信息學(xué)科導(dǎo)論CN課件

第3章:通信科學(xué)與技術(shù)3.1有線通信系統(tǒng)3.2光纖通信技術(shù)3.3交換技術(shù)3.4多媒體通信3.5無(wú)線通信系統(tǒng)3.6通信電源技術(shù)本講義含書上第3章與第6章的內(nèi)容7/24/20231信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.1有線通信系統(tǒng)—基本概念通信系統(tǒng)的基本概念及通信網(wǎng)的構(gòu)成形式什么是通信系統(tǒng)？由信源、變換器、信道、反變換器及信宿所構(gòu)成的信息傳輸系統(tǒng)叫通信系統(tǒng)。它由哪幾部分構(gòu)成？如下圖3.1信道(通信線路)圖3.1通信系統(tǒng)模型

7/24/20232信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.1有線通信系統(tǒng)—各部分作用各部分的作用：信源信息源，產(chǎn)生要傳遞的信息，如語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)、文字等。變換器原始的消息不能以電磁波來(lái)傳送，所以需要通過(guò)變換器將原始的非電消息變換成電信號(hào)，并再對(duì)這種電信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，使其變換成適合某種具體信道傳輸?shù)碾娦盘?hào)。信道完成由信源到目的地傳輸任務(wù)的傳輸通路。在有線通信中，其物理信道主要是指通信線路，而通信線路又包括通信電纜，通信光纜等。反變換器將沿信道傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)還原成信源原來(lái)的信息，與變換器所起的作用相反。7/24/20233信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.1有線通信系統(tǒng)—各部分作用(續(xù))各部分的作用(續(xù))：中繼設(shè)備或交換設(shè)備前者是指對(duì)經(jīng)過(guò)一定長(zhǎng)度線路傳輸后的信號(hào)進(jìn)行放大、恢復(fù)的線路中間設(shè)備，如中繼器、EDFA、FRA等；后者是指通信系統(tǒng)中選擇接續(xù)用的中間設(shè)備(如交換機(jī))，它的主要作用是根據(jù)用戶要求，完成不同用戶之間的邏輯連接。噪聲在信息的傳遞過(guò)程中，由于存在各種外界的或內(nèi)部的因素，產(chǎn)生各種各樣的干擾，我們統(tǒng)稱為噪聲。噪聲是必須引起工程人員重視的一個(gè)問(wèn)題，它可存在于通信系統(tǒng)的任何部分并將直接影響通信質(zhì)量。7/24/20234信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.1有線通信系統(tǒng)—通信網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)形式通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)形式什么是通信網(wǎng)？構(gòu)成要素有哪些？由通信端點(diǎn)、節(jié)（結(jié)）點(diǎn)和傳輸鏈路相應(yīng)的有機(jī)地連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)或更多的規(guī)定通信端點(diǎn)之間提供連接或非連接傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。通信網(wǎng)的構(gòu)成要素包括交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、終端設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)互連互通的信令協(xié)議，即一個(gè)完整的通信網(wǎng)包括硬件和軟件兩部分。長(zhǎng)途網(wǎng)的構(gòu)成形式目前我國(guó)長(zhǎng)途通信網(wǎng)是由以前的四級(jí)網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐步發(fā)展演變成現(xiàn)在的兩級(jí)網(wǎng)的。7/24/20235信息學(xué)科導(dǎo)論CN圖3.2四級(jí)長(zhǎng)途網(wǎng)結(jié)構(gòu)

7/24/20236信息學(xué)科導(dǎo)論CN圖3.3兩級(jí)長(zhǎng)途網(wǎng)結(jié)構(gòu)

7/24/20237信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.1有線通信系統(tǒng)—通信線路通信線路的發(fā)展過(guò)程(1)架空明線（2）對(duì)稱電纜（3）同軸電纜（4）全塑電纜1（6）光纜（5）全塑電纜2圖3.6通信線路的發(fā)展過(guò)程7/24/20238信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—基本概念光纖通信的概念光纖通信是指利用相干性和方向性極好的激光束作載波(稱為光載波)來(lái)攜帶信息,并利用光纖來(lái)進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?光纖通信是利用半導(dǎo)體激光器(LD)或發(fā)光二極管(LED)作為光源器件,把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào),耦合到石英光纖中進(jìn)行傳播,在接收端使用半導(dǎo)體檢測(cè)器件(檢波器),如雪崩光電二極管(APD)或光電二極管(PIN)等,將光信號(hào)再還原為電信號(hào)的一種通信方式7/24/20239信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖通信系統(tǒng)的組成光發(fā)送機(jī)PCM復(fù)用設(shè)備光中繼器光接收機(jī)PCM解復(fù)用設(shè)備（光）（光）(電）(電）信息信息光纖通信系統(tǒng)的組成簡(jiǎn)圖7/24/202310信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—器件光有源器件光源、光檢測(cè)器和光放大器；是光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)和光中繼器的關(guān)鍵器件，和光纖一起決定著基本光纖傳輸系統(tǒng)的水平。光無(wú)源器件主要有連接器、耦合器、波分復(fù)用器、調(diào)制器、光開(kāi)關(guān)和隔離器等這些器件對(duì)光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成、功能的擴(kuò)展和性能的提高都是不可缺少的。WDM/DWDM器件波分復(fù)用/解復(fù)用器件波長(zhǎng)分配器波長(zhǎng)變換器光交叉聯(lián)接器OXC7/24/202311信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖結(jié)構(gòu)及分類光纖分為纖芯、包層、涂覆層（材料為硅酮樹脂等）、套塑等層光纖按折射率分布來(lái)分均勻光纖,非均勻光纖；階躍型,漸變型光纖按照傳輸模數(shù)的多少來(lái)分單模光纖（SM）：多摸光纖（MM）：光纖按組成份分石英系列,多組份玻璃,氟化物,塑料,液芯光纖按傳輸波長(zhǎng)分短波長(zhǎng)0.85,長(zhǎng)波長(zhǎng)1.3,1.55,1.85,超長(zhǎng)波長(zhǎng)>2.0光纖按涂覆方式分緊套,松套光纖按標(biāo)準(zhǔn)分G.652.G.653.G.654.G.655.G.6567/24/202312信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖結(jié)構(gòu)及分類SMSingle-ModeFibertypesMM-SIMulti-ModeStepIndexMM-GIMulti-ModeGradedIndex7/24/202313信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—傳輸技術(shù)的演進(jìn)模擬信號(hào)數(shù)字傳輸：高質(zhì)、安全、集成……光纖傳輸：寬帶、低損、無(wú)電磁干擾、價(jià)低……光纖數(shù)字傳輸綜合好處→PDH飛速發(fā)展PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字系列)的組網(wǎng)缺點(diǎn)→SDH(同步數(shù)字系列)：靈活的組網(wǎng)能力、強(qiáng)大的網(wǎng)管、帶寬管理及自愈保護(hù)……SDH與PDH均為TDM（時(shí)分復(fù)用）電子電路限制高速SDH的發(fā)展電子瓶頸波分復(fù)用（WDM，DWDM）+EDFA擴(kuò)展傳輸容量的新手段全光通信網(wǎng)信息高速公路的骨干網(wǎng)7/24/202314信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖傳輸系統(tǒng)的發(fā)展EMUX電端機(jī)再生中繼再生中繼EDMUX電復(fù)用電端機(jī)同軸電纜、微波……電解復(fù)用圖3.10傳統(tǒng)的電傳輸系統(tǒng)O/E/O光纜EMUX光發(fā)送再生中繼再生中繼EDMUX電復(fù)用光接收?qǐng)D3.11光電混合型光纖傳輸系統(tǒng)電解復(fù)用光纜光纜O/E/O圖3.12DWDM光纖傳輸系統(tǒng)OMUXODMUXOAOAOA光發(fā)送光發(fā)送光發(fā)送λ１λ２λΝλ１，λ２……λΝ光接收光接收光接收λ１λ２λΝ7/24/202315信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖通信技術(shù)的進(jìn)展20多年來(lái)光纖通信技術(shù)在發(fā)掘、利用光纖帶寬資源，擴(kuò)展光纖傳輸能力方面進(jìn)展神速。（傳輸能力主要指：通信容量和傳輸距離）。在光波長(zhǎng)和光纖類型方面多模光纖單模光纖短波長(zhǎng)800nm長(zhǎng)波長(zhǎng)1300nm(1310nm)、1550nm一纖一波一纖多波WDM使光纖通信系統(tǒng)的容量大大增加,是光纖通信技術(shù)的重大突破。90年代中期，美國(guó)AT&T和MCI公司首先建立了光波分復(fù)用WDM試驗(yàn)線路MCI的試驗(yàn)線路，從SanLuis到支加哥，365英里，容量為4x10Gbps，用于市民通信，有商業(yè)價(jià)值。AT&T的實(shí)驗(yàn)線路全長(zhǎng)2000公里，用于公司內(nèi)部通信。由于密集波分復(fù)用和微電子技術(shù)的進(jìn)步，使光纖通信傳輸系統(tǒng)的容量爆炸性的增長(zhǎng)7/24/202316信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—WDM+EDFATXEDFAEDFATXTXTXTXTXTXTX1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTXTX40km40km40km40km40km40km40km40km40km1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTXTX1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTXTX1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTXTX1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTXTX1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTXTX1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTXTX1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTR1310RPTRTXTXTXTXTXTXTXTXTXTXMUX120km120km120kmWDM+EDFA革新了光纖傳輸DEM7/24/202317信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖通信的優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)頻率資源豐富,通信容量極大粗略地講，一根光纖傳輸數(shù)字信號(hào)的碼速容量在理論上可達(dá)40Tbit/s（T=1012）最好的金屬導(dǎo)線，可傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)的碼速為400Mbit/s。差5個(gè)數(shù)量級(jí)。容量較微波通信可提高103～104倍。傳輸損耗低、無(wú)中繼通信距離長(zhǎng)當(dāng)光波長(zhǎng)λ=1.55um時(shí)，衰減有最低點(diǎn)?？傻瓦_(dá)0.2dB/km，接近理論值。這樣中繼數(shù)量減少，成本低，通信質(zhì)量高。

節(jié)約銅(鋁)和鉛抗干擾能力強(qiáng),保密性能好（不受電磁、強(qiáng)電干擾）光纜耐腐蝕,重量輕,體積?。ㄕ加每臻g小，敷設(shè)方便）7/24/202318信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖通信的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)與電信接續(xù)容量安全性,可靠性提高;在線監(jiān)控容易實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容方便方便解決區(qū)間通信光纖通信的缺點(diǎn)質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度低要有較好的切斷、連接技術(shù)要有較好的檢測(cè)技術(shù)分路、耦合比較麻煩。7/24/202319信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖通信的歷史與現(xiàn)狀在60年代中期，最好的光學(xué)玻璃的傳輸損耗仍高達(dá)

1000dB/km。即，如果信號(hào)傳輸1公里后檢測(cè)到一個(gè)波長(zhǎng)為1μm的光子(其能量hυ≒2×10-19焦耳)，則在其輸入端要輸入的光的能量為2×1081焦耳。這將遠(yuǎn)超過(guò)太陽(yáng)系自形成以來(lái)的，全部輻射能量的總和

1966年英籍華人高錕博士（原香港中文大學(xué)校長(zhǎng)，北京大學(xué)名譽(yù)教授）和Hockham

指出：如果利用帶有包層材料的石英玻璃光學(xué)纖維(光纖)，玻璃中雜質(zhì)的濃度精確地控制在0.1ppm以下)，就可以制造出損耗低于20dB/km的光導(dǎo)纖維。鍍銀銅線單芯高頻低損耗電纜衰減：1GHz---0.47dB/m；2GHz---0.53dB/m；6GHz---0.96dB/m；18GHz---1.74dB/m；26.5GHz---2.16dB/m；40GHz---2.74dB/m光193.1THz=1.931×105Ghz7/24/202320信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖通信的歷史與現(xiàn)狀1970年美國(guó)康寧*

（Corling）玻璃公司的卡普隆(Kapron)利用外部氣相沈積法(OutsideVapor-phaseQxidationDepositionMethod：OVD)作出損耗為20dB/km光纖，使光導(dǎo)纖維的發(fā)展得到突破。1972年康寧玻璃公司研發(fā)出損耗為7dB/km的光纖1974年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室*（BellLaboratory

）利用改良式化學(xué)氣相沈積法(ModifiedChemicalPhaseDepositionMethod：MCVD)成功地制造出損耗僅2.5dB/km的光纖

1976年日本電報(bào)電話公司*（NTT）制造出0.47dB/km

的低損耗光纖1978年日本電報(bào)電話公司（NTT）將光纖損耗降為0.2dB/km1986年日本住友電工*(Sumitomo)將光纖損耗降為0.154dB/km2002年日本住友電工*(Sumitomo)將光纖損耗降為0.1484dB/km直至1982年之後，單模光纖通信系統(tǒng)才開(kāi)始使用。所用之光源為激光二極管，而所使用之光探測(cè)器是雪崩二極管

目前商用光纖損耗在1.55m波段約為0.17dB/km7/24/202321信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.2光纖通信技術(shù)—光纖通信的歷史與現(xiàn)狀截至2004年底，我國(guó)骨干通信網(wǎng)總長(zhǎng)度已達(dá)370萬(wàn)公里，這些光纜線路總投資超過(guò)千億元，但利用率卻不足20%，而城域網(wǎng)的利用率還不足30%，F(xiàn)LAG－FiberOpticLink aroundtheGlobe架空光纜直埋光纜北京上海至歐洲至日本FLAG至韓國(guó)至朝鮮至俄羅斯我國(guó)光纜骨干網(wǎng)分布圖至東南亞7/24/202322信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.3交換技術(shù)--交換的基本概念交換的概念S交換機(jī)7/24/202323信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.3交換技術(shù)--交換的基本概念交換(Switching)：將一條線路(或信道)上的信息轉(zhuǎn)發(fā)到另一條或多條線路(或信道)上去，這是由通信網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)(node)來(lái)完成的。SSSSSSST匯接交換機(jī)中繼線7/24/202324信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.3交換技術(shù)--交換的基本概念網(wǎng)絡(luò)交換結(jié)點(diǎn)(交換機(jī))的基本功能：能正確接收和分析從線路（用戶線或中繼線）上發(fā)來(lái)的呼叫信號(hào)和地址信號(hào)；能按目的地址正確地選路，并能在中繼線上轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)；能控制連接的建立和拆除（即能分配和回收/釋放通信資源）。能正確地轉(zhuǎn)發(fā)用戶信息。7/24/202325信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.3交換技術(shù)--電話交換機(jī)發(fā)展過(guò)程電話交換技術(shù)發(fā)展時(shí)間最長(zhǎng)、形式多樣人工交換機(jī)電交換電子交換機(jī)電交換：步進(jìn)制縱橫制電子交換：布控制程控制信號(hào)形式：模擬交換數(shù)字交換業(yè)務(wù)功能：電話業(yè)務(wù)綜合業(yè)務(wù)程控?cái)?shù)字交換機(jī):現(xiàn)代電信網(wǎng)的核心設(shè)備可用于：固定電話網(wǎng)(PSTN)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）、智能網(wǎng)（IN）、等等。主要特點(diǎn)?7/24/202326信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.3交換技術(shù)--交換技術(shù)的種類傳統(tǒng)窄帶交換技術(shù)電路交換(CircuitSwitching)原理：“開(kāi)關(guān)切換”、同步時(shí)分復(fù)用

特點(diǎn)：延遲小、線路(資源)利用率低應(yīng)用：語(yǔ)音通信、PSTN等電信網(wǎng)報(bào)文交換(MessageSwitching)原理：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)、統(tǒng)計(jì)復(fù)用特點(diǎn)：延遲長(zhǎng)、效率低應(yīng)用：(被淘汰)分組交換(PacketSwitching)原理：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)、統(tǒng)計(jì)復(fù)用、數(shù)據(jù)分組(packet)特點(diǎn)：延遲較長(zhǎng)、線路（資源）利用率高、簡(jiǎn)單靈活應(yīng)用：數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)7/24/202327信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.3交換技術(shù)--交換技術(shù)的種類現(xiàn)代寬帶交換技術(shù)幀中繼（FrameRelay）高速分組交換技術(shù)兩層結(jié)構(gòu)、面向連接型主要用于遠(yuǎn)程LAN互連ATM交換(AsynchronousTransferMode)兼具CS和PS的優(yōu)點(diǎn)信元(cell)交換、異步復(fù)用、面向連接型可用于LAN、WAN和B-ISDN(支持多業(yè)務(wù))。7/24/202328信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.3交換技術(shù)--交換技術(shù)的發(fā)展IP與ATM結(jié)合:重疊模式：CIPOA(ClassicalIPoverATM)LANE(LANEmulation)MPOA(MultipleProtocoloverATM)集成模式：IPSwitching、TagSwitching或其它MPLS(MultipleProtocolLabelSwitching)7/24/202329信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.3交換技術(shù)--交換技術(shù)的發(fā)展光交換(OpticalSwitching)商用單波光纖10–2000Gbps

電子交換光交換全光網(wǎng)絡(luò)波分、時(shí)分、自由空間、混合光交換軟交換(SoftSwitching)下一代網(wǎng)絡(luò)NGN的核心技術(shù)以IP網(wǎng)作為核心承載網(wǎng)絡(luò)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間提供無(wú)縫的互操作功能業(yè)務(wù)與呼叫控制、呼叫控制與承載分離軟交換系統(tǒng)/NGN采用四層結(jié)構(gòu)(業(yè)務(wù)應(yīng)用層、控制層、傳送層、邊緣接入層)。7/24/202330信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.4多媒體通信—概述在技術(shù)發(fā)展史上，計(jì)算機(jī)、通信和廣播電視一直是三個(gè)互相獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域，各自有著互不相同的技術(shù)特征和服務(wù)范圍。但是，近幾十年來(lái)，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，這三個(gè)原本各自獨(dú)立的領(lǐng)域相互滲透、相互融合，形成了一門嶄新的技術(shù)—多媒體。多媒體技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，又反過(guò)來(lái)進(jìn)一步加速了這三個(gè)領(lǐng)域的融合，使多媒體通信成為通信技術(shù)今后發(fā)展的主要方向之一。7/24/202331信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.4多媒體通信—多媒體概念媒體（Medium）：承載和傳播信息的載體。Medium(Media)有“中間物、中介”之意。人與人之間所賴以交流和溝通思想、觀念或意見(jiàn)的中介物，便可稱之為媒體。多媒體(Multimedia)：多種媒體的綜合應(yīng)用，這里的“媒體”一般指的是感覺(jué)媒體（如視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)媒體）和表示媒體（如文本、圖形、圖像、聲音、視頻、動(dòng)畫等）。多種信息載體的表現(xiàn)形式、存儲(chǔ)與傳遞方式的有機(jī)集合；而且一般應(yīng)包含兩種以上相關(guān)聯(lián)的媒體，其中至少有一種為時(shí)間相關(guān)的連續(xù)媒體，如聲音或視頻等。7/24/202332信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.4多媒體通信—多媒體通信多媒體通信：多媒體技術(shù)+通信技術(shù)多媒體通信技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、音視頻技術(shù)和通信技術(shù)相互滲透、相互影響的結(jié)果，因此，它具有計(jì)算機(jī)的交互性、聲音和視頻的真實(shí)性(實(shí)時(shí)同步展現(xiàn))以及通信系統(tǒng)的分布性。多媒體通信中的“媒體”特指表示媒體.也就是多媒體通信系統(tǒng)中要有存儲(chǔ)、傳輸、處理、顯示多種表示媒體信息（即多種編碼信息，如聲音、圖像、文本等媒體數(shù)據(jù)）的功能。7/24/202333信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.4多媒體通信—多媒體通信多媒體通信的基本特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性高；傳輸具有不同特征的多種業(yè)務(wù)流（集成性）;存在時(shí)空約束（同步性）；具有交互性（對(duì)稱/不對(duì)稱，同步/異步）；支持分布式處理和協(xié)同工作(分布性)。7/24/202334信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.4多媒體通信—流媒體流媒體（ＳtreamingMedia）：在網(wǎng)絡(luò)上流式傳輸?shù)倪B續(xù)時(shí)基媒體（包括音頻、視頻和動(dòng)畫等）。狹義的流媒體是指：不同于傳統(tǒng)的下載播放方式，而是從Internet上邊下載、邊播放的連續(xù)多媒體數(shù)據(jù)流。廣義的流媒體是指：流媒體系統(tǒng)，即使音頻、視頻數(shù)據(jù)形成連續(xù)而穩(wěn)定的傳輸流和回放流的一系列技術(shù)、方法和協(xié)議的總稱。7/24/202335信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.4多媒體通信—超媒體超媒體（Hypermedia）＝超文本＋多媒體超文本（Hypertext）：采用非線性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組織塊狀信息的電子文檔；它也是一種信息管理技術(shù)，由信息結(jié)點(diǎn)和表示結(jié)點(diǎn)間相關(guān)性的鏈構(gòu)成一個(gè)具有一定邏輯結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義的信息網(wǎng)絡(luò)．如果超文本結(jié)點(diǎn)具有不同媒體形式或包含多媒體信息，它就是超媒體．7/24/202336信息學(xué)科導(dǎo)論CN

寬帶通信網(wǎng)絡(luò)（傳輸、交換設(shè)備）3.4多媒體通信—多媒體通信系統(tǒng)的構(gòu)成寬帶接入設(shè)備接入網(wǎng)寬帶接入設(shè)備接入網(wǎng)多媒體終端多媒體終端多媒體終端多媒體終端7/24/202337信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.4多媒體通信—應(yīng)用分類多媒體通信業(yè)務(wù)分類：多媒體信息服務(wù)多媒體遠(yuǎn)程通信多媒體協(xié)同工作還可細(xì)分為：會(huì)議業(yè)務(wù)（ConferenceServices）交談業(yè)務(wù)（ConversationServices）分配業(yè)務(wù)（DistributionServices）檢索業(yè)務(wù)（RetrievalServices）采集業(yè)務(wù)（CollectionServices）消息業(yè)務(wù)（MessageServices）7/24/202338信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)--現(xiàn)有無(wú)線通信系統(tǒng)移動(dòng)蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)第二代（GSM,IS-95)第三代（CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA）局域網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）無(wú)線廣域網(wǎng)（WMAX）廣播電視系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)近距無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）7/24/202339信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)--通信系統(tǒng)的構(gòu)成（點(diǎn)到點(diǎn)）信源編碼信道編碼調(diào)制低通濾波載波調(diào)制通道載波解調(diào)低通濾波解調(diào)信道解碼同步均衡信宿發(fā)射天線接收天線7/24/202340信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)—基本概念（2）幾種通信系統(tǒng)帶寬GSM：若干200KHz頻帶構(gòu)成CDMA：若干1.25MHz頻帶構(gòu)成廣播數(shù)字電視（DVB-T）：若干6/7/8MHz頻帶帶寬構(gòu)成。（3）無(wú)線電波的傳輸無(wú)線電發(fā)送是以自由空間為傳輸信道，把需要傳送的信息(聲音、文字或圖象)變換成無(wú)線電波傳送到遠(yuǎn)方的接收點(diǎn)。希望傳送距離遠(yuǎn)，要能實(shí)現(xiàn)多路傳輸，且各路信號(hào)傳輸時(shí)，應(yīng)互不干擾（4）接收機(jī)的主要工作天線接收無(wú)線電波并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波及解調(diào)；對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)解碼；對(duì)信源信號(hào)進(jìn)行解壓縮得到原始信號(hào)；數(shù)字通信的接收機(jī)復(fù)雜度大于發(fā)射機(jī)；一般來(lái)講接收機(jī)需要對(duì)付信道對(duì)發(fā)射信號(hào)的畸變；發(fā)射信號(hào)的設(shè)計(jì)要以接收機(jī)能否正常接收到發(fā)射信號(hào)為原則。7/24/202341信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)—無(wú)線通信系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容①信道編碼/解碼的研究（糾錯(cuò)編碼）BCH碼，卷積碼，turbo碼，LDPC碼②調(diào)制/解調(diào)技術(shù)的研究BPSK，QAM，OFDM…③天線與傳輸技術(shù)的研究天線發(fā)射/接收，方向性天線，智能天線，多天線技術(shù)。④無(wú)線通信系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)給出解決方案，進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)7/24/202342信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)—展望（6）一體化通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)想①核心：高速光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)②地面：接入、蜂窩、局域、城域③上層：天基網(wǎng)絡(luò)④垂直：衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)⑤下層：自組織、傳感器網(wǎng)絡(luò)（7）無(wú)線通信面臨的挑戰(zhàn)隨時(shí)隨地連接網(wǎng)絡(luò)；多種業(yè)務(wù)多種設(shè)備的集合：語(yǔ)音，數(shù)字，音頻，視頻；電話，電視，照相機(jī)，計(jì)算機(jī)；產(chǎn)品的小型化、低功耗、低成本。7/24/202343信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)—GSM介紹GlobalSystemforMobilecommunication，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，個(gè)人無(wú)線通信優(yōu)點(diǎn)：移動(dòng)性良好。缺點(diǎn)：頻帶利用率低。提高空間利用率的策略：減小無(wú)線電波覆蓋面積，提高信號(hào)接收效率。主要技術(shù)方案：減小蜂窩尺寸，扇區(qū)分割技術(shù)，智能天線技術(shù)，多天線技術(shù)（MIMO）7/24/202344信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)—衛(wèi)星通信介紹衛(wèi)星通信簡(jiǎn)單地說(shuō)就是地球上(包括地面和低層大氣中)的無(wú)線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是:通信范圍大;廣播;易開(kāi)通.通信衛(wèi)星（communicationssatellite）是各類衛(wèi)星通信系統(tǒng)或衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的空間部分。一顆靜止軌道通信衛(wèi)星大約能夠覆蓋地球表面的40％，使覆蓋區(qū)內(nèi)的任何地面、海上、空中的通信站能同時(shí)相互通信。在赤道上空等間隔分布的3顆靜止通信衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)除兩極部分地區(qū)外的全球通信。

圖3.21衛(wèi)星通信7/24/202345信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)—無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless

Sensor

Network,

WSN）就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。WSN一般有sensor

node（傳感器節(jié)點(diǎn)）與基站(稱作sink,用來(lái)集中從小型傳感器收集的數(shù)據(jù))傳感器節(jié)點(diǎn)是一種非常小型的計(jì)算機(jī)，一般由以下幾部分組成：①處理器和內(nèi)存（一般能力都比較有限）。②各類傳感器（溫度、濕度、聲音、加速度、全球定位等）。③通訊設(shè)備（一般是無(wú)線電收發(fā)器或光學(xué)通信設(shè)備）。④電池（一般是干電池，也有使用太陽(yáng)能電池的）。⑤其他設(shè)備，包括各種特定用途的芯片，串行并行接口等（USB，RS232）。7/24/202346信息學(xué)科導(dǎo)論CN3.5無(wú)線通信系統(tǒng)—無(wú)線射頻識(shí)別RFID是射頻識(shí)別技術(shù)的英文(RadioFrequencyIdentification)的縮寫，射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合