量日益高漲的要求。n采用波分復用采用波分復用(wavelength division multiplexing, WDM)的全光網絡是當前核心網技術的發展方向。的全光網絡是當前核心網技術的發展方向。通信技術的發展通信技術的發展32n接入網接入網 有線有線n雙絞線窄帶話路雙絞線窄帶話路Modem接入，速率只有幾十接入，速率只有幾十kb/s。n非對稱數字用戶線非對稱數字用戶線(ADSL)的速率可達的速率可達512kb/s2Mb/s。n寬帶光纖接入已

18、成為當前的關注熱點寬帶光纖接入已成為當前的關注熱點 ，光纖到路邊，光纖到路邊 ，光，光纖到戶纖到戶 。無線無線n無線接入方面已開始商用，如無線接入方面已開始商用，如3G 系統系統 2Mb/s接入。接入。n無線局域網無線局域網(WLAN)作為無線寬帶作為無線寬帶(速率可達速率可達100Mb/s)接接入網，也將會得到廣泛的應用。入網，也將會得到廣泛的應用。通信技術的發展通信技術的發展331.3.2 通信技術的近期發展通信技術的近期發展n 通信業務的發展通信業務的發展n 通信技術的發展通信技術的發展n 通信網的發展通信網的發展34n互聯和融合互聯和融合n 通信網發展趨勢的最大特點是互聯和融合。電信網

19、、有線通信網發展趨勢的最大特點是互聯和融合。電信網、有線電視網和計算機網的電視網和計算機網的“三網融合三網融合”。n “三網融合三網融合”不僅是網絡層上實現互聯互通，更主要的是不僅是網絡層上實現互聯互通，更主要的是業務層上的相互滲透和交叉，并有待于行業管理和政策方面業務層上的相互滲透和交叉，并有待于行業管理和政策方面趨于統一。趨于統一。n 基于基于TCP/IP協議的因特網是一個熱點。協議的因特網是一個熱點。 通信網的發展通信網的發展35第一章第一章 通信系統概論通信系統概論1.1 1.1 通信系統的組成通信系統的組成1.2 1.2 通信系統的分類通信系統的分類1.3 1.3 通信技術的發展通信技術的發展1.4 1.4 通信系統的質量指標通信系統的質量指標361.4 通信系統的質量指標通信系統的質量指標n有效性有效性 在給定的信道上單位時間所能傳送信息的多少。在給定的信道上單位時間所能傳送信息的多少。 n可