通信的概念和历史PPT课件.ppt
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1、通信工程专业概论7/11/2025通信工程专业概论通信工程专业概论7/11/20251通信工程专业概论通信工程专业概论通信工程专业概论第一讲通信及通信的历史7/11/20252通信工程专业概论通信工程专业概论.1 绪论绪论1.1 为什么要学这门课?为什么要学这门课?如如果果把把整整个个科科学学技技术术比比作作茂茂密密的的树树林林、各各个个学学科科(专专业业)比比作作树树林林中中的的一一棵棵棵棵不不同同种种类类的的参参天天大大树树,则则构构成成通通信信学学科科的的知知识识就就是是通通信信参参天天大大树树上上的的枝枝和和叶叶。通通信信工工程程专专业业的的新新生生对对通通信信专专业业这这棵棵大大树树
2、的了解只是的了解只是“一副素描一副素描”。大学教学与中学教学有着本质的区别。大学教学与中学教学有着本质的区别。7/11/20253通信工程专业概论通信工程专业概论.1 绪论绪论1.2 如何学好这门课?如何学好这门课?科普:科学普及的简称。科普:科学普及的简称。“不仅知其然,而且知其所以然不仅知其然,而且知其所以然”不现实的。不现实的。现在仅仅现在仅仅“知其然知其然”。随后力求达到随后力求达到“知其所以然知其所以然”。不不把把本本课课程程当当作作“科科普普”,把把它它真真正正当当作作“科学科学”。7/11/20254通信工程专业概论通信工程专业概论.2 通信与通信系统通信与通信系统2.1 通信通
3、信 通信通信是通过某种媒体进行的信息传递。是通过某种媒体进行的信息传递。在在古古代代,人人们们通通过过驿驿站站、飞飞鸽鸽传传书书、烽烽火火报警等方式进行信息传递。报警等方式进行信息传递。到到了了今今天天,随随着着科科学学水水平平的的飞飞速速发发展展,相相继继出出现现了了无无线线电电,固固定定电电话话,移移动动电电话话,互互联联网网甚至可视电话等各种通信方式。甚至可视电话等各种通信方式。7/11/20255通信工程专业概论通信工程专业概论.2 通信与通信系统通信与通信系统2.2 与通信相关的几个概念与通信相关的几个概念 通信通信 通讯通讯 通信工程通信工程 通讯工程通讯工程 通通信信:指指烽烽火
4、火台台以以来来的的所所有有的的通通信信,包包括括邮邮政政等等等等,现在的通信包括电讯。现在的通信包括电讯。通讯:一般是指电报发明以来的电讯通信的范畴。通讯:一般是指电报发明以来的电讯通信的范畴。通通信信工工程程:侧侧重重提提供供通通信信服服务务,如如中中国国电电信信,移移动动通信等。通信等。通通讯讯工工程程:侧侧重重提提供供设设备备出出售售、安安装装、施施工工等等,如如某通讯产品、通讯设备提供商等。某通讯产品、通讯设备提供商等。7/11/20256通信工程专业概论通信工程专业概论.2 通信与通信系统通信与通信系统2.3 通信系统通信系统通信系统的一般模型通信系统的一般模型 通通信信系系统统实实
5、现现信信息息传传递递所所需需的的一一切切技技术术设设备备硬硬件件、软软件件和和传传输输媒媒质质的的总总和和。基基于于点点与与点点之之间间的的通通信信系系统统的一般模型可用下图来描述。的一般模型可用下图来描述。7/11/20257通信工程专业概论通信工程专业概论.2 通信与通信系统通信与通信系统2.4 通信系统的分类通信系统的分类 按信号特征分类按信号特征分类 按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号,按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号,把把通信系统分成通信系统分成模拟通信系统模拟通信系统和和数字通信系统数字通信系统。7/11/20258模拟通信系统模型模拟通信系统模型 数字通信系统模型数
6、字通信系统模型 7/11/20259通信工程专业概论通信工程专业概论2 通信与通信系统通信与通信系统2.4 通信系统的分类通信系统的分类按通信业务分类按通信业务分类 有有话务通信话务通信和和非话务通信非话务通信。电电话话业业务务在在电电信信领领域域中中一一直直占占主主导导地地位位,它它属属于于人与人之间的通信。人与人之间的通信。近近年年来来,非非话话务务通通信信发发展展迅迅速速,主主要要是是分分组组数数据据业业务务、计计算算机机通通信信、数数据据库库检检索索、电电子子信信箱箱、电电子子数数据据交交换换、传传真真存存储储转转发发、可可视视图图文文及及会会议议电电视视、图图像像通信等。通信等。7/
7、11/202510通信工程专业概论通信工程专业概论2 通信与通信系统通信与通信系统2.4 通信系统的分类通信系统的分类按调制方式分类按调制方式分类 根根据据是是否否采采用用调调制制,可可将将通通信信系系统统分分为为基基带带传传输输系统系统和和频带(调制)传输系统频带(调制)传输系统。基基带带传传输输是是将将未未经经调调制制的的信信号号直直接接传传送送,如如音音频频市内电话。市内电话。频带传输是对各种信号调制后传输的总称。频带传输是对各种信号调制后传输的总称。7/11/202511通信工程专业概论通信工程专业概论 调调 制制 方方 式式 用途用途 连连续续波波调调制制 线性调制线性调制常规双边带
8、调制常规双边带调制广播广播 抑制载波双边带调幅抑制载波双边带调幅 立体声广播立体声广播 单边带调幅单边带调幅SSB 载波通信、无线电台、数传载波通信、无线电台、数传 残留边带调幅残留边带调幅VSB 电视广播、电视广播、数传、数传、传真传真 非线性调制非线性调制频率调制频率调制FM 微波中继、卫星通信、广播微波中继、卫星通信、广播 相位调制相位调制PM 中间调制方式中间调制方式 数字调制数字调制幅度键控幅度键控ASK 数据传输数据传输 相位键控相位键控数据传输数据传输 7/11/202512通信工程专业概论通信工程专业概论 调调 制制 方方 式式 用途用途 脉冲脉冲数字数字调制调制 数字调制数字
9、调制相位键控相位键控PSK、DPSK、QPSK等等 数据传输、数据传输、数字微波、数字微波、空间通信空间通信 其他高效数字调制其他高效数字调制QAM、MSK等等 数字微波、数字微波、空间通信空间通信 脉冲模拟脉冲模拟 调制调制脉幅调制脉幅调制PAM 中间调制方式、中间调制方式、遥测遥测 脉宽调制脉宽调制PDM(PWM)中间调制方式中间调制方式 脉位调制脉位调制PPM 遥测、遥测、光纤传输光纤传输 脉冲数字脉冲数字 调制调制脉码调制脉码调制PCM 市话、市话、卫星、卫星、空间通信空间通信 增量调制增量调制DM 军用、军用、民用电话民用电话 差分脉码调制差分脉码调制DPCM 电视电话、电视电话、图
10、像编码图像编码 其他语言编码方式其他语言编码方式ADPCM、APC、LPC 中低速数字电话中低速数字电话 7/11/202513通信工程专业概论通信工程专业概论2 通信与通信系统通信与通信系统2.4 通信系统的分类通信系统的分类按传输媒质分类按传输媒质分类 按按传传输输媒媒质质通通信信系系统统可可分分为为有有线线通通信信系系统统和和无无线线通信系统通信系统两大类。两大类。有有线线通通信信是是用用导导线线作作为为传传输输媒媒质质完完成成通通信信的的,如如市内电话、市内电话、有线电视、海底电缆通信等。有线电视、海底电缆通信等。无无线线通通信信是是依依靠靠电电磁磁波波在在空空间间传传播播达达到到传传
11、递递消消息息的的目目的的,如如短短波波电电离离层层传传播播、微微波波视视距距传传播播、卫卫星星中中继等。继等。7/11/202514通信工程专业概论通信工程专业概论2 通信与通信系统通信与通信系统2.4 通信系统的分类通信系统的分类按信号复用方式分类按信号复用方式分类 传传输输多多路路信信号号有有三三种种复复用用方方式式,即即频频分分复复用用、时时分复用分复用和和码分复用码分复用。频频分分复复用用是是用用频频谱谱搬搬移移的的方方法法使使不不同同信信号号占占据据不不同的频率范围;同的频率范围;时时分分复复用用是是用用脉脉冲冲调调制制的的方方法法使使不不同同信信号号占占据据不不同的时间区间;同的时
12、间区间;码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同信号。码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同信号。7/11/202515通信工程专业概论通信工程专业概论2 通信与通信系统通信与通信系统2.4 通信系统的分类通信系统的分类按通信设备的工作频率分类按通信设备的工作频率分类 可可分分为为长长波波通通信信、中中波波通通信信、短短波波通通信信、远远红红外线通信等。外线通信等。7/11/202516通信工程专业概论通信工程专业概论频率范围频率范围 波长波长 符号符号 传输媒质传输媒质 用途用途3 Hz30 kHz 104108 m 甚低频甚低频VLF 有线线对有线线对长波无线电长波无线电 音频、电话、数据终
13、端长音频、电话、数据终端长距离导航、时标距离导航、时标 30300 kHz 103104 m 低频低频LF 有线线对有线线对长波无线电长波无线电 导航、导航、信标、信标、电力线通电力线通信信 300 kHz3 MHz 102103 m 中频中频MF 同轴电缆同轴电缆短波无线电短波无线电 调幅广播、移动陆地通信、调幅广播、移动陆地通信、业余无线电业余无线电 330 MHz 10102 m 高频高频HF 同轴电缆同轴电缆短波无线电短波无线电 移动无线电话、移动无线电话、短波广播短波广播定点军用通信、定点军用通信、业余无线业余无线电电 30300 MHz 110 m 甚高频甚高频VHF 同轴电缆同轴
14、电缆米波无线电米波无线电 电视、电视、调频广播、调频广播、空中空中管制、管制、车辆、车辆、通信、通信、导导航航 7/11/202517通信工程专业概论通信工程专业概论光通信光通信 光纤光纤激光空间传播激光空间传播 紫外可见光紫外可见光红外红外 310-5 310-4 cm 107108 GHz 雷达、雷达、微波接力、微波接力、射射电天电天文学文学 波导波导毫米波无线电毫米波无线电 极高频极高频EHF110 mm 30300 GHz 微波接力、微波接力、卫星和空卫星和空间通信、间通信、雷达雷达 波导波导厘米波无线电厘米波无线电 超高频超高频SHF 110 cm 330 GHz 微波接力、微波接力
15、卫星和空卫星和空间通信、间通信、雷达雷达 波导波导分米波无线电分米波无线电 特高频特高频UHF 10100 cm 300 MHz3 GHz 用途用途传输媒质传输媒质 符号符号 波长波长 频率范围频率范围 7/11/202518通信工程专业概论通信工程专业概论3 通信方式及分类通信方式及分类 在在多多数数场场合合下下,信信源源兼兼为为信信宿宿,需需要要双双向向通信。通信。电电话话就就是是一一个个最最好好的的例例子子。通通信信双双方方都都要要有有发发送送和和接接收收设设备备,并并需需要要各各自自的的传传输输媒媒质质,如如果果通通信信双双方方共共用用一一个个信信道道,就就必必须须用用频频率率或或时
16、时间间分分割割的的方方法法来来共共享享信信道道。因因此此,通通信信过过程程中涉及中涉及通信方式通信方式与与信道共享信道共享问题。问题。7/11/2025193 通信方式及分类通信方式及分类按消息传递的方向与时间关系分类按消息传递的方向与时间关系分类通信方式可分为单工、半双工及全双工通信通信方式可分为单工、半双工及全双工通信发端信 道收端(a)发端信 道收端发端收端(b)发端信 道收端发端收端信 道(c)7/11/202520通信工程专业概论通信工程专业概论3 通信方式及分类通信方式及分类单单工工通通信信 是是指指消消息息只只能能单单方方向向传传输输的的工工作作方方式式,因此只占用一个信道。因此
17、只占用一个信道。发端发端信信 道道收端收端(a)7/11/202521通信工程专业概论通信工程专业概论3 通信方式及分类通信方式及分类半半双双工工通通信信 是是指指通通信信双双方方都都能能收收发发消消息息,但但不不能同时进行收和发的工作方式。能同时进行收和发的工作方式。发端发端信 道收端收端发端发端收端收端(b)7/11/202522通信工程专业概论通信工程专业概论3 通信方式及分类通信方式及分类全全双双工工通通信信 是是指指通通信信双双方方可可同同时时进进行行收收发发消消息息的的工工作作方方式式。一一般般情情况况全全双双工工通通信信的的信信道道必必须须是双向信道。是双向信道。发端发端信信 道
18、道收端收端发端发端收端收端信信 道道(c)7/11/2025233 通信方式及分类通信方式及分类按数字信号代码排列的顺序分按数字信号代码排列的顺序分 数数字字通通信信中中,按按数数字字信信号号代代码码排排列列的的顺顺序序可可分分为为并行传输并行传输和和串行传输串行传输。7/11/2025243 通信方式及分类通信方式及分类并并行行传传输输 是是将将代代表表信信息息的的数数字字序序列列以以成成组组的的方方式式在在两两条条或或两两条条以以上上的的并并行行信信道道上上同同时时传传输输。一一般般适适用用于于计计算算机机和和其其他他高高速速数数字字系系统统,特特别别适适用用于于设设备备之之间间的的近近距
19、离通信。距离通信。发发送送设设备备接接收收设设备备(a)7/11/2025253 通信方式及分类通信方式及分类串串行行传传输输 是是数数字字序序列列以以串串行行方方式式一一个个接接一一个个地地在在一一条条信信道道上上传传输输。一一般般的的远远距距离离数数字字通通信信都都采采用用这这种种传传输输方式。方式。发发送送设设备备接接收收设设备备101(b)7/11/202526通信工程专业概论通信工程专业概论4 通信的历史通信的历史1838莫尔斯莫尔斯 有线电报有线电报1948晶体管晶体管 香农香农IT 通信统计理论建立通信统计理论建立1864麦克斯韦尔麦克斯韦尔 电磁辐射方程电磁辐射方程1950时分
20、多路通信时分多路通信 应用于电话应用于电话1876贝尔贝尔 电话电话1956越洋电话铺设越洋电话铺设1896马克尼马克尼 无线电报无线电报1957第一颗人造卫星发射第一颗人造卫星发射1906真空管真空管1958第一颗通信卫星发射第一颗通信卫星发射1918调幅广播调幅广播 超外差接收机超外差接收机1960发明激光发明激光1925三路明线载波电话三路明线载波电话 多路通信多路通信1961发明集成电路发明集成电路1936调频广播调频广播1962同步通信卫星同步通信卫星 PCM进入实用进入实用1937脉冲编码调制脉冲编码调制1960彩电彩电 数字传输理论数字传输理论 高速计算机高速计算机1938电视广
21、播电视广播1970LSI 商用卫星商用卫星 程控交换程控交换 光纤通讯光纤通讯1940二战刺激二战刺激 雷达和微波系统发展雷达和微波系统发展1980SLSI 长波光纤通信长波光纤通信 ISDN 3G7/11/202527通信工程专业概论通信工程专业概论 18711871年年,英英、俄俄、丹丹麦麦敷敷设设的的香香港港至至上上海海、长长崎崎至至上上海海的的水水线线,全全长长22372237海海里里。于于18711871年年6 6月月3 3日日开开始始通通报报。是是帝帝国国主主义义入入侵侵中中国国的的第第一一条条电电报报水水线线和和在在上上海租界设立的电报局。海租界设立的电报局。18731873年年
22、法法国国驻驻华华人人员员参参照照康康熙熙字字典典的的部部首首排排列列方方法法,挑挑选选常常用用汉汉字字68006800多多个个,编编成成了了第第一一部部汉汉字字电电码码本本,名名为为电电报报新新书书。后后由由郑郑观观应应改改编编成成为为中国电报新编中国电报新编,是中国最早的汉字电码本。,是中国最早的汉字电码本。18751875年年,福福建建巡巡抚抚丁丁日日昌昌积积极极倡倡导导创创办办电电报报。在在福福建建船船政政学学堂堂附附设设电电报报学学堂堂,培培训训电电报报技技术术人人员员。是是中国第一所电报学堂。中国第一所电报学堂。4 通信的历史通信的历史7/11/202528通信工程专业概论通信工程
23、专业概论.18771877年年,丁丁日日昌昌提提出出设设立立台台湾湾电电报报局局,拟拟定定修修建建电电报报线线路路的的方方案案。由由旗旗后后造造至至府府城城。于于8 8月月开开工工,1010月月1111日日完完工工,全全线线长长9595华华里里。这这是是中中国国人人自自己己修修建建、自自己己掌掌管管的第一条电报线。开创了中国电信的新篇章。的第一条电报线。开创了中国电信的新篇章。18791879年年,李李鸿鸿章章在在其其所所辖辖范范围围内内修修建建大大沽沽(炮炮台台)、北北塘塘(炮炮台台)至至天天津津,以以及及从从天天津津兵兵工工厂厂至至李李鸿鸿章章衙衙门门的的电电报报线线路路。这这是是中中国国
24、大大陆陆上上自自主主建建设设的的第第一一条条军军用用电电报报线路。线路。18801880年年,李李鸿鸿章章在在天天津津设设立立电电报报总总局局,派派盛盛宣宣怀怀为为总总办办,并并在在天天津津设设立立电电报报学学堂堂,聘聘请请丹丹麦麦人人为为教教师师,委委托托大大北北电电报报公公司司向向国国外外订订购购电电信信器器材材,为为建建设设津津沪沪电电报报线路做线路做准备。准备。4 通信的历史通信的历史7/11/202529通信工程专业概论通信工程专业概论.18811881年年,从从上上海海、天天津津两两端端同同时时开开工工,至至1212月月2424日日,津津沪沪电电报报线线路路全全线线竣竣工工,全全长
25、长30753075华华里里。2828日日正正式式开开放放营营业业,收收发发公公私私电电报报,全全线线在在大大沽沽口口、上上海海等等七七处处设设立立了了电电报报分分局局。是是中中国国自自主主建建设设的的第第一条长途公众电报线路。一条长途公众电报线路。18821882年年2 2月月2121日日,大大北北电电报报公公司司在在上上海海开开通通了了第第一一个个人人工工电电话话交交换换所所。当当时时有有用用户户二二十十多多家家,每每个个话机年租金为银元话机年租金为银元150150元。元。18871887年年在在台台湾湾巡巡抚抚刘刘铭铭传传的的主主持持下下,敷敷设设了了长长达达433433华华里里的的福福州
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