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1、School of Communication and Information Engineering通信概论上海大学通信与信息工程学院郑国莘School of Communication and Information Engineeringrhombus6 课程简介课程名称 ：通信概论讲课教师 ：郑国莘课内总学时 ：30rhombus6 课程目的面向大学各专业开设的知识扩展型选修课程 。通信技术发展的历史通信技术中主要的科学思想通信系统的组成的应用课程概况郑国莘 可以通过 Email答疑考试要求 ：以掌握基本概念为主School of Communication and Informati
2、on Engineering1. 通信技术的发展 （2学时 ）2. 无线通信的频率与频段划分 （2学时 ）3. 数字通信的原理 （2学时 ）4. 电话与电信网 （2学时 ）5. 电视技术与电视网 （2学时 ）6. 计算机互联网 （2学时 ）7. 光纤通信 （2学时 ）8. 微波通信与卫星通信 （2学时 ）9. 军事通信 （2学时 ）10. 通信的应用 （2学时 ）课程大纲School of Communication and Information Engineering第一章 通信技术的发展 （2学时 ）1.1 通信的历史1.2 三网的发展与融合School of Communication
3、 and Information Engineering1、通信系统如何分类 ？答：民用通信 ：电信网电视网互联网专用通信 ：军事通信 ，工业通信 ，生物通信School of Communication and Information Engineering1.1 通信的历史移动通信 ，无线局域网 ，RFID(射频识别 )，卫星通信雷达 ，制导 ，航天通信 ，蓝牙 ，光纤通信 ，生物通信School of Communication and Information Engineering2、数字通信的过程是怎样的 ？模数转换 调制解调 数模转换天线天线1.1 通信的历史答：分为发送端 ，接收
4、端 。各包括 ： 其中调制是通信的关键技术 。School of Communication and Information Engineering调制 ：将低速数据通过某种变换 ，变为高频信号 （Radio Frequency）调制的类型 ：(幅度调制 ，频率调制 ，相位调制 )载波频率越高 ，信息传输速率越高1 0 11低速数据载波幅度调制频率调制相位调制1.1 通信的历史School of Communication and Information Engineeringcircle6 马可尼 （18741937）意大利人1894年 在父亲的庄园试验1896年 去伦敦1897年 建立无线
5、电报公司1899年 首次实现英法无线通信1916年 实现短波无线电通信1929年 建立世界性无线通信网circle6 曾获诺贝尔奖金科学发明1.1 通信的历史School of Communication and Information Engineering1883 Thomas A.Edison发现真空管的电子束 ，称为 “爱迪生效应 ”，奠定了电子管的基础物理发现 模拟通信 发明1905 Lee deForest发明真空三极管放大器1905 Reginald Fessenden通过无线电波传送语音和音乐1.1 通信历史School of Communication and Informa
6、tion Engineering20世纪 50年代 发明半导体1947-贝尔实验室Walter H.Brattain John BardeenWilliamn Shockley发明晶体管晶体管的放大作用物理发现P型N型PN结集电极 C基极 B发射极 E1.1 通信历史School of Communication and Information Engineeringsquare41946年第一代电子计算机 （ENIAC）在美国研制成功 。使用了 18800个电子管 ，重30吨，占地 150平方米 ，耗电 150千瓦 ，每秒完成 5000次加法运算。1.1 通信历史School of Comm
7、unication and Information Engineering1958-德州仪器公司的 Jack Kilby研制出第一块锗集成电路1971英特尔公司生产出第一块单片微处理器40041976出现个人计算机1.1 通信的历史School of Communication and Information Engineering微处理器的发展Intel 4004 Intel 8008 Motorola 6800 Intel 8086Intel 80286 Intel 80386 Intel 80486 Intel PentiumIntel PentiumIIIntel PentiumIII
8、Intel PentiumIV1.1 通信的历史School of Communication and Information Engineering第一代1971年1973年第二代1974年1977年第三代1978年1980年第四代1980年以后典型的微处理器芯片Intel 4004Intel 4040Intel 8008Intel 8080M6800Z-80Intel 8086/8088M68000Intel 80X86M68020Z-80000字长 （位） 4/8 8 16 16/32集成度 （晶体管数 /芯片 ） 1000 2000 5000 9000 2000070000 10000
9、0时钟频率（ MHZ） 0.5 0.8 1 4 5 10 10数据总线宽度（位） 4/8 8 16 16/32地址总线宽度（位） 4 8 8 20 24 24 32存储容量 16KB实存64KB实存 1MB实存 4GB实存和64GB虚存指令执行时间（ s）10 15 1 2 1 0.125软件水平 机器语言汇编语言 汇编语言高级语言操作系统汇编语言高级语言操作系统汇编语言高级语言部分软件硬化1.1 通信的历史School of Communication and Information Engineering1966年，高锟 (C.K.Kao)和霍克哈姆 (C.A.Hockham)发表了关于传
10、输介质新概念的论文 用于光频的光纤表面波导 , 指明通过 “原材料的提纯制造出适合于长距离通信使用的低损耗光纤 ”这一发展方向 , 奠定了现代光通信 光纤通信的基础 。1970年 美国康宁玻璃公司根据高氏理论首先制造出衰减为 20dB/km的光导纤维，使光导纤维的发展得到突破 。高锟高锟高锟高锟 (左左左 左) )从瑞典国王手中接过从瑞典国王手中接过从瑞典国王手中接过从瑞典国王手中接过 2009诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖1.1 通信的历史School of Communication and Information Engineering发现这种玻璃纤维引起光损耗
11、的主要原因 :含有过量的铬 、铜、铁与锰等金属离子和其他杂质拉制造成了芯 、包层分界面不均匀及其所引起的折射率不均匀玻璃纤维在红外光区的损耗较小1.1 通信的历史School of Communication and Information Engineering频带宽 ,通信容量大单模光纤可利用的带宽达 20THz(1THz=10E12Hz)最先进的光纤通信系统达 400GHz,声音信号所需信息速率 ：64kbps图像信息 ：64k2M视频信息速率 ：300bps8Mbps损耗低 ,中继距离长铜缆的损耗特性与缆的结构尺寸及所传输信号的频率有关 ,光缆的损耗特性仅与玻璃的纯度 (或者说透明度
12、)有关高质量望远镜的镜头其损耗超过 500dB/km目前通信用光纤的最低损耗达 0.2 dB/km光通信特点1.1 通信的历史School of Communication and Information Engineering1 绝缘聚乙烯层 、2 聚酯树酯或沥青层 、3 钢绞线层 、4 铝制防水层 、5 聚碳酸酯层 、6 铜管或铝管 、7 石蜡 ，烷烃层 、8 光纤束。电信网 Public Switched Telephone Network, PSTN越洋光缆的敷设School of Communication and Information Engineering1.1 通信的历史最远
13、的通信 （被动通信 ）： 哈勃望远镜1990年 4月 24日发射的 ，设置在地球轨道上的 ，通光口径 2.4m的反射式天文望远镜 。用于从紫外到近红外 (1151 010nm) 探测宇宙目标 。配备有光谱仪及高速光度计等多种附属设备 。由高增益天线通过中继卫星与地面联系 。计划工作 15年。为纪念 E.P.Hubble而得名 。School of Communication and Information Engineering1.1 通信的历史最远的通信 （主动通信 ）： 火星探测无线电速度是光速 ，光经过一天文单位需要 8分钟火星距离地球为 0.5天文单位 ，也就是 4光分2003年6月1
14、0日， “勇气 ”的火星卡纳维拉尔角空军基地发射升空 ，206个昼夜中完成长达 4.8亿公里的星际旅行2004年1月3日在火星南半球的古谢夫 陨石 坑着陆勇气号于 2009年搁浅 ，但已经传回几千幅图像 。School of Communication and Information Engineering1.1 通信的历史最近的通信 （被动通信 ）： 人体脑电波继加入人类基因组计划之后 ，我国科学家 2004年加入了一项国际性科研计划 人类脑计划 ，成为这一计划的第 20个成员国人体脑电波是采用扩展频谱编码的 ，频谱广阔 ，0100Hz的低频一直到 300M1000MHz以上都有脑电波的分布
15、 。人的听觉神经干动作电位的空间频谱就达 170M220MHz，人的视觉脑电波综合信号的频谱可能更高 ，所用频谱更广人左右半脑间的胼胝体的信息通信流量达到了 40 亿比特 /秒以上人机联网软件或芯片在火箭发射 、载人航天 ，飞机舰艇控制 、太空操作等重大项目中也有重要应用School of Communication and Information Engineering1.1 通信的历史最慢的通信 ：潜艇水声通信采用无线电 ，兆瓦级 ，甚低频 ，传输速率 100bps,距离 100m采用水声 ，传输速率 400 2000 bps,距离 300km美国有线新闻网 CNN2009 6 12报道 ，一艘中国潜艇在菲律宾苏比克湾附近 ，与一艘美国军舰的拖拽声纳相撞 。报道援引美军方人士的消息说 ，该事件发生在当地时间周四 (11日 )。美国 “美军约翰 麦凯恩 ”号驱逐舰拖曳的海底声纳在冲撞后受损 。中美舰艇所幸没有相撞 。声音在海水中的速度是 1530米 /秒 ;School of Communication and Information Engineering1.2 三网的发展与融合School of Communication and Information Engineering1.2 三网的发展与融合电信网 Public Switched Telephone
