现代通信技术

现代通信技术模拟通信与数字通信根据信号方式的不同，通信可分为模拟通信和数字通信。什么是模拟通信呢？比如在电话通信中，用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的。这个变化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的，这种信号称为模拟信号。在用户线上传输模拟信号的通信方式称为“模拟通信”。数字信号与模拟信号不同，它是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。电报信号就属于数字信号。现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种（用“0”和“l代表）的波形，称为“二进制信号”。“数字通信”是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。(1)通信系统通信系统的功能是对原始信号进行转换、处理和传输。图3所示为通信系统的结构模图三通信系统结构模型型。从总体上看，通信系统包括下列五部分。信源：是产生信息的人或机器，如声音（话筒），符号源（计算机），图像源（摄像机）等，将原始信息转换成基带电信号。发送设备：完成变换，使信号源的输出基带信号变成为便于传输的信号（电或光信号）的设备。如编码器、调制器、放大器等。信道：是传送信号的媒介，如电缆、光纤、空间等。接收设备：完成反变换（输出基带信号）以便获得能识别消息的设备，如译码器、解调器、放大器等。信宿：为接收信息的人或机器。如听筒，显示屏等。将基带信号恢复为原始信号。噪声：噪声是除去信息以外所有能量的总称，它并不是一个人为实现的实体，但在实际通信系统中又是客观存在的，可以存在于发送器、信道、交换设备以及接收器中。应当指出以上模型是点对点的通信，若想完成多个用户之间的通信，就要形成网络，一个完整的电信系统应由终端设备、传输设备（包括线路）和交换设备三大部分组成。转接交换设备是电信网的核心，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配。例如电话系统，终端设备是电话机，传输设备是用户线、中继线，交换设备是电话交换机。（2）模拟通信系统的模型如图4所示。首先将发送端的连续消息变成原始电信号（完图四模拟通信系统模型成第一次变换）；接着，将原始电信号经调制解调器变换成其频带适合信道传输的信号，得到己调信号（完成第二次变换）；在接受端经解调器解调及还原成原始消息两次反变换，最终得到发端发送的连续消息。模拟通信系统传输连续的模拟信号；每路话音信号占用带宽仅为4kHz；在信号的传输过程中，噪声叠加于信号之上，并随传输距离的增加而加强，在接受端很难将信号和噪声分离系统的抗千扰能力较弱且不适于长距离信号传输。（3）数字通信系统对于数字通信系统，在信源和信宿部分应增加模／数转换和数／模转换部分（如图5所示）。信源发出的模拟信号，经取样、量化和编码等数字化处理（如图6所示）后，以数字信号形式传送，此种通信方式称为数字通信。在得到原始电信号之后，进行信源编码（实现模／数转换，调整信号码速），再进行信道编码（提高信道传输的可靠性），进行调制后进入信道传输，在接收端进行反变换恢复出原始信号。图五数字通信的一般过程图六模拟信号数字化传输通信系统模型数字通信系统传输离散的数字信号；传输有限状态的数字信号，在接收端通过取样、判决来恢复原始信号，还可以通过纠错编码来进一步提高抗干扰能力。通过再生中继消除噪声积累，实现远距离高质量传输：便于对数字信息进行处理并进行统一化编码，实现综合业务数字化；采用复杂的非线性、长周期码序列对信号加密，安全性强：数字通信设备向着集成化、智能化、微型化、低功耗和低成本化发展。但数字通信占用带宽较大，取得同模拟通信同样质量的话音传输需占用20kHz一64kHz。（二）电信技术的发展（略）（三）通信的分类1．按传输媒质分按消息由一地向另一地传递时传输媒质的不同，通信可分为两大类：一类称为有线通信，另一类称为无线通信。所谓有线通信，是指传输媒质为导线、电缆、光缆、波导等形式的通信，其特点是媒质能看得见，摸得着。导线可以是架空明线、电缆、光缆及波导等。所谓无线通信，是指传输消息的媒质为看不见、摸不着的媒质（如电磁波）的一种通信形式。通常，有线通信亦可进一步再分类，如明线通信、电缆通信、光缆通信等。无线通信常见的形式有微波通信、短波通信、移动通信、卫星通信、散射通信等。2．按调制方式分根据信息在送到信道之前是否采用调制，通信可分为基带传输和频带传输（详见第4章）。所谓基带传输是指信号没有经过调制而直接送到信道中去传输的一种方式；而频带传输是指信号经过调制后再送到信道中传输，收端有相应解调措施的通信系统。3．按业务的不同分目前通信业务可分为电报、电话、传真、数据传输、可视电话、无线寻呼等。另外从广义的角度来看，广播、电视、雷达、导航、遥控、遥测等也应列入通信的范畴，因为它们都满足通信的定义。由于广播、电视、雷达、导航等的不断发展，目前它们己从通信中派生出来，形成了独立的学科。4．按收信者是否运动分通信还可按收信者是否运动分为移动通信和固定通信。移动通信是指通信双方至少有一方在运动中进行信息交换。由于移动通信具有建网快、投资少、机动灵活，它使用户能随时随地快速可靠地进行信息传递。因此，移动通信已被列为现代通信中的三大新兴通信方式之一。另外，通信还有其他一些分类方法，如按多地址方式可分为频分多址通信、时分多址通信、码分多址通信等（详见第3章）。按用户类型可分为公用通信和专用通信等。（四）电信业务分类电信业务分为：基础电信业务和增值电信业务。1．基础电信业务基础电信业务含义：是指提供公共网络基础设施、公共数据传送和基本话音通信服务的业务。基础电信业务包括：固定网络国内长途及本地电话业务；移动网络电话和数据业务；卫星通信及卫星移动通信业务；因特网及其他公共数据传送业务；带宽、波长、光纤、光缆、管道及其他网络元素出租、出售业务；网络承载、接入及网络外包等业务；国际通信基础设施、国际电信业务；无线寻呼业务；转售的基础电信业务。2．增值电信业务种类增值电信业务：是指利用公共网络基础设施提供的电信与信息服务的业务。增值电信业务包括：固定电话网增值电信业务；移动网增值电信业务；卫星网增值电信业务；因特网增值电信业务；其他数据传送网络增值电信业务