通信網(wǎng)的組成和功能

通信網(wǎng)的組成和功能第1頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.1通信的概念

1.1.1通信的定義

通信是指由一地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞。在傳遞過程中，發(fā)送方設(shè)法把要傳的信息加載到一些適當(dāng)?shù)男盘?hào)上，...這些信號(hào)到達(dá)接收方后由接收方解讀出發(fā)送方想要告訴他的信息。第2頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

滿足此定義的例子很多，如打電話，它是利用電話（系統(tǒng)）來傳遞消息；兩個(gè)人之間的對(duì)話，是利用聲音來傳遞消息；古代的“消息樹”、“烽火臺(tái)”和現(xiàn)代仍使用的“信號(hào)燈”等則是利用光的方式傳遞消息的。第3頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.1.2通信的目的：傳遞消息。消息具有不同的形式，例如：語言、文字、數(shù)據(jù)、圖像、符號(hào)等等。隨著社會(huì)的發(fā)展，消息的種類越來越多，人們對(duì)傳遞消息的要求和手段也越來越高。通信中消息的傳送是通過信號(hào)來進(jìn)行的，信號(hào)是消息的載荷者。如：紅綠燈信號(hào)、狼煙、電壓、電流信號(hào)等。第4頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.1.3電通信的含義

在各種各樣的通信方式中，利用“電信號(hào)”來承載消息的通信方法稱之為電通信。這種通信將有用的信息無失真、高效率地進(jìn)行傳輸，同時(shí)還要在傳輸過程中將無用信息和有害信息抑制掉。并且還要有存儲(chǔ)、處理、采集及顯示等功能。它具有迅速、準(zhǔn)確、可靠，而且?guī)缀醪皇軙r(shí)間、地點(diǎn)、空間、距離的限制等特點(diǎn)，因而得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。第5頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在自然科學(xué)中，“通信”與“電通信”幾乎是同義詞了。本課程中所說的通信，均指電通信。據(jù)此，不妨對(duì)通信重新定義：利用電子等技術(shù)手段，借助電信號(hào)（含光信號(hào)）實(shí)現(xiàn)從一地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞稱為通信。

第6頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2.1通信系統(tǒng)的定義及其組成實(shí)現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和稱為通信系統(tǒng)。以基本的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信為例，通信系統(tǒng)的組成（通常也稱為一般模型）如圖所示。

1.2通信系統(tǒng)的概念第7頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●信源（信息源，也稱發(fā)終端，扮演信息發(fā)送者的角色）的作用是把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始電信號(hào)，如電話系統(tǒng)中電話機(jī)可看成是信源。

●在發(fā)送端，發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信源和信道匹配起來，即將信源產(chǎn)生的原始電信號(hào)變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。

●信道是指信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，從形式上可分為有線信道和無線信道，從傳輸方式上看，信道又可分為模擬信道和數(shù)字信道，甚至還可以包含某些設(shè)備。第8頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●噪聲源，是信道中的所有噪聲以及分散在通信系統(tǒng)中其它各處噪聲的集合。通信系統(tǒng)中不能忽略噪聲的影響，通信系統(tǒng)的噪聲可能來自于各個(gè)部分，包括發(fā)送或接收信息的周圍環(huán)境、各種設(shè)備的電子器件，信道外部的電磁場(chǎng)干擾等。●在接收端，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解碼等。它的任務(wù)是從帶有干擾的接收信號(hào)中恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號(hào)來。

●信宿（也稱受信者或收終端）是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息，如電話機(jī)將對(duì)方傳來的電信號(hào)還原成了聲音。

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1.2.2通信系統(tǒng)的工作方式●按消息傳送的方向與時(shí)間分

對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間的通信，按消息傳送的方向與時(shí)間，通信方式可分為單工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。

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所謂單工通信，是指消息只能單方向進(jìn)行傳輸?shù)囊环N通信工作方式。在單工通信中，發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間只有一個(gè)傳輸通道，數(shù)據(jù)單方向的從發(fā)送端到接收端，傳輸通道的方向不能改變。單工通信的例子很多，如廣播、遙控、無線尋呼等。這里，信號(hào)（消息）只從廣播發(fā)射臺(tái)、遙控器和無線尋呼中心分別傳到收音機(jī)、遙控對(duì)象和BP機(jī)上。計(jì)算機(jī)和輸出設(shè)備之間的通信大多采用單工通信方式。例如，計(jì)算機(jī)與打印機(jī)、計(jì)算機(jī)與顯示器等。該方式的特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低，但傳輸效率也低。

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所謂半雙工通信方式，是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。在半雙工通信中，兩個(gè)設(shè)備之間有兩個(gè)傳輸通道，可以輪流雙方向地傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行。即在某一時(shí)刻只能沿著一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)。該方式要求每一端都具有發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備及改變數(shù)據(jù)傳輸方向的控制器。對(duì)講機(jī)、收發(fā)報(bào)機(jī)等都是這種通信方式。此方式適用于對(duì)話式終端之間或者用在傳輸通道沒有足夠的帶寬支持雙向通道的場(chǎng)合。由于該方式在通信中要不斷的改變傳輸通道的方向，因此控制復(fù)雜，傳輸效率極低。

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所謂全雙工通信，是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸消息的工作方式。在這種方式下，兩個(gè)設(shè)備之間有兩個(gè)傳輸通道，并且可同時(shí)雙向傳送數(shù)據(jù)。相當(dāng)于兩個(gè)相反方向的單工通信的組合。該方式傳輸效率高，控制簡(jiǎn)單，但造價(jià)高，同時(shí)要求傳輸通道有足夠的帶寬給予充分的支持。很明顯，全雙工通信的信道必須是雙向信道。生活中全雙工通信的例子非常多，如普通電話、手機(jī)等。第13頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.3通信網(wǎng)

和通信網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備第14頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●下圖所示的通信系統(tǒng)是一對(duì)一的通信系統(tǒng)，它完成的是由點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸介質(zhì)與兩個(gè)通信設(shè)備直接相連的鏈路間的通信，是一種最簡(jiǎn)單的通信結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，由于通信設(shè)備間的距離太遠(yuǎn)，不可能敷設(shè)專用的線路。另外，在許多場(chǎng)合下常常有若干設(shè)備需要相互間進(jìn)行通信。第15頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●舉例說明

4個(gè)用戶各自進(jìn)行雙向通信的需求，就必須具備4×3=12套通信系統(tǒng)。就是說，每個(gè)用戶應(yīng)該有對(duì)另外3個(gè)用戶進(jìn)行通信的3套收發(fā)信設(shè)備和3套終端設(shè)備。如以下左圖所示，顯然，這種在任何兩個(gè)通信設(shè)備間做直接的點(diǎn)到點(diǎn)式的連接是不經(jīng)濟(jì)和不現(xiàn)實(shí)的。解決的辦法是把若干需要通信的設(shè)備用線路引至同一地點(diǎn)，在該點(diǎn)設(shè)立一個(gè)交換設(shè)備，如以下右圖所示。

第16頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.3.1通信網(wǎng)的定義通信網(wǎng)是一種使用交換設(shè)備,傳輸設(shè)備，由各種通信手段和一定的連接方式將地理上分散的用戶終端設(shè)備互連起來實(shí)現(xiàn)通信和信息交換的系統(tǒng)。

第17頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.3.2通信網(wǎng)的組成

一個(gè)完整的通信網(wǎng)包括它的硬件和軟件。硬件通常由用戶終端、交換中心、傳輸系統(tǒng)等三部分組成。軟件指通信網(wǎng)為能很好地完成信息的傳遞和轉(zhuǎn)接交換所必須的一整套協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、包括網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)內(nèi)信令、協(xié)議和接口以及技術(shù)體制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，是通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)和運(yùn)行支撐的重要組成部分。

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●終端設(shè)備指通信網(wǎng)最外圍的設(shè)備。它將用戶要發(fā)送的各種形式的信息轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于相關(guān)的電信業(yè)務(wù)網(wǎng)傳送的電磁信號(hào)，數(shù)據(jù)包等，或反之，將從電信網(wǎng)絡(luò)中收到的電磁信號(hào)、符號(hào)、數(shù)據(jù)包等轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩艨勺R(shí)別的信息。

第19頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

按所處位置不同，終端設(shè)備分為：電信部門的公用終端設(shè)備、用戶所在地的用戶專用終端設(shè)備、個(gè)人終端。按所具有的功能不同，終端設(shè)備分為：電話終端（普通電話機(jī)、移動(dòng)電話機(jī)、集團(tuán)電話機(jī)等）、非話終端（公眾電報(bào)終端、用戶電報(bào)終端、計(jì)算機(jī)終端、數(shù)據(jù)終端等）、多功能多媒體通信終端（可提供至少包含兩種類型信息媒體或功能的終端設(shè)備，如可視電話、會(huì)議電視終端設(shè)備及計(jì)算機(jī)多媒體終端等）等。

第20頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●傳輸系統(tǒng)是信息傳遞的通道。它將用戶終端設(shè)備與轉(zhuǎn)換交換系統(tǒng)（結(jié)點(diǎn)）及轉(zhuǎn)接交換系統(tǒng)（結(jié)點(diǎn)）相互連接起來形成的網(wǎng)絡(luò)。按傳輸媒質(zhì)的不同，傳輸系統(tǒng)分為以電磁波沿某種有形媒質(zhì)的傳播來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞的有線傳輸系統(tǒng)（金屬線傳輸系統(tǒng)和光纜傳輸系統(tǒng)）和以電磁波在空中的傳播來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞的無線傳輸系統(tǒng)（長(zhǎng)波、短波、超短波和地面微波通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)）。

第21頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●轉(zhuǎn)接交換系統(tǒng)實(shí)質(zhì)就是交換機(jī)，通信網(wǎng)的核心。主要完成接入交換結(jié)點(diǎn)鏈路的匯集、轉(zhuǎn)接接續(xù)和分配等。對(duì)不同電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接交換設(shè)備的性能要求是不同的。例如：程控電話交換網(wǎng)采用直接接續(xù)通話電路的電路交換方式。計(jì)算機(jī)通信的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。

第22頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.3.3路由的概念指網(wǎng)路中任意兩個(gè)交換中心之間建立的一個(gè)呼叫連接或傳遞信息的途徑。比如：A-B、B-C、A-B-C。

ABC第23頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.3.4通信網(wǎng)的分類

●按運(yùn)營(yíng)方式分：公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。

●按服務(wù)和使用范圍分：本地網(wǎng)、市內(nèi)網(wǎng)、長(zhǎng)途網(wǎng)、國(guó)際網(wǎng)。●按業(yè)務(wù)范圍的不同分：電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)、傳真網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等。

第24頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●按不同性質(zhì)的傳輸媒介分：有線網(wǎng)和無線網(wǎng)。所謂有線網(wǎng)，是指?jìng)鬏斆劫|(zhì)為架空明線、電纜、光纜等形式的通信網(wǎng)，其特點(diǎn)是媒質(zhì)能看得見，摸得著。所謂無線網(wǎng)，是指?jìng)鬏斚⒌拿劫|(zhì)為看不見、摸不著的媒質(zhì)（如電磁波）的一種通信網(wǎng)。有線網(wǎng)的傳輸媒介主要有電纜、明線、光纜等。無線網(wǎng)包括移動(dòng)通信、無線電尋呼、衛(wèi)星通信等。

第25頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●按不同的傳輸信號(hào)分：數(shù)字網(wǎng)、模擬網(wǎng)和數(shù)?；旌暇W(wǎng)。第26頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●按工作頻段分

按通信設(shè)備的工作頻率不同，通信系統(tǒng)可分為長(zhǎng)波通信、中波通信、短波通信、微波通信等。●按通信者是否運(yùn)動(dòng)分

通信還可按收發(fā)信者是否運(yùn)動(dòng)分為移動(dòng)通信和固定通信。移動(dòng)通信是指通信雙方至少有一方在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息交換?！癜赐ㄐ艑?duì)象的位置分按通信對(duì)象的位置分為地面通信、對(duì)空通信、深空通信、水下通信等。第27頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

●按調(diào)制方式分

根據(jù)是否采用調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶（調(diào)制）傳輸。