北邮通信工程专业导论ppt资料

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1、通信工程专业导论通信工程专业导论 信息与通信工程学院 无线中心信息与通信工程学院 无线中心 yuancw2000 yuancw2000 袁超伟袁超伟 1 提纲提纲 一. 关于通信：从认知开始 二. 通信发展历史及趋势：历史照亮未来 三. 科研机构和学术团体：成就与责任同在 2 一.关于通信一.关于通信 ? 通信的基本概念通信的基本概念 ? 通信的基本目标和要求通信的基本目标和要求 ? 通信业务概况通信业务概况 ? 通信手段概况通信手段概况 ? 通信方式概况通信方式概况 ? 通信技术概况通信技术概况 ? 通信系统的类型通信系统的类型 ? 通信系统的组成通信系统的组成 3 通信的基本概念通信的基本

2、概念 ?什么是通信什么是通信 用任何方法，通过任何传输媒质完成信息传输均 可称为通信（广义） ?通信举例通信举例 电报，传真，电话，因特网等 ?通信的重要性通信的重要性 生活，工作，学习 4 通信的基本目标和要求通信的基本目标和要求 ?通信的基本目标通信的基本目标 满足任何时候、任何地点、任何人或者任何智 能终端设备之间信息交互的需要等。 ?通信的基本要求通信的基本要求 质量：语音清晰度、数据误码率 速度：接入速度、传输速度 价格：经济上的合理性 可靠：系统的可靠性和可用性 5 通信业务概况通信业务概况 ?传统通信业务传统通信业务 电报、电话、传真 等 ?现代数据通信现代数据通信 数据通信、可

3、视电话通信、图像通信、 电视会议、语言广播、电视广播、电 子邮件、信息检索和多媒体通信等 ?多种通信方式多种通信方式 点到点、组播和广播等应用方式 6 通信手段概况通信手段概况 双绞线 架空线 双绞线 架空线 光纤光纤 ?有线传输有线传输 同轴电缆同轴电缆 7 通信手段概况通信手段概况 ?无线传输无线传输 卫星通信 移动通信 卫星通信 移动通信 微波通信微波通信 8 通信方式概况通信方式概况 ?通信方式通信方式 单工通信 半双工通信 全双工通信 单工通信 半双工通信 全双工通信 9 通信技术概况通信技术概况 ?复用技术：复用技术： FDM、TDM、CDM、WDM等 ?压缩技术：压缩技术： 语音

4、编码、压缩编码等 ?调制技术：调制技术： 调幅 、调频 、调相，移幅键控调制 ASK、移频键控调制 FSK、移相键控 调制PSK及其复合等 ?交换技术：交换技术： 电路交换、分组交换技术等 10 通信系统的类型通信系统的类型 ?按传输媒介分类按传输媒介分类 有线通信系统，无线通信系统 ?按通信业务分类按通信业务分类 电话通信系统，计算机（数据）通信系统 和多媒体通信系统等 ?按传输信号分类按传输信号分类 模拟通信系统，数字通信系统 11 通信系统的组成通信系统的组成 ?通信系统的组成包括：信源、发信机、信道、 噪声源、收信机及信宿6个部分 通信系统的组成包括：信源、发信机、信道、 噪声源、收信

5、机及信宿6个部分 通信系统一般模型通信系统一般模型 12 提纲提纲 一. 关于通信：从认知开始 二. 通信发展历史及趋势：历史照亮未来 三. 科研机构和学术团体：成就与责任同在 13 二. 通信发展历史及趋势二. 通信发展历史及趋势 ?古代通信古代通信 ?有线电报通信有线电报通信 ?有线电话通信有线电话通信 ?无线电报通信无线电报通信 ?微波通信微波通信 ?光纤通信光纤通信 ?卫星通信卫星通信 ?移动通信移动通信 ?因特网的发展因特网的发展 14 古代通信古代通信 ?声音：声音：击鼓、鸣锣、礼炮 ?动物：动物：鸽子 ?器械：器械：风筝 ?人力：人力：著名马拉松比赛源于一位为传递马拉 松捷报的信

6、使长跑42.195公里后牺牲 ?烽火台、狼烟烽火台、狼烟 ?驿邮驿邮 15 古代通信古代通信 ?存在的问题存在的问题 范围小 速度低 可靠性差 有效性低 16 电通信的发展历史电通信的发展历史 ?初级阶段：初级阶段：1838年德国人莫尔斯发明了电报开始至第二 次世界大战结束。电报、电话、无线电、广播、电视、雷 达以及移动通信等等； ?近代阶段：近代阶段：1948年香农提出了信息论至上个世纪七十年 代末。微波、卫星、程控交换技术、光纤通信和移动通信 有了长足进步； ?现代阶段：现代阶段：1980年以后以光纤通信和宽带综合业务数字 网的建立为标志。光纤通信、数字移动通信、卫星通信、 程控交换技术、

7、宽带综合业务数字网、多媒体通信、 Internet网、个人通信、智能通信、微波通信、公共电话 交换网、图像通信等。 17 电话进展时序表电话进展时序表 18 1900年 纽约电话公司的卡尔迪(John J. Carty)装配载荷线圈，扩大电话 传输范围和减少通话交叉干扰。载荷线圈是普宾(Michael Pupin)发明的 1904年 弗来明爵士发明真空管和二极管 1906年 福瑞斯特发明三极管 1914年 地下电缆连接波士顿、纽约与华盛顿 1915年 真空管放大器首次用于东西海岸间电话线路 1920年 AT&T公司推出时域多路通信概念 1930年 AT&T公司推出高质量绝缘导线 1935年 首

8、次环球通话 1939年 西联公司(Western Union)推出东西海岸间传真业务 1945年 AT&T公司铺设2000英里的同轴电缆 第一个点接触晶体管第一个点接触晶体管 电话进展时序表电话进展时序表 19 1945年 科幻作家克拉克(Arthur C. Clarke)提出通信卫星一词 1946年 Telcos实施全国性的编码计划 1946年 贝尔公司发明镉点接触晶体管 1949年 美国电报与电话公司推出著名的黑色回转500型电话 1950年 共用电话线路占总线路的75% 1955年 克雷奇默(Ken Krechmer)、莫尔坦(A. W. Morten)和沃恩(H. E. Vaughn)

9、首次阐述调制解调器Modem 1958年 美国AT&T公司推出直接数据器(调制解调器组) 1958年 德克萨斯仪器公司推出硅基晶体管 1959年 美国AT&T公司推出TH-1型 1860信道微波系统 1960年 美国AT&T公司第一台电子交换系统 电话进展时序表电话进展时序表 20 1961年 贝尔电话实验室向西电公司(Western Electric)转让按钮拨号 设计技术权 1962年 美国电报与电话公司在伊利诺斯州斯克基(Skokie) 推出 T-1多路通信业务 1962年 电话电缆开始使用塑料绝缘 1962年 拜伦(Paul Baron)介绍分配式束交换网络的概念 1970年 美国电报

10、与电话公司推出ESS#2型电子交换机 1970年 贝尔实验室向西电公司转让模块电话线与插孔设计技术权 1975年 最后一台手工telco交换机在缅因州退役 1975年 光纤开始在美国和欧洲试验 1980年 美国电报与电话公司推出“数据速度40”，这是具有数据处理能力 的“灵活终端设备” 1981年 贝尔实验室设计验明个人身份号码(PINs)的网络嵌入式数据库 有线电报通信有线电报通信 ?莫尔斯（MORSE）电码（1837年）莫尔斯（MORSE）电码（1837年） 点、划、空表示字母和数字 ?电报机（1838年）电报机（1838年） 能够传递莫尔斯电码 ?电报系统电报系统 1844年5月24日，

11、莫尔斯启用第 一条电报线，由华盛顿特区至 巴尔的摩 莫尔斯莫尔斯 21 有线电报通信有线电报通信 22 有线电报通信意义有线电报通信意义 ?快速准确快速准确 人类第一次以光速（30万公里/秒） 传递信息，瞬间可将信息传到电报 机的另一端 ?电信息传输电信息传输 开创电信号传输的新时代 23 有线电话通信有线电话通信 A.G.贝尔A.G.贝尔 ?电话的发明：电话的发明： 发明人：A.G.贝尔 地点：美国波士顿 时间：1876年2月 ?公开展示：公开展示： 费城，建国百年博览会，通 过一条几百英尺长的铜线电 缆，在一个单方向上用电流 传送了声音。 24 有线电话通信有线电话通信 ?在1876年费城

12、世博会 上，贝尔向公众展示他 发明的电话（左图）。 ?1877年，也就是贝尔 发明电话后的第二年， 在波士顿和纽约架设的 第 一 条 电 话 线 路开通 了，两地相距300公里。 ?一年之内，贝尔共安 装了230部电话，建立了 贝尔电话公司。 贝尔电话惊现费城世博会贝尔电话惊现费城世博会 25 ?特点：特点： 双向实时通信（全双工通信） ?贝尔公司贝尔公司 贝尔及其伙伴于1877年成立了自己的公 司，那就是当代著名的美国西方电话电报 公司（AT&T）的前身。 ?电信业务发展电信业务发展 电话取得了迅速的、无与伦比的、商业性 的成功。 有线电话通信有线电话通信 26 无线电报通信无线电报通信 ?

13、无线电的发现无线电的发现 赫兹实验报告说明存 在一种电波，以光速在空中 运动。 ?马可尼的设想（1894年）马可尼的设想（1894年） “这种电磁波可以用来传 递信号，能越过很长距离， 而无需导线” 马可尼 海因里希鲁道夫赫兹 马可尼 海因里希鲁道夫赫兹 27 无线电报通信无线电报通信 ?无线电报发明（无线电报发明（1896年）年） 马可尼在英国取得了专利权。 ?无线电报发展（无线电报发展（1898年）年） 成功地超越英吉利海峡。 ?无线电报发展（无线电报发展（1901年）年） 成功地实现了由英国横越大西洋与纽芬兰的无线电 通信，相距2700公里。 28 微波通信微波通信 ?电磁波的划分（频率

14、或波长）：电磁波的划分（频率或波长）： 长波：低于300KHz 中波：300KHz3MHz 短波：330MHz 超短波：30300MHz 微波：高于300MHz。 29 微波通信微波通信 ?电磁波的传播特点电磁波的传播特点 中波： 沿地面传播，绕射能力强，适用于广播 和海上通信。 短波： 具有较强的电离层反射能力，适用于环 球通信。 超短波和微波： 绕射能力较差，可作为视距或超视距中 继通信。 30 微波通信微波通信 ?微波通信（中继通信）：微波通信（中继通信）： 1930左右发明，40 50年代发展为传输频带 较宽，性能较稳定的微 波通信。 ?主要特点：主要特点： 通信容量大、投资费用省、建

15、设速度快， 抗灾能力强。 31 ?主要应用：主要应用： 长距离大容量地面干线无线传输；在光纤通信 应用之前，国内长途电话、电视节目传送等方 面微波通信都发挥了重要作用。 ?目前地位：目前地位： 因为光纤通信的大容量、高速度，卫星通信的 大范围，微波通信逐渐成为辅助、备份的角色。 微波通信微波通信 32 微波通信微波通信 ?应用举例：应用举例： 在1976年唐山地震中，在京津之间同轴电缆 全部断裂的情况下，六个微波通道全部安然 无恙。 1998年特大洪灾、2008年雨雪冰冻灾害中， 微波通信显示了它的巨大威力。 33 激光和光纤发展历程激光和光纤发展历程 34 1917年 爱因斯坦(Albert

16、 Einstein)确定激发射线 1957年 吐温(C. Towens)，戈登(J. Gordon)和宰泽 (H. Zeizer)首次制造了 激光器 1958年 斯查路(Arthur Schawlow)阐述激光器的工作原理 1958年 斯查路(Schawlow)和吐温(Towens)发表关于激光器的论文 1960年 马曼(Theodore Maiman)制造了首个应用固体红宝石的激光器 1961年 霍尔(Robert Hall)制造了首个半导体激光器 1960年 高(Charles K. Kao)首次向人们表明了光导纤维能够应用于实际的可 能性 1970年 莫莱尔(Robert Maurer)在康宁(Corning)设计和制造了首个光导纤维 1974年 Bell的马克查尼(John MacChesney)和同事发展了改良的化学蒸汽沉 积过程 1974年 Bell的马克查尼(John MacChesney)引入一个能降低污染同时使