現代通信技術基礎及應用 課件 第1、2章 走進通信與通信網、數字通信技術基礎

《現代通信技術基礎及應用》第一章

走進通信與通信網第一章走進通信與通信網12345通信的基本概念通信的發(fā)展史

通信網絡的組成電信業(yè)務分類實訓項目通信的基本概念與通信系統(tǒng)模型國內及國際通信的發(fā)展歷史通信網的分類及組網結構電信業(yè)務分類認識通信，使學生了解通信的相關知識，增強學生的通信意識，這些基本概念是學習和理解通信技術與原理的基礎。本章學習重點本章素養(yǎng)目標1本章摘要消息（message）關于人或事物情況的報到，是通信系統(tǒng)有待于傳輸的對象，它來自于信源且有多種表現形式，如數據、文本、聲音、圖像、符號、溫度等，各種形態(tài)可以相互轉化，例如，聲音被手機接收，就轉為數據，在網絡中進行傳輸。信息（information）無所不在，它存在于自然界和人類社會的任何事物的運動和變化中，可以被認知主體（生物或機器）獲取和利用。信號（signal）是運載消息的工具，信息的物理載體。從廣義上講，它包含光信號、聲信號和電信號。例如，古代人利用烽火臺產生的狼煙，向遠方軍隊傳遞軍情，這屬于光信號；當大家上課交流時，聲波傳遞到同學們的耳朵，這屬于聲信號；日常生活中，各種無線電波、通信電話網中的電流等，都可以用來傳遞各種消息，這屬于電信號。在通信網絡中信號以電（或光）的形式進行處理和傳輸，電信號常用的形式是電流、電壓與電磁波等。1.消息、信息與信號2．信號類型與特征1.1.1通信基本概念模擬信號

數字信號模擬信號數字信號特征：信號的幅度隨時間作連續(xù)的、隨機的變化，信號的取值是連續(xù)的。例如：手機送出的語音信號，照相機輸出的圖像信號等。特征：信號的幅度隨時間的變化只具有離散的、有限的狀態(tài)，信號的取值是離散的。例如：計算機、傳真機輸出的信號。從總體上看，通信系統(tǒng)包括發(fā)送端（信源、發(fā)送設備）、信道、接收端（接收設備、信宿）組成。信源（informationsource即信息源，是消息（或信息）的發(fā)源地，其核心器件是輸入傳感器。發(fā)送設備（transitter）將信源產生的信號進行處理和變換，轉換成適合在信道中傳輸的信號。信道（channel）是指用于傳輸信號的各種物理介質。接收設備（receiver）與發(fā)送設備的功能相反，即把收到的信號進行放大和反變換（如譯碼、解調等），其目的是從受到減損的接收信號中恢復出原始的消息信號。信宿（destination）是信息傳輸的目的地。其功能與信源相反，即把電信號還原城原始信號。噪聲源（noisesource）是客觀存在的，信道中的噪聲以及通信系統(tǒng)其他各處噪聲的集中表示。1.通信系統(tǒng)基本模型1.1.2通信系統(tǒng)模型信源發(fā)出的信息經調制器變換處理后，送往信道上傳輸的是模擬信號的通信系統(tǒng)就稱為模擬通信系統(tǒng)。在接收端解調器進行反變換，并送達信宿。應該指出，除正反變換外，實際通信系統(tǒng)中一般還有濾波、放大、天線輻射等信號處理過程。但是，上述兩種變換起主要作用，而其他處理只是對信號進行波形或性能上的改善，不會使信號發(fā)生質的變化。2.模擬通信系統(tǒng)模型1.1.2通信系統(tǒng)模型對照模型可知，這里的發(fā)送設備包括信源編碼、信道編碼和調制器，接收設備的位置與發(fā)送設備相對應，功能相反。各單元的主要功能如下：信源編碼有兩個基本功能。一是進行模/數（A/D）轉換，即將模擬信號編碼成數字信號；二是去除冗余（多余）信息，以提高傳輸的有效性。解碼（譯碼）是編碼的逆過程。信道編碼的作用是進行差錯控制。信道編碼器對傳輸的信息碼元按一定的規(guī)則加入保護成分（監(jiān)督碼元），組成所謂的“抗干擾編碼”。接收端的信道譯碼器按相應的規(guī)則進行解碼，從中發(fā)現錯誤或糾正錯誤，提高通信系統(tǒng)的可靠性。調制的本質及原理，數字和模擬相似，都是把基帶信號（這里是數字基帶信號）加載到高頻載波上。解調是調制的逆過程。3.數字通信系統(tǒng)模型1.1.2通信系統(tǒng)模型有效性模擬通信系統(tǒng)的有效性可以用有效傳輸頻帶來度量。同樣的消息用不同的調制方式，則需要不同的頻帶帶寬，如單邊帶信號占用的帶寬僅為4kHz，雙邊帶信號則需要8kHz，因此在一定的信道帶寬內，采用單邊帶方式進行復用的信號路數要比雙邊帶多出一倍，說明單邊帶方式的有效性好。可以看出信號占用的傳輸帶寬越小，通信系統(tǒng)的有效性就越好?？煽啃阅M通信系統(tǒng)的可靠性常用接收端最終輸出信噪比來度量。不同調制方式在同樣信道信噪比下所得到的最終解調后的信噪比是不同的。如調頻系統(tǒng)的可靠性通常比調幅系統(tǒng)的好，但調頻信號占用的帶寬比調幅信號的寬。所以可靠性與有效性總是一對矛盾。1.模擬通信系統(tǒng)的性能指標2．計算機安全階段1.1.3通信系統(tǒng)指標數字信號的傳輸帶寬取決于碼元速率，而碼元速率和信息速率有著確定的關系。有效性碼元速率簡稱傳碼率，又稱符號速率等。它表示單位時間內傳輸碼元的數目，單位是波特（Baud），所以也稱波特率。設碼元寬度為，則碼元速率可表示為：

（Baud）

數字信號有多進制和二進制之分，但碼元速率與進制數無關，只有傳輸的碼元寬度T有關。信息速率簡稱傳信率

，又稱比特率等。它表示單位時間內傳遞的平均信息量或比特數，單位是比特/秒（bit/s），可記為b/s、bps（bitpersecond）。

一個二進制碼攜帶1bit的信息量（等概率傳輸），一個

進制碼元攜帶

比特的信息量（等概率傳輸），所以碼元速率和信息速率存在一下確定的關系，即：

2.數字通信系統(tǒng)的性能指標2．計算機安全階段1.1.3通信系統(tǒng)指標

（bit/s）頻帶利用率是指單位頻帶內的碼元傳輸速率，可表示為：

（baud/Hz）數字信號的傳輸帶寬取決于碼元速率

，而碼元速率和信息速率

有著確定的關系。數字信號的傳輸帶寬取決于碼元速率，而碼元速率和信息速率有著確定的關系?？煽啃哉`碼率（碼元差錯率）

是指發(fā)生差錯的碼元數在傳輸總碼元數中所占的比例，即碼元在傳輸過程中被傳錯的概率。

越小，說明傳輸的可靠性越高?？杀硎緸椋?/p>

=

誤信率（信息差錯率）

是指發(fā)生差錯的比特數在傳輸總比特數中所占的比例，即錯誤接收的比特數在傳輸總比特數中所占的比例?？杀硎緸椋?/p>

2.數字通信系統(tǒng)的性能指標2．計算機安全階段1.1.3通信系統(tǒng)指標=顯然，對于二進制系統(tǒng)，有

=。影響通信發(fā)展的重要事件1.2.1通信發(fā)展史-通信發(fā)展歷程重要事件時間主要貢獻者話筒接力傳送語音信息1796休斯電報技術1837莫爾斯、希林、庫克電磁場理論1864麥克斯韋有線電話（模擬電話的先驅）1876貝爾、格雷證明電磁波的存在1887赫茲無線電通信技術（微波、衛(wèi)星通信）1896波波夫、馬可尼、克拉克數據傳輸理論1928奈奎斯特調頻技術1933阿姆斯特朗脈沖編碼調制（PCM）1937里夫斯數字通信理論（信噪比-傳輸速率）1948香農光纖通信1966高錕蜂窩移動通信系統(tǒng)1978貝爾實驗室目前，通信技術和通信產業(yè)伴隨著計算機技術、傳感技術、遙控遙測遙感和微處理等技術的發(fā)展和相互融合，以及人類社會和社會的需求，正在或已經向著數字化、智能化、高速與寬帶化、網絡與綜合化、移動與個人化等方向飛速發(fā)展。1.2.2通信發(fā)展史-我國通信發(fā)展現狀固定電話機的演進移動電話機的演進

目前電信網、計算機網和廣播電視網三大網絡通過技術升級與改造，已完成三網融合，能夠提供包括語音、數據、視頻、AI等多種綜合多媒體的通信業(yè)務。中國通信網絡發(fā)生了巨大變化，無論是網絡規(guī)劃，還是用戶數量，都取得了長足的發(fā)展，基礎電信網、計算機網和廣播電視網已經滲透到全國各處，網絡規(guī)模得到巨大提升。1.2.3通信發(fā)展史-我國通信發(fā)展趨勢5G網絡將全面升級，全球5G技術和標準發(fā)展將從Rel-18（5G-Advanced的第一個版本）進入新的歷史階段。5G專網發(fā)展將從“網隨業(yè)動”走向“網業(yè)融通”。加大下一代光網絡核心技術研發(fā)投入，加強全光網絡關鍵技術協(xié)同創(chuàng)新，加快千兆光網建設升級，持續(xù)探索千兆建網、千兆體驗、千兆運維的標準，實施精準的網絡規(guī)劃、部署及運維，挖掘新的商業(yè)模式，提供高品質服務。持續(xù)優(yōu)化IPv6網絡質量，提升網絡終端對IPv6的支持能力，優(yōu)化IPv6網絡路由、提升網絡性能、改善服務質量，加快存量智能網關的IPv6升級，推動數據中心、CDN、云服務平臺加快IPv6改造升級。物聯(lián)網發(fā)展從“數字化”向“智能化”轉變。在海量數據基礎上的大數據計算和挖掘會成為物聯(lián)網發(fā)展的一個重要趨勢。多元算力需求推動算力基礎設施規(guī)模大幅增長。

1.3.1通信網絡的組成-通信網的概念

在分處異地的用戶之間傳遞信息的系統(tǒng)。屬于電磁系統(tǒng)的也稱電信網。它是由相互依存、相互制約的許多要素所組成的一個有機整體，以完成規(guī)定的功能。通信網的功能就是要適應用戶呼叫的需要，以用戶滿意的程度溝通網中任意兩個或多個用戶之間的信息。

通信網的特點是通信雙方既可以進行語音的交流，也可以交換和共享數據信息；通信網絡是社會的神經系統(tǒng)，已成為社會活動的主要機選之一，人們希望傳遞信息安全、可靠；通信網絡配有強大功能的通信終端，可為用戶提供方便的使用，可以進行富有感情色彩的多媒體信息交流，拉進了人們之間的距離。按信道所傳輸的信號模擬通信按傳輸方式基帶傳輸按服務范圍本地通信網按傳輸介質按業(yè)務類型電話網按工作頻段長波、中波、微波及遠紅外通信等1.3.2通信網絡的組成-通信網的分類通信系統(tǒng)可以從不同角度進行分類數字通信數字通信有線通信無線通信帶通傳輸廣播電視網數據通信網長途通信網國際通信網1.3.2通信網絡的組成-通信網的分類無線通信波段劃分及主要用途終端設備典型的終端設備有電話機、電報機、移動電話機、無線尋呼機、數據終端機、微計算機、傳真機、電視機等。傳輸鏈路交換設備電話交換機、電報交換機、數據交換機、移動電話交換機、分組交換機、ATM交換機、寬帶交換機等。無線電：短波、超短波、微波等；有線點：架空明線、電纜、同軸電纜、光纜、海底電纜等。1.3.3通信網絡的組成-電信系統(tǒng)的構成1.3.4通信網的組網結構通信網拓撲結構形式星狀網網狀網復合網蜂窩網環(huán)形網總線型網1.3.4通信網的組網結構

星狀網

網狀網

復合網星型網又稱為輻射制，在地區(qū)中心設置一個中心通信點，地區(qū)內的其他通信點都與中心通信點有直達電路，而其他通信點之間的通信都經中心通信點轉接。適用于通信點比較分散，距離遠，相互之間通信量不大，且大部分通信是中心通信點和其他通信點之間的往來情況。網狀網又稱為點點相連制，網中任何兩個節(jié)點之間都有直達鏈路相連接，在通信建立的過程中，不需任何形式的轉接。網狀網適用于通信節(jié)點數較少而相互間通信量較大的情況。復合網吸取了網狀網和星型網二者的優(yōu)點，比較經濟合理，且有一定的可靠性，是通信網的基本結構形式。通信網拓撲結構形式1.3.4通信網的組網結構

環(huán)狀網

總線型網

蜂窩網環(huán)型網的特點是結構簡單，實現容易。而且由于可以釆用自愈環(huán)對網絡進行自動保護，所以其穩(wěn)定性比較高。總線型網是所有節(jié)點都連接在一個公共傳輸通道——總線上，這種網絡結構需要的傳輸鏈路少，增減節(jié)點比較方便，但穩(wěn)定性較差，網絡范圍也受到限制。蜂窩網是移動通信網的網絡拓撲結構形式，形狀為正六邊形，連在一起，像蜂窩形狀。通信網拓撲結構形式1.3.4通信網的組網結構業(yè)務網負責向用戶提供各種通信業(yè)務，如語音、傳真、數據、多媒體、租用線、VPN等，是現代通信網的主體。目前現代通信網提供的業(yè)務網主要有公用電話網、數字數據通信網、移動通信網、智能網、互聯(lián)網等。傳送網獨立于具體業(yè)務網，負責按需為交換節(jié)點/業(yè)務節(jié)點之間的互連分配電路，為節(jié)點之間信息傳遞提供透明傳輸通道，它還具有電路調度、網絡性能監(jiān)視、故障切換等相應的管理功能。支撐網是現代通信網運行的支撐系統(tǒng)，支撐網中傳遞相應的監(jiān)測和控制信號，包括公共信道信令網、同步網、管理網。通信網的分層信令網一般由信令點（SP）、信令轉接點（STP）和信令鏈路組成。同步網負責網絡時鐘同步、幀同步以及全網的網同步。管理網為保持通信網正常運行和服務，對其進行有效的管理所建立的軟、硬件系統(tǒng)和組織體系的總稱。1.3.4通信網的組網結構通信網的分層：支撐網信令網一般由信令點（SP）、信令轉接點（STP）和信令鏈路組成。同步網負責網絡時鐘同步、幀同步以及全網的網同步。管理網為保持通信網正常運行和服務，對其進行有效的管理所建立的軟、硬件系統(tǒng)和組織體系的總稱。1.4電信業(yè)務分類1.4.1基礎電信業(yè)務-第一類-固定移動通信業(yè)務固定網本地電話業(yè)務固定網本地電話業(yè)務是指通過本地電話網（包括ISDN網）在同一個長途電話編號區(qū)范圍內提供的電話業(yè)務。固定網國內長途電話業(yè)務固定網國內長途電話業(yè)務是指通過長途電話網（包括ISDN網）、在不同“長途編號”區(qū)，即不同的本地電話網之間提供的電話業(yè)務。固定網國際長途電話業(yè)務固定網國際長途電話業(yè)務是指國家之間或國家與地區(qū)之間，通過國際電話網絡（包括ISDN網）提供的國際電話業(yè)務。國際通信設施服務業(yè)務國際通信設施是指用于實現國際通信業(yè)務所需的地面?zhèn)鬏斁W絡和網絡元素。國際通信設施服務業(yè)務是指建設并出租、出售國際通信設施的業(yè)務。

固定通信是指固定終端設備與網絡設備之間主要通過電纜或光纜等線路固定連接起來，進而實現的用戶間相互通信，其主要特征是終端的不可移動性或有限移動性，如普通電話機、IP電話終端、傳真機、聯(lián)網計算機等電話網和數據網終端設備。固定通信業(yè)務在此特指固定電話網通信業(yè)務和國際通信設施服務業(yè)務。蜂窩移動通信業(yè)務蜂窩移動通信是采用蜂窩無線組網方式，在終端和網絡設備之間通過無線通道連接起來，進而實現用戶在活動中可相互通信。第一類衛(wèi)星通信業(yè)務衛(wèi)星通信業(yè)務是指經過通信衛(wèi)星和地球站組成的衛(wèi)星通信網絡提供的話音、數據、視頻圖像等業(yè)務。第一類包括衛(wèi)星移動通信業(yè)務、衛(wèi)星國際專線業(yè)務。第一類數據通信業(yè)務數據通信業(yè)務是通過因特網、幀中繼、ATM、X.25分組交換網、DDN等網絡提供的各類數據傳送業(yè)務。第一類數據通信業(yè)務包括：因特網數據傳送業(yè)務、國際數據通信業(yè)務、公眾電報和用戶電報業(yè)務。1.4.1基礎電信業(yè)務-第一類-其它通信業(yè)務集群通信業(yè)務是指利用具有信道共用和動態(tài)分配等技術特點的集群通信系統(tǒng)組成的集群通信共網，為多個部門、單位等集團用戶提供的專用指揮調度等通信業(yè)務。第二類衛(wèi)星通信業(yè)務第二類衛(wèi)星通信業(yè)務包括：衛(wèi)星轉發(fā)器出租、出售業(yè)務、國內甚小口徑終端地球站（VSAT）通信業(yè)務。無線尋呼業(yè)務是指利用大區(qū)制無線尋呼系統(tǒng)，在無線尋呼頻點上，系統(tǒng)中心（包括尋呼中心和基站）以采用廣播方式向終端單向傳遞信息的業(yè)務。第二類數據通信業(yè)務第二類數據通信業(yè)務包括：固定網國內數據傳送業(yè)務、無線數據傳送業(yè)務。國內通信設施服務業(yè)務是指用于實現國內通信業(yè)務所需的地面?zhèn)鬏斁W絡和網絡元素。國內通信設施服務業(yè)務是指建設并出租、出售國內通信設施的業(yè)務。1.4.2基礎電信業(yè)務-第二類數據處理與交易處理01國內多方通信服務業(yè)務02因特網虛擬專用網業(yè)務03因特網數據中心業(yè)務04是指利用各種與通信網絡相連的數據與交易/事務處理應用平臺，通過通信網絡為用戶提供在線數據處理和交易/事務處理的業(yè)務。是指通過通信網絡實現國內兩點或多點之間實時的交互式或點播式的話音、圖像通信服務。是指經營者利用自有的或租用公用因特網網絡資源，采用TCP/IP協(xié)議，為國內用戶定制因特網閉合用戶群網絡的服務。是指利用相應的機房設施，以外包出租的方式為用戶的服務器等因特網或其他網絡的相關設備提供放置、代理維護、系統(tǒng)配置及管理服務。1.4.3增值電信業(yè)務-第一類是指利用存儲轉發(fā)機制為用戶提供信息發(fā)送的業(yè)務。語音信箱、X.400電子郵件、傳真存儲轉發(fā)等屬于存儲轉發(fā)類業(yè)務。存儲轉發(fā)類業(yè)務是指利用接入服務器和相應的軟硬件資源建立業(yè)務節(jié)點，并利用公用電信基礎設施將業(yè)務節(jié)點與因特網骨干網相連接，為各類用戶提供接入因特網的服務。因特網接入服務業(yè)務是指通過信息采集、開發(fā)、處理和信息平臺的建設，通過固定網、移動網或因特網等公眾通信網絡直接向終端用戶提供語音信息服務（聲訊服務）或在線信息和數據檢索等信息服務的業(yè)務。。。信息服務業(yè)務是指受企事業(yè)單位委托，通過固定網、移動網或因特網等公眾通信網絡向用戶提供有關該企事業(yè)單位的業(yè)務咨詢、信息咨詢和數據查詢等服務。呼叫中心業(yè)務1.4.3增值電信業(yè)務-第二類1.5實訓項目目的要求：（1）認識通信機房的電源設備、傳輸設備、交換設備及無線主設備；（2）考察通信機房內設備布局、認識通信線路及對應配套設施。實施過程：（1）參觀運營商或通信實驗室機房設備，認識不同設備的尺寸、性能及用途，并對不同設備進行分類，能夠獨立識別通信設備；（2）考察通信機房的布局及通信線路走向，總結通信機房設備及通信線路的設計安裝要求，通信機房的操作管理規(guī)范及相關注意事項。（3）總結報告：撰寫實訓報告。目的要求：（1）通過考察運營商電信的業(yè)務類型，理解電信業(yè)務，對不同的電信業(yè)務有所了解；（2）通過考察運營商電信業(yè)務套餐，充分了解電信業(yè)務種類以及相應的資費政策，并對不同運營商進行對比分析。實施過程：（1）通過網絡查詢、營業(yè)廳調研及周邊用戶訪問的方式，考察運營商的各種電信業(yè)務，并統(tǒng)計目前用戶所用的電信業(yè)務的歸屬；（2）通過營業(yè)調研及周邊用戶走訪，考察大家目前所用的主流套餐及相應的資費情況，并根據所屬群體對不同運營商、不同職業(yè)、不同年齡等進行統(tǒng)計分析。（3）總結報告：撰寫實訓報告。實訓一：參觀通信機房項目二：考察電信業(yè)務1.6本章小結序號知識點內容1通信的基本概念消息、信息與信號的定義；信號的類型與特征。2通信系統(tǒng)的系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)與數字通信系統(tǒng)的組成及區(qū)別。3通信系統(tǒng)的性能指標模擬與數字通信系統(tǒng)的性能指標有效性、可靠信。4通信網絡的組成及組

網結構通信系統(tǒng)的組成終端設備、傳輸鏈路及交換設備；通信網的拓撲結構，主要是星型網、網狀網、復合網、蜂窩網、環(huán)型網和總線型網等。5我國通信電信業(yè)務分類通信電網業(yè)務分為基礎電信業(yè)務（包含第一類基礎電信業(yè)務和第二類基礎電信業(yè)務）與增值電信業(yè)務。1.6本章習題1．簡要說明消息、信息與信號的定義及關系。2．通信系統(tǒng)模型有模塊組成？3．什么是模擬通信系統(tǒng)、數字通信系統(tǒng)，分別有什么

特點？4．若二進制信號的單個碼元寬度為0.5ms，求傳碼率

和傳信率

；若改為八進制，碼元寬度不變，求

和

。5．簡述我國電信發(fā)展現狀及趨勢。6．簡述通信網絡的分類及組網結構。7．電信業(yè)務分為哪兩大類？5G移動電話和電子郵件屬于哪一種業(yè)務？。感謝大家《現代通信技術基礎及應用》第二章數字通信技術基礎第九章信息安全技術12345數字通信概述信源編碼多路復用與同步技術信道編碼數字信號的基帶傳輸6調制技術7數字通信系統(tǒng)案例8實訓項目理解通信系統(tǒng)的基本組成與特點認識數字數據編碼技術理解數字交換技術的原理及應用了解數據傳輸技術了解數字調制技術通過本章節(jié)的學習，形成對數字通信系統(tǒng)的體系化認識，樹立全局觀念科技是第一生產力，科技發(fā)展助推社會進步本章學習重點本章素養(yǎng)目標2本章摘要在數字通信初級階段發(fā)展與電報技術發(fā)展相關。在1937年，A.H.里夫斯提出脈沖編碼調制（PCM）,推動了模擬信號數字化進程，為數字通信奠定了基礎。1946年，法國工程師DeLoraine提出增量脈碼調制方式（DM），目的在于簡化模擬信號的數字化方法。1947年，美國貝爾實驗室研制出24路電子管脈碼調制裝置進行實驗，證實實現脈沖編碼調制的可行性。1950年，C.C.卡特勒提出DPCM編碼,簡稱差值編碼，可以提高編碼頻率。在1953年，研制出不用編碼管的反饋比較型編碼器，使輸入信號的動態(tài)范圍進一步擴大。在1962年，美國研制出晶體管24路1.544Mbit/s速率的PCM設備,廣泛使用于市話網局間。1.通信初級階段2．近代通信階段2.1.1數字通信發(fā)展簡史數字通信的發(fā)展利用電磁波通信的歷史可大致劃分為三個階段，1837年通信初級階段，此時期電報開始使用；1948年近代通信階段，由香農提出信息論開始；80年代以后的現代通信階段，光纖通信應用、綜合業(yè)務數字網開始崛起。20世紀90年代，數字通信向超高速大容量長距離方向發(fā)展，高效編技術日益成熟，語聲編碼走向實用化，新的數字化智能終端進一步發(fā)展。隨后，隨著數字通信的應用范圍與應用規(guī)模的擴大，新的應用業(yè)務如電子數據互換（EDI），多媒體通信等不斷涌現。數字通信網路日益向高速、寬帶、數字傳輸與綜合利用的方向發(fā)展。與移動通信的發(fā)展相配合，移動式數據通信也獲得迅速發(fā)展。同時隨著網路與系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，不同類型的網路與系統(tǒng)的互連（也包括對互連網路的操作與管理）的已成必然。3.現代通信階段2.1.2數字通信系統(tǒng)的組成數字通信傳輸消息的載體是數字信號，需要對載波進行數字調制后再進行傳輸。它可傳輸電報、數字數據等數字信號，也可傳輸經過數字化處理的語聲和圖像等模擬信號。如數字電話系統(tǒng)、數字電視信號傳輸系統(tǒng)、數字廣播系統(tǒng)等，數字通信模型下圖所示。信源與信宿位于通信系統(tǒng)的兩端。信源：位于發(fā)送端，產生各種信息的信息源，負責將原始信息轉換為電信號。信宿：位于接收端，負責接收信息，將電信號轉換回原始信息。以電報通信為例，發(fā)報機作為信源，將攜帶了文字信息的摩爾斯碼轉換為脈沖信號發(fā)送出去，收報機作為信宿，將接收到的脈沖信號轉換回摩爾斯碼1.信源與信宿2.1.2數字通信系統(tǒng)的組成（1）發(fā)送器發(fā)送器對信源發(fā)出的信息轉換成適合在傳輸系統(tǒng)中傳輸的信號，不同信源和傳輸系統(tǒng)，發(fā)送器具有不同的組成和信號變換功能，如對信息進行必要的檢錯和糾錯編碼、信息放大及信息加密等。（2）接收器負責將從信道上接收信號，進行檢錯糾錯處理后，將信息轉換為信宿可以接收的信息形式。其作用正好與發(fā)送器相反。2.發(fā)送器和接收器信道是信號的傳輸媒介，負責在發(fā)送器和接收器之間傳輸信號，信道的特性決定了信息在信道上的傳輸形式，信道的特性取決于傳輸媒介，因此按傳輸媒介進行分類可以將通信信道分為有線信道和無線信道。（1）有線信道有線信道的傳輸媒介為電話線、網線、光纖、同軸電纜等導線。（2）無線信道無線信道的傳輸媒介為自由空間的電磁波，在通信系統(tǒng)中主要用到了無線電波和光波。無線電波按波長可分為超長波、長波、中波、短波、超短波和微波。如WiFi主要使用UHF頻段的2.4GHz微波和SHF頻段的5GHz微波進行通信。微波和衛(wèi)星通信使用SHF和EHF頻段的7~38GHz微波進行通信。3.信道2.1.2數字通信系統(tǒng)的組成抗干擾能力強，傳輸質量高便于實現用戶間的數據交換提高通信信道利用率傳輸安全性高、保密性好數字電路設備功耗低，集成度高數字通信系統(tǒng)的特點2.1.32.2信源編碼信源編碼是一種以提高通信有效性為目的而對信源符號進行的變換，或者說為了減少或消除信源冗余度而進行的信源符號變換。具體來說，通過某種方法，把信源輸出符號序列變換為最短的碼字序列，使后者的各碼元所載荷的平均信息量最大，同時又能保證無失真地恢復原來的符號序列。可以把信源編碼看做信息做“減法”的過程，提高了數字信號的有效性、經濟性和速度，其最常見應用形式為壓縮。莫爾斯電碼是最原始的信源編碼，ASCII碼和電報碼也都是信源編碼。在現代通信應用中常見的信源編碼方式有：Huffman編碼、算術編碼、L-Z編碼，都屬于無損編碼。另外還有一些有損的編碼方式。如果是模擬信源，需要采用模/數轉換，將模擬信號數字化，再進行壓縮編碼，減少對傳輸帶寬的占用。如GSM系統(tǒng)中先通過PCM編碼將模擬語音信號轉換成104kbps的二進制數字碼流，再利用RPE-LTP算法對其進行壓縮，最終輸出13kbps的碼流，壓縮比為104/13，即8:1。2.2.1模擬信號的數字化處理抽樣：把時間連續(xù)的模擬信號轉換成時間上離散、幅度連續(xù)的抽樣信號；量化：把時間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號轉換成時間離散、幅度離散的數字信號；編碼：將量化后的信號編碼形成多位二進制碼組成的碼組表示抽樣值，完成模擬信號到數字信號的轉換。編碼后的二進制碼組經數字信道傳輸，在接收端，需經過譯碼和濾波，還原為模擬信號。通信系統(tǒng)中模擬信號數字化過程一般由ADC來完成，即模/數轉換器，數字信號模擬化過程由DAC完成，即數/模轉換器。模擬信號數字化處理包括三個過程：抽樣、量化和編碼，也稱為脈沖編碼調制（PCM）。2.2.2音頻編碼技術1．語音編碼的性能指標根據音頻編碼技術目標，衡量一種音頻編碼技術的好壞的指標包括語音質量、編碼速率、編解碼延時和算法復雜度等，在不同場合要求下，側重點不同。（1）語音質量語音的質量與語音的帶寬有關，一般來說頻率范圍越寬，語音質量也就越高。（2）編碼速率編碼速率指模擬信號經過抽樣、量化和編碼之后產生的數字信號的信息傳輸速率，單位為比特/秒（bit/s）,也可以用“比特/樣值”表示，比特/樣值越大，即用越多的二進制位數表示一個樣值，量化就越細，語音質量越容易提高，但相應地對傳輸速度、帶寬、存儲容量的要求也越高。（3）算法復雜度一般來說，編解碼算法復雜度越高，相應提高語音質量或降低編碼速率，但是卻提高硬件實現的復雜度，增加硬件實現的可能性和成本。因此，在實際應用中，一般在保持一定語音質量的前提下盡可能降低運算。（4）編解碼延時對語音信號的分幀處理以及復雜的算法會產生編解碼延時。其與傳輸延時構成系統(tǒng)總延時音頻編碼技術的目標是在給定編碼速率的條件下，用盡量小的編解碼延時和算法復雜度，得到盡可能好的重建音頻質量。2.2.2音頻編碼技術2．語音編碼的分類根據編碼器的實現機理，可將語音編碼大致分為三類：波形編碼、參量編碼和混合編碼。（1）波形編碼波形編碼是從語音信號波形出發(fā)，對波形的采樣值、預測值或預測誤差值進行編碼。其以語音信號波形的重建為目的，使重建波形接近原始信號波形。常用的波形編碼方法包括脈沖編碼調制（PCM）、增量調制（DM）、自適應差分編碼調制（ADPCM）、子帶編碼（SBC）、自適應變換編碼（ATC）等。（2）參量編碼參量編碼通過對語音信號的某一特征參量的提取及編碼，力圖重建一個新的與原信號聲音相似，但波形不盡相同的語音信號。線性預測編碼（LPC）是最常用的語音編碼方法。其主要用于移動通信系統(tǒng)等利用無線信道的通信設備中。該方法的優(yōu)點是可懂度較高，但合成語音自然度不夠好，抗背景噪聲能力較差。（3）混合編碼混合編碼是在波形和參量編碼的基礎上提出來的，既克服了上述兩種編碼的弱點，又結合了它們的長處，能在中低速率上實現高質量的重建語音。常用的混合編碼包括多脈沖線性預測編碼（MP-LPC）、碼激勵線性預測編碼（CELP）等。3．音頻編碼的應用GSM系統(tǒng)最初采用的音頻編碼算法稱為RPE-LPT，即規(guī)則脈沖激勵線性預測編碼；3GWCDMA音頻編碼算法采用AMR-NB，NB指窄帶，即窄帶AMR；4GVoLTE音頻編碼算法采用AMR-WB（寬帶AMR）編碼方式。2.2.3圖像編碼技術1.圖像編碼的性能指標圖像編碼的性能指標主要包括壓縮效率（壓縮前后編碼速率的比值）、壓縮質量（指恢復圖像的質量）、編解碼算法的復雜度、編解碼延時等。2.圖像編碼的分類根據編碼過程是否存在信息損耗，圖像編碼可以分為有損壓縮和無損壓縮。根據恢復圖像的準確度，可以分為信息保持編碼（主要應用于圖像的數字存儲，屬于無損壓縮）、保真度編碼（主要應用于數字電視技術和多媒體通信領域，屬于有損壓縮）、特征提取編碼（主要應用于圖像識別、分析和分類，屬于有損編碼）。根據圖像壓縮的實現方式，可以分為變換編碼（如離散傅里葉變換）、概率匹配編碼（如霍夫曼編碼）、預測編碼（如DPCM）等。對圖像進行壓縮編碼之前，首先需要對圖像信號進行抽樣和量化。由于靜止圖像信號是二維的，通常采用等間隔的點陣抽樣方式，即在x方向上取M點，在y方向上取N點，讀取整個圖像函數空間內M×N個離散點的值，從而得到一個用樣點值所表示的陣列。圖像量化的基本要求為在量化噪聲足夠小的前提下，用最少的量化電平進行量化。由于圖像數據量大、占用頻帶較寬，得到的各個像素點之間不獨立，圖像信號經過抽樣、量化后，得到的數字圖像中各個像素彼此之間的相關性很大。因此圖像壓縮編碼的核心思想是消除像素點間數據的相關性，同時利用人眼的視覺生理特征和圖像的概率統(tǒng)計模型進行自適應量化編碼。2.3多路復用與同步技術在數字通信系統(tǒng)中，為了提高線路利用率，在同一信道上傳輸互不干擾的多路信號的通信方式，稱為多路復用。多路復用技術解決多路信號組合在一條物理信道上進行傳輸的問題。頻分多路復用指在物理信道上按照頻率區(qū)分信號，具體來講，當物理信道的頻率帶寬大大超過單一原始信號所需要的帶寬的情況下，可以將物理信道的總帶寬分割成多個與傳輸單個信號帶寬相同（略寬）的子信道，每個信道傳輸一路信號。多路原始信號在頻分復用前，先要通過頻譜搬移技術將各路信號的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上，使各信號的帶寬不相互重疊。1.頻分多路復用（FDM）2.3.1多路復用技術若物理信道能夠達到的位傳輸速率超過各路信號源所要求的的數據傳輸速率，可以采用時分多路復用技術。時分多路復用是將一條物理信道按時間分為若干時間片（時隙）輪流地給多個信號使用，每一時間片（時隙）由復用的一個信號占用，這樣可以在一條物理信道上傳輸多個數字信號。2．時分多路復用（TDM）2.3.1多路復用技術波分復用（WDM）是將兩種或多種不同光波長信號在發(fā)送端經復用器（在WDM系統(tǒng)中亦稱合波器）匯合，耦合到光線路的同一根光纖中各自傳輸信息的技術；在接收端經解復用器（分波器）分離出不同波長的光信號。實際就是將電的頻分多路復用技術用于光纖信道，區(qū)別在于WDM使用光調制解調設備將不同信道的信號調制成不同波長的光，并復用到光纖通道上，在接收端使用波分設備分離出不同的波長的光。3．波分多路復用（WDM）2.3.1多路復用技術碼分多路復用技術是用一組包含互相正交的碼字的碼組攜帶多路信號，各路信號的碼元采用不同的編碼，發(fā)送端各路信號可以占用全部頻帶，在同一時間發(fā)送，靠信號的不同波形來區(qū)分各個用戶，抗干擾性強。在接收端，只能用相匹配的接收機才能識別出相符合的信號，不同碼型的信號因為接收機本地產生的碼型不同而不能被解調，此時這些信號相當于噪聲和干擾信號。碼分多路復用技術主要用于無線通信系統(tǒng)，特別是移動通信系統(tǒng)。它不僅可以提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性以及減少干擾對通信的影響，而且增大了通信系統(tǒng)的容量。4.碼分多路復用（CDM）2.3.1多路復用技術在復接過程中各支路的數字信號在高次群中有3種復接方法（1）按位復接按位復接每次只依次復接每個支路的一位碼，所以又稱為比特復接。即復接高速流依次取各支路的第1位碼后，再循環(huán)取各支路以后的各位碼。（2）按路復接對于PCM基群而言，一個路時隙有8bit，復接時先將8bit寄存起來，在規(guī)定時間內8bit一次復接，即依次取各支路的一時隙（8bit）以后．再循環(huán)取各支路以后的各個時隙。（3）按幀復接按幀復接是指每次復接一個支路的一幀數碼，即各路的第一幀依次取過以后，再循環(huán)取以后的各個幀。1．數字復接方法2.3.2數字復接技術按照復接時各低次群時鐘的情況，復接方式可分為同步復接、異步復接與準同步復接。（1）同步復接同步復接方式中各個輸入支路的時鐘統(tǒng)一由同一個時鐘提供，即指各個支路的時鐘頻率完全相同的復接方式。（2）異步復接異步復接指復接信號時鐘不是同時鐘源、且沒有統(tǒng)一的標稱頻率或相應的數量關系的各個支路進行復接的復接方式。（3）準同步復接準同步復接是指參與復接的各個低次群時鐘異源，但各支路的時鐘在一定的容差范圍內。該方式在復接前必須將各支路的碼速都調整到規(guī)定值后才能復接，是目前使用最廣泛的一種復接方式2．數字復接方式2.3.2數字復接技術國際電信聯(lián)盟（ITU）推薦了兩類數字速率系列和數字復接等級，如表所示。3．數字復接系列2.3.2數字復接技術同步指使系統(tǒng)的收發(fā)兩端步調在時間和頻率保持一致。（1） 載波同步載波同步用于數字調制系統(tǒng)的相干解調中，相干解調需要在接收端恢復出與發(fā)送端載波同頻并與其相位保持某種特定關系的相干載波，在接收端獲得這一載波的過程稱為載波同步。載波同步是實現相干解調的首要條件。（2） 位同步位同步也稱為比特同步或碼元同步，比特是數據傳輸的最小單位，如二進制數字系統(tǒng)中的“0”和“1”，分別占用一比特單位。位同步指收發(fā)雙方的位定時脈沖信號頻率相等且相位符合某種特定關系。（3） 幀同步幀同步也稱為群同步，幀同步指通信雙方的幀定時信號頻率相等且相位符合某種特定關系。（4）網同步網同步指通信網各節(jié)點的時鐘頻率相等，即節(jié)點時鐘同步。1．同步的概念及分類2.3.3同步技術按傳輸同步信息方式的不同，同步方式可分為外同步法和自同步法。（1） 外同步法外同步法由發(fā)送端傳輸獨立的同步信號，因此要付出額外的功率及占用一定的頻帶資源，一般應用在幀同步中。（2） 自同步法在自同步法中，發(fā)送端不需要專門發(fā)送同步信息，同步信息由接收端設法從所收的信號中提取，因此不需要付出額外的功率。該方法多用于載波同步中。2.同步方式2.3.3同步技術2.4.1信道編碼信道編碼，也被叫做差錯控制編碼，是目前現代通信當中的基礎。由于在實際信道中的傳輸特性影響，及不可避免的噪聲和干擾，發(fā)送的碼字和接收的碼字之間不可避免存在差異及發(fā)生錯誤，影響傳輸系統(tǒng)的可靠性。信道編碼的目的是改善通信系統(tǒng)的傳輸質量，提高系統(tǒng)可靠性?；舅枷胧歉鶕欢ǖ囊?guī)則在要傳輸的信息碼中增加一些冗余符號，即對傳輸信號做“加法”的過程，以保證傳輸過程的可靠性。信道編碼的任務是構造具有最小冗余成本的“良好代碼”，以獲得最大的抗干擾性能。通過信道編碼，對傳輸數據流進行相應的處理，使得系統(tǒng)具有一定的糾錯能力和抗干擾能力，極大避免誤碼的發(fā)生，因此也稱為差錯控制。（1） 按照編碼的不同功能進行分類檢錯碼：能發(fā)現錯誤，能檢錯但無糾錯能力糾錯碼：能檢測錯誤同時還具有糾正誤碼的能力糾刪碼：具有糾錯功能，同時對不可糾正的碼元進行簡單的刪除（2） 按照信息碼元和附加監(jiān)督碼元之間的檢驗關系分類線性碼：兩者之間的關系為線性關系（即滿足一組線性方程）非線性碼：兩者之間無線性關系（3） 按照信息碼元和附加監(jiān)督碼元之間的約束關系分類分組碼：監(jiān)督碼元僅與本組的信息有關。卷積碼：監(jiān)督碼元與本組信息有關，也與之前碼組的信息有約束關系，各組信息具有相關性，其性能優(yōu)于分組碼。（4） 按信息碼元在編碼前后原形式是否保持分類系統(tǒng)碼：信息碼元和監(jiān)督碼元在分組內有確定的位置，原形式保持。非系統(tǒng)碼：信息碼元改變了原來的信號形式，信息位發(fā)生了改變，給觀察和譯碼帶來麻煩，較少應用。1.差錯控制編碼的分類2.4.2差錯控制編碼常用的差錯控制方式主要有四種，分別為前向糾錯（FEC）、檢錯重發(fā)（ARQ）、反饋校驗（IRQ）和混合糾錯（HEC）。（1）前向糾錯（FEC）發(fā)送端對信息碼元進行編碼處理，使發(fā)送的碼組具備糾錯能力，接收端經譯碼能自動發(fā)現并糾正傳輸中出現的錯誤，因此該方式不需要反向信道。（2）檢錯重發(fā)（ARQ）發(fā)送端經過編碼后發(fā)出能夠檢錯的碼組，接收端收到后，若檢測出錯誤，則通過反向信道通知發(fā)送端重發(fā)，發(fā)送端將信息再次重發(fā)，直至接收端確認收到正確信息為止。（3）反饋校驗（IRQ）方式反饋校驗方式下，接收端將收到的信息碼元原封不動地轉發(fā)回發(fā)送端，發(fā)送端與發(fā)送的碼元相比較。若發(fā)現錯誤，發(fā)送端再進行重發(fā)。（4）混合糾錯（HEC）混合糾錯是FEC和ARQ兩種方式的結合，在錯誤較少時，具備自動糾錯能力，當錯誤超出糾錯范圍時，進行重發(fā)2．差錯控制方式2.4.2差錯控制編碼基帶是指消息轉換而來的原始信號所占有的頻帶，未對基帶信號的頻譜進行搬移的傳輸方式稱為基帶傳輸?；鶐鬏斠话阌糜诠I(yè)生產中，是一種很老的傳輸方式。從數字終端產生的未對載波調制的待傳信號稱為基帶信號，用基帶信號直接在通信網絡中進行傳輸稱為基帶傳輸?；鶐盘柕念l率一般較低，所包含的頻譜成分很快，其高限頻率和低限頻率之比通常遠大于1，但用于基帶傳輸的信道是有限的，因此需將信號的帶寬限制在某一范圍內。相對的，將基帶信號的頻譜搬移到較高的頻帶，即用基帶信號對載波進行調制后再進行傳輸，則稱為通帶傳輸。選用基帶傳輸或通帶傳輸，與信道的適用頻帶有關。基帶傳輸系統(tǒng)的組成主要由碼波形變換器、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器和取樣判決器等5個功能電路組成2.5.1基帶傳輸的基本概念在基帶傳輸系統(tǒng)中，傳輸碼型由碼波形變換器產生。（1）歸零碼及不歸零碼歸零碼編碼方法是用窄脈沖代表“1”碼，無脈沖代表“0”碼；不歸零碼是在一個碼周期內維持一種電平，如高電平代表“1”，低電平代表“0”。（2）傳號差分碼傳號差分碼編碼方法是用電平的變化來代表“1”(稱“1”為傳號)，電平不變代表“0”。差分碼用于信號傳輸中高低電平會反轉的場合。（3）雙相碼雙相碼又稱分相碼或曼徹斯特碼，用10組合代表“1”，01組合代表“0”。雙相碼的優(yōu)點是沒有直流分量，可用要求不高的交流耦合電路；0與1過渡頻繁，有利于恢復定時信號等。缺點是傳輸碼速加倍，所需頻帶加寬。（4）傳號交替反轉碼（AMI）用窄的正脈沖或負脈沖代表“1”，無脈沖代表“0”，正、負脈沖交替出現。交替?zhèn)魈柗崔D碼的優(yōu)點是沒有直流分量，可利用正、負脈沖交替規(guī)律來監(jiān)視誤碼；缺點是處于長“0”時，恢復定時信號困難。2.5.2基帶傳輸的常用碼型碼間干擾指由于信道特性不理想，波形失真比較嚴重時，可能出現前面幾個碼元的波形同時串到后面，對后面某一個碼元的抽樣判決產生影響。眼圖對于展示數字信號傳輸系統(tǒng)的性能提供了很多有用的信息：可以看出碼間串擾的大小和噪聲的強弱。眼圖“眼睛”張開的大小反映著碼間串擾的強弱。“眼睛”張的越大，且眼圖越端正，表示碼間串擾越?。环粗硎敬a間串擾越大。1．碼間串擾2.5.3眼圖為了定性測量系統(tǒng)的性能衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，通常用示波器觀察接收信號波形的方法來分析碼間串擾和噪聲對系統(tǒng)性能的影響，這就是眼圖分析法。眼圖是一系列數字信號在示波器上累積而顯示的圖形可以用示波器觀測到信號的眼圖，通過眼圖可以獲取到的信息如下：（1）最佳抽樣時刻應在“眼睛”張開最大的時刻。（2）對定時誤差的靈敏度可由眼圖斜邊的斜率決定。斜率越大，對定時誤差就越靈敏。（3）在抽樣時刻上，眼圖上下兩分支陰影區(qū)的垂直高度，表示最大信號畸變。（4）眼圖中央的橫軸位置應對應判決門限電平。（5）在抽樣時刻上，上下兩分支離門限最近的一根線跡至門限的距離表示各相應電平的噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就可能發(fā)生錯誤判決。（6）對于利用信號過零點取平均來得到定時信息的接收系統(tǒng)，眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小，表示零點位置的變動范圍，這個變動范圍的大小對提取定時信息有重要的影響。2．眼圖形成原理2.5.3眼圖無線通信是用空間輻射的方式傳送信號的，由電磁波理論可以知道：天線尺寸為被輻射信號波長的十分之一甚至更大，信號才能被有效地輻射。如果不經過調制直接在空間發(fā)送這個單音信號，需要的天線尺寸至少要幾公里，顯然，實際上根本不會制造出這樣的天線來傳輸單音信號。通過調制將較低信號頻譜搬移到較高的頻率范圍，這樣天線尺寸更小，信號很容易以電磁波形式輻射出去。1．無線通信2.6.1調制的作用調制是對信號源的編碼信息進行處理，使其適合信道傳輸的過程。實質是將基帶信號的頻譜搬移至適合傳輸的頻帶上，同時提高信號的抗干擾能力。反之，解調是將被搬移信號的頻譜恢復回原始基帶信號的過程。調制和解調是各類通信系統(tǒng)的主要技術。在通信技術中，載波指一個用來搭載原始信號（信息）的信號，其不含任何有用信息，用來控制高頻載波參數的基帶信號稱為調制信號；被調制信號調制過的高頻電振蕩稱為已調波或已調信號。有線通信要通過調制將信號頻譜搬移到合適的頻率范圍內，以滿足有線信道的頻率要求。以電話通信為例。電話線允許頻率低于3400Hz的信號直接通過。電話和傳數據（上網）不能同時進行。此時可以利用調制技術，電話線的低頻部分仍然傳送話音，數據調制至高頻部分進行傳送，互不干擾。實際上ADSL就是這么做的。2．有線通信（1）調制方式按照調制信號的性質分為模擬調制和數字調制模擬調制：調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM）數字調制：振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）、移相鍵控（PSK）和差分移相鍵控(DPSK）等。（2）按照載波的形式分為連續(xù)波調制和脈沖調制脈沖調制：脈幅調制（PAM）、脈寬調制（PWM）、脈頻調制（PFM）、脈位調制（PPM）、脈碼調制（PCM）和增量調制（ΔM）。（3）按照傳輸特性，調制方式分為線性調制和非線性調制。廣義的線性調制，是指已調波中被調參數隨調制信號成線性變化的調制過程。狹義的線性調制，是指把調制信號的頻譜搬移到載波頻率兩側而成為上、下邊帶的調制過程。此時只改變頻譜中各分量的頻率，但不改變各分量振幅的相對比例，使上邊帶的頻譜結構與調制信號的頻譜相同，下邊帶的頻譜結構則是調制信號頻譜的鏡像。狹義的線性調制有調幅（AM）、抑制載波的雙邊帶調制（DSB-SC）和單邊帶調制(SSB）。非線性調制包含頻率調制（FM）及相位調制（PM）?，F代數字調制技術有正交幅度調制（QAM）、高斯最小頻移鍵控（GMSK）調制及正交頻分復用（OFAM）等。2.6.2調制方式2.7

數字通信系統(tǒng)案例案例：某智慧小區(qū)項目案例某智慧小區(qū)項目總建筑面積約95.8萬㎡，總投資19.6億元，建設包含54棟住宅、12棟商業(yè)樓、1棟創(chuàng)業(yè)中心和社區(qū)服務中心、幼兒園等，是全國最大的采用產業(yè)化方式建造的住宅小區(qū)項目，如圖2.17所示。該項目由某地產B、C兩個地塊，建設方為保證項目質量及品質，分別在前期土建、管路、弱電系統(tǒng)等方案設計論證，中期施工及后期驗收階段均保證最高標準，嚴格要求每一個環(huán)節(jié)，保證向業(yè)主交付精品工程。某地產B、C地塊智能化系統(tǒng)包含綜合布線系統(tǒng)、計算機網絡系統(tǒng)、數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇對講系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、停車場車牌識別系統(tǒng)、周界電子脈沖圍欄系統(tǒng)、紅外入侵報警系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、電梯五方通話(僅布線)系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)、強電消防巡檢系統(tǒng)、機房建設等系統(tǒng)。2.7.2項目需求案例：某智慧小區(qū)項目案例該項目智能化方案前期設計中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇對講系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、停車場車牌識別系統(tǒng)均采用業(yè)界最先進的數字化方案，通過統(tǒng)一的網絡系統(tǒng)承載各子系統(tǒng)的數據傳輸，除節(jié)省傳輸環(huán)節(jié)線材、管路及人工外，更有利于智能化系統(tǒng)統(tǒng)一界面管理，實現各子系統(tǒng)互相聯(lián)動，進而提高物業(yè)日常運營管理效率，降低管理人員操作難度等；此次項目中所涉及B、C兩個地塊的所有樓棟。主要提供1層室外走道、公共活動場所、綠地區(qū)域、各樓棟單元電梯間、電梯轎廂、負1層停車場等區(qū)域的實時視頻監(jiān)控、樓宇對講系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、停車場車牌識別系統(tǒng)，通過科技手段為主的技防和以人為主的人防相結合，進一步加強該住宅區(qū)信息化建設，提升管理服務水平。一套好的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對于現時代住宅小區(qū)日常管理、業(yè)主日常生活是至關重要的。因此，地產開發(fā)商經過眾多方案比較后選擇PoE供電傳輸技術為主的網絡系統(tǒng)方案。2.7.3項目解決方案該監(jiān)控網絡方案分為核心、匯聚、接入三級網絡架構，核心層由1臺RZ7000-6P-SC小區(qū)網核心交換機，配備2塊主控引擎板卡、1塊RZ70-24GS8TS、1塊RZ70-24GT8TS業(yè)務板卡組成，做核心數據集中交換。匯聚層采用RZ4400-48D-8T上聯(lián)萬兆三層交換機做每棟樓視頻數據匯聚及轉發(fā)節(jié)點，同時也用于樓宇對講系統(tǒng)的單元門口機及部分室內機接入、公共廣播系統(tǒng)的匯聚設備；通過每棟樓布設到監(jiān)控機房的光纖光纜，將各種數據傳輸至核心層設備。接入層采用HR-SPL3110-2F、HR-SPL3122-2C2F、HR-SPL3130-2C2F全千兆管理型PoE智能運維交換機，通過國標超5類雙絞線給前端?？低?00萬半球、400萬槍機及高速球機等設備供電及傳輸數據。所有監(jiān)控設備由?？礜VR進行統(tǒng)一管理存儲、視頻轉發(fā)及解碼上墻。網絡運維管理方面，優(yōu)力普智能標識運維系統(tǒng)提供了智能開局，LCD可視，智能運維，移動運維四大核心功能。能夠減少該項目智能化系統(tǒng)日常管理維護的工作量，降低技術門檻，提高運維管理效率，提升用戶滿意度，滿足了甲方提出的多項需求。2.7.3項目解決方案優(yōu)力普（三代）可視PoE交換機具備超長距離300米10Mbps供電傳輸技術（采用配套專用線可達360米），增大網絡覆蓋范圍。PD-Alive掉線自連功能，實時檢測網絡連接情況，開啟“掉線自連”功能后，能夠及時自動重啟掉線設備，極大地降低網絡維護成本。PoE交換機配合PoE門禁供電模塊直接為門禁主機、磁力鎖及開門按鈕供電和傳輸信號，極大的簡化了門禁系統(tǒng)的部署施工，同時降低成本。2.7.3項目解決方案小區(qū)組網拓撲結構2.7.4項目優(yōu)勢及成效案例：某智慧小區(qū)項目案例智能標識管理系統(tǒng)系統(tǒng)特點優(yōu)勢如下。1）全網設備統(tǒng)一運維管理，全景拓撲自動生成。小區(qū)智能化系統(tǒng)子系統(tǒng)多、終端種類繁雜、網絡規(guī)模龐大。智能標識管理系統(tǒng)提供多系統(tǒng)統(tǒng)一管理，一張物理網絡承載計算機網、通信網、設備網，業(yè)務邏輯隔離，平臺自帶網閘功能，在保障內網安全前提下，實現多網統(tǒng)一管理，節(jié)省投資成本。運維平臺自動生成網絡拓撲，全網架構清晰可見，故障快速精準定位。2）基于統(tǒng)一的信息集成平臺，實現數據信息一體化、運行監(jiān)控一體化、維護管理一體化。通過統(tǒng)一管理平臺對小區(qū)內基礎網絡設備狀態(tài)進行實時監(jiān)測，防患設備故障隱患，提高小區(qū)管理效率，使整體系統(tǒng)具有信息匯聚、資源共享及協(xié)同管理的綜合應用功能；并具有為小區(qū)主體業(yè)務提供高效的信息化運行服務及完善的支持輔助功能。2.7.5項目推薦機型案例：某智慧小區(qū)項目案例（1）RZ7000-6P-SC園區(qū)網核心交換機（2）RZ4400-48D-8T上聯(lián)萬兆三層交換機（3）HR-SPL3110-2F、HR-SPL3122-2C2F、HR-SPL3130-2C2F全千兆管理型PoE智能運維交換機9.5實訓項目1.目的要求：（1）了解常用信號的波形及特點；（2）了解常用信號的相關參數。2.實訓準備：（1）函數信號發(fā)