通信基礎(chǔ)知識1

1、通信技術(shù)前沿講座 駱興芳 2010年9月 E-MAIL: xfluo通信技術(shù)前沿講座課程特點：共32學(xué)時，一周2個小時，2學(xué)分。如何聽課？無教材，每周課前查閱資料，課堂會以提問的方式進(jìn)行，要求學(xué)生參與。如何講課？范圍廣泛，盡量簡單易懂，內(nèi)容最新,加入視頻，課件會上傳。平時成績考核：課堂點名課堂提問成績。課程目的：提高對通信專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，掌握一些基本通信專業(yè)知識。課程要求：上課做筆記，做記錄，下課查資料做知識積累?！窘虒W(xué)重點: 窺視當(dāng)今最新通信技術(shù)，了解基本概念，基本原理及通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并了解其發(fā)展應(yīng)用【教學(xué)要求】：強(qiáng)調(diào)基本概念，對原理不做深究，內(nèi)容新穎，范圍廣泛，主要以現(xiàn)有的正在發(fā)展和未來技

2、術(shù)為主【教學(xué)目標(biāo)】：輕松，活潑，學(xué)有所獲！本課程內(nèi)容:通信基礎(chǔ)知識介紹,通信術(shù)語講解,通信公司介紹,3G發(fā)展, RFID技術(shù),ZIGBEE技術(shù),BLUETOOTH技術(shù),WIMAX技術(shù),數(shù)字廣播電視發(fā)展,關(guān)于求職就業(yè)指導(dǎo)一、通信工程專業(yè)介紹1、培養(yǎng)目標(biāo)：通信專業(yè)培養(yǎng)具備通信技術(shù)、通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)等方面的知識，能在通信領(lǐng)域中從事研究、設(shè)計、制造、運營及國民經(jīng)濟(jì)各部門和國防工業(yè)從事開發(fā)、應(yīng)用通信技術(shù)與設(shè)備的高級工程技術(shù)人才。2、培養(yǎng)要求：學(xué)生主要學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)方面的基礎(chǔ)理論、組成原理和設(shè)計方法，還要接受通信工程實踐的基本訓(xùn)練，具備從事現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試和工程應(yīng)用的基本能力。3、畢

3、業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力 : 1、掌握通信領(lǐng)域內(nèi)的基本理論和基本知識； 2、掌握光波、無線、有線、多媒體等通信技術(shù)； 3、掌握通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的分析設(shè)計方法； 4、具有設(shè)計、開發(fā)、調(diào)測、應(yīng)用通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的基本能力； 5、了解通信系統(tǒng)和通信建設(shè)的基本方針，政策和法規(guī)； 6、了解通信技術(shù)的最新進(jìn)展與發(fā)展動態(tài)； 7、掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，具有一定的科學(xué)研究和實際工作能力。4、 就業(yè)方向：1）電信運營商 2）電信設(shè)備開發(fā)商 3）移動終端開發(fā)和生產(chǎn)商 4）通信技術(shù)研究（院）所 5）通信電子企業(yè)5、社會對通信專業(yè)的需求：1）核心技術(shù)跟不上，主要標(biāo)準(zhǔn)為外國掌握，需要加大自主研發(fā)力

4、度2）缺乏大量二次開發(fā)人才，進(jìn)行具體技術(shù)定制3）普通人才飽和，具有創(chuàng)新和開發(fā)能力的人才需求量很大，但供不應(yīng)求。 通信基本概念通信發(fā)展史用什么實現(xiàn)通信？通信到底是干嘛的？Week 1: Outlines (提綱)通信基本概念一、信息技術(shù)（IT業(yè)）的發(fā)展 （IT:information technology）1. 計算機(jī)的發(fā)展2. 電話號碼的不斷升位3. 手機(jī)的更新?lián)Q代4. 互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展 ICT產(chǎn)業(yè)：以計算機(jī)為代表的IT產(chǎn)業(yè)和 以語音、數(shù)據(jù)通信為代表的CT產(chǎn)業(yè)。二、通信涵蓋1.通信就是用電或者磁信號，把要表達(dá)的信息傳遞到目的地去。也就是電磁信號傳送媒體情報。2. 通信網(wǎng)絡(luò)： 形象比喻：道路交通

5、。傳遞信息要通過的中間各種線路、設(shè)備、轉(zhuǎn)換裝置或者空氣構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)。3. 通信網(wǎng)中編解碼以及數(shù)據(jù)分組格式選擇4. 路由協(xié)議，流量工程5. 通信協(xié)議：就是雙方都能理解的語言，必須讓國際標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)認(rèn)可。三、基本概念信號：通信信道上傳輸?shù)碾娋幋a、電磁編碼或光編碼叫做信號。模擬信號或數(shù)字信號。信道：傳送信號的通路。模擬信道和數(shù)字信道。信息：信息是通過通信系統(tǒng)傳遞的內(nèi)容。數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是傳遞信息的實體，而信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或表達(dá)形式。通信基本概念通信發(fā)展史用什么實現(xiàn)通信？通信到底是干嘛的？Week 1: Outlines (提綱)通信發(fā)展史古代通信：人類基于最原始需求，利用自然界的基本規(guī)律和人的基礎(chǔ)感官可達(dá)

6、性建立通信系統(tǒng)，最經(jīng)典：烽火傳訊和信鴿傳書。是信息溝通的起步。近、現(xiàn)代通信：從電磁技術(shù)引入通信開始，人們嘗試使用電話、電報、傳真，到成規(guī)模地建設(shè)各種電信網(wǎng)絡(luò)，并創(chuàng)造了性能更強(qiáng)、質(zhì)量更好、效率更高的數(shù)字通信、光纖通信。是電磁通信和數(shù)字時代的起步。當(dāng)代通信：指在前人基礎(chǔ)上創(chuàng)造的移動技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和融合技術(shù)的發(fā)展歷程。移動通信和互聯(lián)網(wǎng)時代?；ヂ?lián)網(wǎng)的里程碑事件：未來通信： 是在目前人類文明和科技發(fā)展的基礎(chǔ)上，在可以預(yù)見和不可預(yù)見的未來，更加強(qiáng)大的通信工具變革和更加廣闊的通信發(fā)展前景。 朝著技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合的方向發(fā)展，并最終全面融入人類生產(chǎn)生活的每個角落。 未來通信將會如何？期待你們來勾畫！ 一切皆

7、有可能！科學(xué)演進(jìn)圖通信基本概念通信發(fā)展史用什么實現(xiàn)通信？通信到底是干嘛的？Week 1: Outlines (提綱)用什么實現(xiàn)通信？一、通信網(wǎng)中的通信工具1. 通信網(wǎng)第一終端：電話機(jī) 人類最普遍使用的通信終端。固定電話統(tǒng)治全球的通信界近100年時間。 子母機(jī)， 無繩電話：利用無線信號將固定電話擴(kuò)展，從而實現(xiàn)家庭內(nèi)的”移動電話” 電話機(jī)是將聲音和電磁信號互相轉(zhuǎn)換的最常用工具。電話機(jī)原理見圖。電話機(jī)的話筒里有一個裝滿碳顆粒的腔體。兩個電接觸與它相連。當(dāng)你對著話筒說話時，聲波將使覆蓋在腔體上的一塊振動膜產(chǎn)生振動。當(dāng)它振動時，它將對碳顆粒施加大小不斷變化的壓力。壓力越大，碳顆粒就越緊湊，于是它們的導(dǎo)電

8、性也就越強(qiáng)。壓力變小，效果則相反。于是最后的結(jié)果就是聲音產(chǎn)生了一個大小不斷變化的電流，并被傳導(dǎo)出去。在接收端，電流激活一個音圈，從而使揚聲器產(chǎn)生振動。揚聲器的振動導(dǎo)致氣壓變化，于是我們便聽到了聲音。2、傳真，不可或缺的通信配角1）最有價值的地方：可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送印章、簽名。傳真通信時現(xiàn)代圖像通信的重要組成部分，它是目前采用公眾電話網(wǎng)傳送并記錄圖文真跡的唯一方法。2）傳真機(jī)工作過程：先將需要傳真的文件通過光電掃描技術(shù)將圖像、文字轉(zhuǎn)化為一種稱為“霍夫曼編碼”的數(shù)字信號，經(jīng)調(diào)制后轉(zhuǎn)成音頻信號，通過電話線進(jìn)行傳送，接收方的傳真機(jī)接到信號后，會將信號復(fù)原然后打印出來，接收方就會得到一份原發(fā)文件的復(fù)印件。

9、傳真機(jī)結(jié)合了復(fù)印和傳輸這兩項技術(shù)。和復(fù)印機(jī)一樣，它能夠復(fù)制紙張上的圖像。但它以電子形式進(jìn)行復(fù)制，并通過電話系統(tǒng)傳送出去。另一端的傳真機(jī)接收到信號后重新生成原始圖像。傳真機(jī)的工作原理是對要傳送的圖像進(jìn)行掃描，并將它轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制格式。紙張被劃分成很多個點，每一個點表示紙張的一部分。我們把這稱為位圖表示（ bit map repres e n t a t i o n），因為每一點可以用一位數(shù)據(jù)存儲。一個點要么是黑的，要么是白的（二進(jìn)制中的0或1），這取決于紙張上對應(yīng)位置的內(nèi)容。接著這些點以二進(jìn)制數(shù)據(jù)的格式被傳送出去，并在另一端重新組合。使用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。傳真機(jī)不是把每個點獨立地傳送出去，而是把它們組

10、合起來，并定義一個與這個組合等價但使用位數(shù)較少的二進(jìn)制表示方法。3、時尚先鋒-手機(jī)1）學(xué)名：個人手持移動終端2）根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同分為：GSM、CDMA、小靈通、Wi-Fi、TD-SCDMA3）手機(jī)和PDA（personal digital assistant)的融合。4）手機(jī)和視頻業(yè)務(wù)結(jié)合: 3G時代，手機(jī)上視頻點播、看電視4. 尋呼-大盛大衰的落魄平民 被短信取而代之5. 電報-永不消逝的電波二、互聯(lián)網(wǎng)的通信手段除了電腦外，利用手機(jī)、無線上網(wǎng)卡（WI-FI或無線移動上網(wǎng)卡）、PDA等移動終端接入互聯(lián)網(wǎng)。將來，很多家電也會接入互聯(lián)網(wǎng)。萬維網(wǎng)（WWW）是最基礎(chǔ)的應(yīng)用，還有EMAIL、網(wǎng)絡(luò)電話、網(wǎng)

11、絡(luò)聊天、網(wǎng)絡(luò)傳真、IM即時通信、網(wǎng)上購物、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)游戲、BLOG等。電子郵件逐步代替了普通信函，網(wǎng)絡(luò)新聞對傳統(tǒng)的報刊發(fā)行量造成了很大影響，日記變成了博客，書本被EBOOK取代。1.計算機(jī)-最偉大的生產(chǎn)工具1）帶有 intel或者AMD的CPU,帶有內(nèi)存、硬盤，安裝了操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件2）接入互聯(lián)網(wǎng)所涉足的通信方式：WWW、電子郵件、網(wǎng)絡(luò)傳真、即時通信、網(wǎng)絡(luò)電話、辦公自動化、呼叫中心、電子商務(wù)等。3）計算機(jī)組成： CPU（核心處理部件）、網(wǎng)卡（通信必備武器）、硬盤和光盤（存儲媒介）4）嵌入式系統(tǒng)：專用計算機(jī)，服務(wù)于某種特定應(yīng)用，價格低廉。2. 電子郵件-逐步取代普通信函優(yōu)點：編輯方便、傳送

12、速度快、無紙化、成本低郵箱地址：namedomain.xxx是組織或者企業(yè)，如net、com、org域標(biāo)識，對企業(yè)來講是企業(yè)的公司名稱3. 即時通信-時尚年代的通信新貴IM （Instant Messaging)即時軟件：ICQ、MSN、QQ、Skype、淘寶旺旺等?？蛻粝认螺d該軟件，并注冊個帳號。注冊方式有的采用郵箱名稱，有的采用數(shù)字。登陸后，可以和添加好友，和好友文本聊天，有的可視頻聊天、群聊、發(fā)送文件等。還有的加入了游戲、購物和廣告。MSN是Microsoft提供的，現(xiàn)叫Windows LiveMessager,以其其界面規(guī)范、嚴(yán)肅，非授權(quán)不可加為好友等特點，受到青睞。QQ的前身是OIC

13、Q (oh, I seek you!), 是全球用戶數(shù)最多的即時通信軟件。 三、專業(yè)領(lǐng)域的通信工具1. 對講機(jī)-我來自行業(yè)1）客戶群是政府機(jī)構(gòu)或大企業(yè)的專用系統(tǒng)，如公安、保安、公路、石油開采、工廠調(diào)度等，還有車友會也采用對講機(jī)相互聯(lián)系。2）一對多的通話，將一個群組使用的機(jī)器調(diào)整為一個頻率3）不按住“通話”鍵時只能聽，要說話虛按住“通話”鍵，同一個群組的人都能聽到。4）通話內(nèi)容不夠安全5）PTT（push to talk，一鍵通)功能，使手機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對講機(jī)的功能-新技術(shù)2. 視頻通信-溝通看得見1）以可見的方式遠(yuǎn)程通信。會議、娛樂、監(jiān)控、醫(yī)療、教育行業(yè)。QQ的視頻對聊，高分辨率的大型視頻會議系統(tǒng)

14、。四、家電中的通信工具1. 電視機(jī)-特殊的單向通信工具1）有線電視：在廣播電視線路中傳送的信號通過不同的頻率（信道）傳送到電視機(jī)的接收器上，電視機(jī)有專門的頻率選擇器來選擇接收不同的頻率，即頻道。2）VOD(Video On Demand): 將線路雙向改造，安裝機(jī)頂盒、電纜調(diào)制解調(diào)器（cable modem),可以實現(xiàn)從用戶端到信息源端的其他信息的傳遞。比如選擇自己喜歡的電影和音樂。2. 未來的信息家電 家電內(nèi)置芯片，通過有線或 無線與通信網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)遠(yuǎn) 程控制、監(jiān)控家電的目的。通信基本概念通信發(fā)展史用什么實現(xiàn)通信？通信到底是干嘛的？Week 1: Outlines (提綱)通信到底是干嘛的

15、？下面分別解釋3個問題：編碼尋址優(yōu)化一、用什么信息格式傳遞給對方-編碼 1.通信第一個要解決的問題就是，如何把聲音、圖像、文本等變成電磁信號，如何把這么一系列的電磁信號有效傳送到對方，又如何在對端還原為聲音、圖像和文本。對于語音通信，從這個電話機(jī)開始，信息開始進(jìn)入“編碼之旅”，聲音信息通過整個通信網(wǎng)，它被數(shù)次變化編碼形式，最終成功到達(dá)彼岸。 2.通信中的每一種編碼，都必須有非常嚴(yán)格規(guī)范的定義，要考慮諸多因素。編碼是通信專業(yè)的基礎(chǔ)課程。 3.編碼問題是信息用什么信息格式傳送到目的地的問題集合，包括信息論重的信源編碼和信道編碼過程，包括數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換、抽樣、復(fù)用解復(fù)用，也包括各種數(shù)據(jù)幀、分組、信元

16、的封裝格式。幾種編碼形式 （信源編碼）最廣為流行的編碼是美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（ American Standard Code for Information Interchange, ASCII ）。這是一種7位編碼，它為每一個鍵盤字符和一些特殊功能分配一個唯一的組合。大多數(shù)P C，如果不能說是全部的話，和很多其他的計算機(jī)都使用這種編碼。第二種最常用的編碼是擴(kuò)展的二進(jìn)制表示的十進(jìn)制編碼（ Extended Binary Coded Decimal Interchange Code, EBCDIC），它主要用于I B M大型機(jī)和外圍設(shè)備。它是一種八位代碼，因此包含2 5 6個不同字符。和A S C

17、 I I碼一樣，它也有可打印字符和不可打印字符。博多碼、莫爾斯碼和二-十進(jìn)制碼（ B C D）模擬信號與數(shù)字信號數(shù)字信號（ Digital Signal），是通過一串特定電平序列來傳輸數(shù)據(jù)。在圖像上，這些信號通常表現(xiàn)為一個矩形波模擬信號由持續(xù)變化的電平構(gòu)成，在圖像上一般表現(xiàn)為正弦波奈奎斯特定理香農(nóng)定理二、如何找到對方-尋址第二個要解決的問題就是給任何信息的出發(fā)點和目的地做個編號，通過編號可以識別世界上任何一個出發(fā)點和目的地，并通過相關(guān)機(jī)制，是信息依照一定的路徑在這兩者之間傳送?！皩ぶ贰钡谝灰热绾畏峙涞刂罚又攀亲屝盘柾ㄟ^特定規(guī)則找到目的地地址。FDMA、TDMA、 CDMA，完善的尋址方式

18、各種各樣的地址格式通信網(wǎng)中要尋址，就要有統(tǒng)一的地址規(guī)劃和尋址方式電話交換網(wǎng)上，電話號碼就是地址標(biāo)識；。以太網(wǎng)以太網(wǎng)，MAC地址就是地址標(biāo)識；MAC: media access control 媒體訪問控制以太網(wǎng)的每一個節(jié)點有全球唯一的48位地址，這個地址是由IEEE組織管理的。網(wǎng)卡制造商將MAC地址燒錄到每一塊網(wǎng)卡里。MAC地址就像身份證號碼一樣具有唯一性。MAC地址和IP地址的映射關(guān)系，被每臺主機(jī)不斷增加和更新著，就成了“地址映射表”。以太網(wǎng)IP網(wǎng)三、信息傳遞的額外要求-網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化1.網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是在基本的通信問題（如連通性）得以解決后，如何更方便、快捷、安全、經(jīng)濟(jì)地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)、使用網(wǎng)絡(luò)的問題。2. 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主題：安全。各種密碼的暗紋傳送，各種帶寬的靈