11光通信1-1

目录第一章信息与信号第二章光通信的一般概念第三章传输光路第四章光发射机第五章光接收机与基本光纤数字通信系统第六章基于电复用的光纤通信系统第七章光放大第八章光路复用技术信息从哲学的角度上讲，信息是构成物质世界的三大支柱之一，其他两个是物质和能量。美国安东尼.欧廷教授:没有物质,就什么东西也不存在.没有能量,就什么事情也不发生.没有信息,就什么东西也无意义.可以说我们生活在信息的海洋之中，没有信息就没有世界，当然也就没有我们人类社会。人类利用信息利用信息的历史非常悠久，而且随着人类社会的发展而发展。到了现代，信息的利用已经非常重要，以至于我们当今生活的社会被称作信息社会。可见信息的重要。信息论的发展历史1924年，奈奎斯特Nyquist提出信息传输理论；1928年，哈特莱Hartley提出信息量关系；1932年，莫尔斯Morse发明电报编码；1946年，柯切尼柯夫提出信号检测理论；1948年，Shannon提出信息论，“通信中的数学理论第一章信息与信号第一节信息的基本知识1．信息的概念2．信息的度量3．信息源4.信息系统与信道第二节信号的概念第三节数字信号第四节噪声第一节信息的基本知识1．信息的概念（1）什么是信息？（2）信息的基本特征2．信息的度量（1）信息量（2）信息量的单位3．信源（1）信源的信息量（2）信源编码4.信息系统与信道信息是事物的特征、状态和与其他事物的关联信息是能够用来消除不确定性的东西。它是信息获得者从“不知”到“知”的过程中，对事物从不确定到确定的一个度量。AB1．信息的概念定义有争议信息论的创始人是美贝尔电话研究所的数学家申农（C.E.Shannon1916――），他为解决通讯技术中的信息编码问题，突破老框框，把发射信息和接收信息作为一个整体的通讯过程来研究，提出通讯系统的一般模型；同时建立了信息量的统计公式，奠定了信息论的理论基础。1948年申农发表的《通讯的数学理论》一文，成为信息论诞生的标志。生物信息DNA信息的客观性信息是事物的特征、状态和与其他事物的关联自然界的万事万物，从一个状态转换为另一个状态，可分为两种情况：一种是必然的，一种是非必然的（有多种可能的）宿舍--教室--具体某个位置信息就是从事物的可能性（不确定性）转换为现实性（确定性）的体现。可能性与现实性事前可能性与事后现实性1圆可能性现实性信息的基本特征信息的第一个特征共享性。信息的第二个特征，可以被传递信息的第三个特征，信息的控制作用信息可以“衍生”信息可以以物质的状态被存储起来对信息的描述，可以分为三个层次，即“语法”、“语义”和“语用”共享性信息可以从一个承载体传递到另一个承载体，但传递过程不会使原有承载体的信息减少。物质不灭定律能量守恒定律可传递性——信息的运动信息的传递依赖于能量的传递二者的传递方向是一致的，但并不一定要求一致信息传递所遵循的规律，目前还没有被总结出来。信息的控制作用自然界的大量存在的随机的、无序的运动，可以在信息的控制下成为可预知的、有序的运动和谐社会必需大量信息信息的“衍生”2与4衍生2小于42是4的1/24是2的平方2与4都是偶数信息挖掘信息的三个层次语法：描述信息的数学的或物理的方法抽象性身份证号码18位，区号，红绿灯语义：编码的具体含义，具体性语用：信息的外延，和它对接受到信息的客体的作用物体或物质之间的相互作用，除了以能的形式相互作用外，还可以通过信息相互作用晴天或雨天上课，地震通信课程中，一般只注重语法层面，有时会涉及到语义，一般不涉及语用层面。2．信息的度量不确定性和确定性。信息是从事物的可能性（不确定性）转换为现实性（确定性）的体现。······信息量是事物的某个确定状态所排除的可能状态的度量一个事物出现某个状态的概率越大，则当它处于这个状态所包含的信息量就越少。911事件出现某个状态时所包含的信息量为：数学描述nxxx...,,,21nppp...,,,21iipxIlog21,21,21xxXiipxIlog2如果一个随机事件有2个等概率的可能状态，那么当一个状态出现时，这个事件所处状态包含的信息量定义为1比特（bit）Pi_——事前出现某状态的概率I(xi)——事后某状态已经出现时（现实性）的信息数学描述iipxIlog2322.3)101(log2ixI对于二进制计数系统，每一位只可能有2个状态(0,1)，因此二进制的每一位的出现都包含了1比特的信息。对于十进制计数系统，每一位可能有10个状态(0-9)，当其中任何一个状态出现时，这个状态所包含的信息量为：信息熵是指整个现实过程各个状态信息量的平均值现实过程的信息熵mjjxImH1)(1211()log()NNiiiiiiHpIxpp)(log)(121NiiiNiiippmxIpmmHI如果每个状态的出现是独立的，随机过程是平稳的，则有：信息速率和符号速率信息速率（比特率），单位是比特/秒单位时间内传送的信息量)(log)(120100NiiiNiiippfxIpfHf符号速率，波特单位时间内传递的符号数符号可以是电平，脉冲等。9600波特的调制器，指它在一秒钟内能传送9600个符号。信息速率和符号速率如果每个符号包含一比特的信息，那么波特率和比特率在数值上相同。如果每个符号包含了多于一比特的信息，那么波特率就小于比特率。注意：波特率和比特率不是一个概念！冗余编码，1B2B编码，每个符号包含的信息量小于一比特，此时波特率大于比特率。信息源——信息的产生者通信系统的信源为信息的发出者信源含有多少信息量？不可能穷尽从信息源中取得的信息量，和我们的检测手段、或检测工具相联系例如：测量温度实际检测的信息速率：3．信息源(b/s)Ivw光学信息——所研究对象的光学特征一维光学信息，光学量在直线或曲线上的分布二维平面光学信息，常见的为图像信息二维半光学信息，分布在曲面上的光学信息三维光学信息，投射的立体分布图像信息个像素列行1562562525256级（8比特），那么每幅图像将有125kb，若每秒传送50幅图，则信息速率为：Mb/s25.650/skb125普通制式的电视（PAL）的空间分辨率：4.信息系统和信道信息源信道信宿噪声图1-1信息系统的基本模型完成信息传递的客体称为信息系统的信道。在信息论中，把所有导致不确定性增加的因素统称为噪声。噪声与信道容量在信息论中，把所有导致不确定性增加的因素，都统称为噪声，无论是否真正存在一个产生物理噪声的源。信道在一定时间内传递的信息是有限的，1个信道能传递的最大信息速率称为信道的容量。对于有个有噪声的连续信道，其信道容量为：C=wlog2(1+S/N)———乡农公式谢谢