通信網(wǎng)的組成和功能

通信網(wǎng)的組成和功能第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

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)男盘柹希?..這些信號到達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，共29頁，2023年，2月20日，星期日

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；兩個人之間的對話，是利用聲音來傳遞消息；古代的“消息樹”、“烽火臺”和現(xiàn)代仍使用的“信號燈”等則是利用光的方式傳遞消息的。第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

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、符號等等。隨著社會的發(fā)展，消息的種類越來越多，人們對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來進行的，信號是消息的載荷者。如：紅綠燈信號、狼煙、電壓、電流信號等。第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

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”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、高效率地進行傳輸，同時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、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間、地點、空間、距離的限制等特點，因而得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

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，不妨對通信重新定義：利用電子等技術(shù)手段，借助電信號（含光信號）實現(xiàn)從一地向另一地進行消息的有效傳遞稱為通信。

第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日1.2.1通信系統(tǒng)的定義及其組成實現(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)。以基本的點對點通信為例，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，共29頁，2023年，2月20日，星期日

●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，如電話系統(tǒng)中電話機可看成是信源。

●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)生的原始電信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘枴?/p>

●信道是指信號傳輸?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，共29頁，2023年，2月20日，星期日

●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，信道外部的電磁場干擾等?！裨诮邮斩?，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，即進行解調(diào)、譯碼、解碼等。它的任務(wù)是從帶有干擾的接收信號中恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號來。

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

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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間分

對于點對點之間的通信，按消息傳送的方向與時間，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（消息）只從廣播發(fā)射臺、遙控器和無線尋呼中心分別傳到收音機、遙控對象和BP機上。計算機和輸出設(shè)備之間的通信大多采用單工通信方式。例如，計算機與打印機、計算機與顯示器等。該方式的特點是設(shè)備簡單、造價低，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，但不能同時進行收和發(fā)的工作方式。在半雙工通信中，兩個設(shè)備之間有兩個傳輸通道，可以輪流雙方向地傳送，但不能同時進行。即在某一時刻只能沿著一個方向傳輸數(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。對講機、收發(fā)報機等都是這種通信方式。此方式適用于對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進行雙向傳輸消息的工作方式。在這種方式下，兩個設(shè)備之間有兩個傳輸通道，并且可同時雙向傳送數(shù)據(jù)。相當(dāng)于兩個相反方向的單工通信的組合。該方式傳輸效率高，控制簡單，但造價高，同時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、手機等。第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

1.3通信網(wǎng)

和通信網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

●下圖所示的通信系統(tǒng)是一對一的通信系統(tǒng)，它完成的是由點到點的傳輸介質(zhì)與兩個通信設(shè)備直接相連的鏈路間的通信，是一種最簡單的通信結(jié)構(gòu)。實際上，由于通信設(shè)備間的距離太遠，不可能敷設(shè)專用的線路。另外，在許多場合下常常有若干設(shè)備需要相互間進行通信。第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

●舉例說明

4個用戶各自進行雙向通信的需求，就必須具備4×3=12套通信系統(tǒng)。就是說，每個用戶應(yīng)該有對另外3個用戶進行通信的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，這種在任何兩個通信設(shè)備間做直接的點到點式的連接是不經(jīng)濟和不現(xiàn)實的。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，在該點設(shè)立一個交換設(shè)備，如以下右圖所示。

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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)備互連起來實現(xiàn)通信和信息交換的系統(tǒng)。

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1.3.2通信網(wǎng)的組成

一個完整的通信網(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)實現(xiàn)通信服務(wù)和運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，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、符號、數(shù)據(jù)包等轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩艨勺R別的信息。

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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、移動電話機、集團電話機等）、非話終端（公眾電報終端、用戶電報終端、計算機終端、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、會議電視終端設(shè)備及計算機多媒體終端等）等。

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●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）及轉(zhuǎn)接交換系統(tǒng)（結(jié)點）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)的傳播來實現(xiàn)信號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現(xiàn)信號的傳遞的無線傳輸系統(tǒng)（長波、短波、超短波和地面微波通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)）。

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●轉(zhuǎn)接交換系統(tǒng)實質(zhì)就是交換機，通信網(wǎng)的核心。主要完成接入交換結(jié)點鏈路的匯集、轉(zhuǎn)接接續(xù)和分配等。對不同電信業(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。計算機通信的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。

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1.3.3路由的概念指網(wǎng)路中任意兩個交換中心之間建立的一個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，共29頁，2023年，2月20日，星期日

1.3.4通信網(wǎng)的分類

●按運營方式分：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)、長途網(wǎng)、國際網(wǎng)?！癜礃I(yè)務(wù)范圍的不同分：電話網(wǎng)、電報網(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。

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●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)，是指傳輸媒質(zhì)為架空明線、電纜、光纜等形式的通信網(wǎng)，其特點是媒質(zhì)能看得見，摸得著。所謂無線網(wǎng)，是指傳輸消息的媒質(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)包括移動通信、無線電尋呼、衛(wèi)星通信等。

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●按不同的傳輸信號分：數(shù)字網(wǎng)、模擬網(wǎng)和數(shù)?；旌暇W(wǎng)。第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

●按工作頻段分

按通信設(shè)備的工作頻率不同，通信系統(tǒng)可分為長波通信、中波通信、短波通信、微波通信等?！癜赐ㄐ耪呤欠襁\動分

通信還可按收發(fā)信者是否運動分為移動通信和固定通信。移動通信是指通信雙方至少有一方在運動中進行信息交換?！癜赐ㄐ艑ο蟮奈恢梅职赐ㄐ艑ο蟮奈恢梅譃榈孛嫱ㄐ?、對空通信、深空通信、水下通信等。第27頁，共29頁，2023年，2月20日，星期日

●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?；鶐?/p>