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1、第1章 通信网的组成和功能1.1 通信的概念1.1.1 通信的定义通信是指由一地向另一地进行消息的 有效传递。在传递过程中，发送方设法把 要传的信息加载到一些适当的信号上，. 这些信号到达接收方后由接收方解读出发 送方想要告诉他的信息。满足此定义的例子很多，如打电话，它 是利用电话（系统）来传递消息；两个人 之间的对话，是利用声音来传递消息；古 代的 “消息树”、“烽火台”和现代仍使用的 “ 信号灯”等 则是利用光的方式传递消息的。1.1.2 通信的目的：传递消息 。消息具有不同的形式，例如：语言、文 字、数据、图像、符号等等。随着社会的发 展，消息的种类越来越多，人们对传递消息 的要求和手段
2、也越来越高。通信中消息的传 送是通过信号来进行的，信号是消息的载荷 者。如：红绿灯信号、狼烟、电压、电流信 号等。1.1.3 电通信的含义 在各种各样的通信方式中，利用 “电信 号” 来承载消息的通信方法称之为电通信。 这种通信将有用的信息无失真、高效率地进 行传输，同时还要在传输过程中将无用信息 和有害信息抑制掉。并且还要有存储、处理 、采集及显示等功能。它具有迅速、准确、 可靠，而且几乎不受时间、地点、空间、距 离的限制等特点，因而得到了飞速发展和广 泛应用。在自然科学中， “通信”与“电通信”几乎 是同义词了。本课程中所说的通信，均指电通信。据 此，不妨对通信重新定义：利用电子等技术 手
3、段，借助电信号（含光信号）实现从一地 向另一地进行消息的有效传递称为通信。1.2.1 通信系统的定义及其组成实现信息传递所需的一切技术设备和 传输媒质的总和称为通信系统。以基本的 点对点通信为例，通信系统的组成（通常 也称为一般模型）如图所示。1.2 通信系统的概念 信源（信息源，也称发终端，扮演信息发送 者的角色）的作用是把待传输的消息转换成 原始电信号，如电话系统中电话机可看成是 信源。 在发送端，发送设备的基本功能是将信源和 信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号 变换成适合在信道中传输的信号。 信道是指信号传输的通道，从形式上可分为 有线信道和无线信道，从传输方式上看，信 道又可分为模
4、拟信道和数字信道，甚至还可 以包含某些设备。 噪声源，是信道中的所有噪声以及分散在通 信系统中其它各处噪声的集合。通信系统中 不能忽略噪声的影响，通信系统的噪声可能 来自于各个部分，包括发送或接收信息的周 围环境、各种设备的电子器件，信道外部的 电磁场干扰等。 在接收端，接收设备的功能与发送设备相反 ，即进行解调、译码、解码等。它的任务是 从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始 电信号来。 信宿（也称受信者或收终端）是将复原的 原始电信号转换成相应的消息，如电话机将 对方传来的电信号还原成了声音。 1.2.2 通信系统的工作方式 按消息传送的方向与时间分对于点对点之间的通信，按消息传送的 方向
5、与时间，通信方式可分为单工通信、半 双工通信及全双工通信三种。所谓单工通信，是指消息只能单方向进 行传输的一种通信工作方式。在单工通信中 ，发送设备和接收设备之间只有一个传输通 道，数据单方向的从发送端到接收端，传输 通道的方向不能改变。单工通信的例子很多 ，如广播、遥控、无线寻呼等。这里，信号 （消息）只从广播发射台、遥控器和无线寻 呼中心分别传到收音机、遥控对象和 BP 机 上。计算机和输出设备之间的通信大多采用 单工通信方式。例如，计算机与打印机、计 算机与显示器等。该方式的特点是设备简单 、造价低，但传输效率也低。 所谓半双工通信方式，是指通信双方都 能收发消息，但不能同时进行收和发的
6、工作 方式。在半双工通信中，两个设备之间有两 个传输通道，可以轮流双方向地传送，但不 能同时进行。即在某一时刻只能沿着一个方 向传输数据。该方式要求每一端都具有发送 设备、接收设备及改变数据传输方向的控制 器。对讲机、收发报机等都是这种通信方式 。此方式适用于对话式终端之间或者用在传 输通道没有足够的带宽支持双向通道的场合 。由于该方式在通信中要不断的改变传输通 道的方向，因此控制复杂，传输效率极低。所谓全双工通信，是指通信双方可同时 进行双向传输消息的工作方式。在这种方式 下，两个设备之间有两个传输通道，并且可 同时双向传送数据。相当于两个相反方向的 单工通信的组合。该方式传输效率高，控制
7、简单，但造价高，同时要求传输通道有足够 的带宽给予充分的支持。很明显，全双工通 信的信道必须是双向信道。生活中全双工通 信的例子非常多，如普通电话、手机等。 1.3 通信网和通信网相关的设备下图所示的通信系统是一对一的通信系统， 它完成的是由点到点的传输介质与两个通信 设备直接相连的链路间的通信，是一种最简 单的通信结构。实际上，由于通信设备间的 距离太远，不可能敷设专用的线路。另外， 在许多场合下常常有若干设备需要相互间进 行通信。 举例说明4个用户各自进行双向通信的需求，就必须具备43=12套通信系统。就 是说，每个用户应该有对另外3个用户进行通信的3套收发信设备和3套 终端设备。如以下左
8、图所示，显然，这种在任何两个通信设备间做直 接的点到点式的连接是不经济和不现实的。解决的办法是把若干需要 通信的设备用线路引至同一地点，在该点设立一个交换设备，如以下 右图所示。 1.3.1 通信网的定义通信网是一种使用交换设备,传输设备 ，由各种通信手段和一定的连接方式将地理 上分散的用户终端设备互连起来实现通信和 信息交换的系统。 1.3.2 通信网的组成一个完整的通信网包括它的硬件和软 件。硬件通常由用户终端、交换中心、传 输系统等三部分组成。软件指通信网为能很好地完成信息的 传递和转接交换所必须的一整套协议、标 准、包括网的网络结构、网内信令、协议 和接口以及技术体制、技术标准等，是通
9、 信网实现通信服务和运行支撑的重要组成 部分。 终端设备指通信网最外围的设备。它将用户要发送的各种形式的信息转变为 适合于相关的电信业务网传送的电磁信号，数 据包等，或反之，将从电信网络中收到的电磁 信号、符号、数据包等转变为用户可识别的信 息。 按所处位置不同，终端设备分为：电信部门的公用终端设备、用户所在地的用户 专用终端设备、个人终端。 按所具有的功能不同，终端设备分为：电话终端（普通电话机、移动电话机、集团电 话机等）、非话终端（公众电报终端、用户电 报终端、计算机终端、数据终端等）、多功能 多媒体通信终端（可提供至少包含两种类型信 息媒体或功能的终端设备，如可视电话、会议 电视终端设
10、备及计算机多媒体终端等）等。 传输系统是信息传递的通道。它将用户终端设备与转换交换系统（结点） 及转接交换系统（结点）相互连接起来形成的 网络。按传输媒质的不同，传输系统分为以电磁 波沿某种有形媒质的传播来实现信号的传递的 有线传输系统（金属线传输系统和光缆传输系 统）和以电磁波在空中的传播来实现信号的传 递的无线传输系统（长波、短波、超短波和地 面微波通信系统和卫星通信系统）。 转接交换系统实质就是交换机，通信网的核心。主要完成接入交换结点链路的汇集、转接接 续和分配等。对不同电信业务网络的转接交 换设备的性能要求是不同的。例如：程控电话交换网采用直接接续通话电 路的电路交换方式。计算机通信
11、的数据业务 网采用存储转发方式。1.3.3 路由的概念指网路中任意两个交换中心之间建立 的一个呼叫连接或传递信息的途径。比如： A-B、 B-C、 A-B-C。ABC1.3.4 通信网的分类按运营方式分：公用网和专用网。按服务和使用范围分：本地网、市内网、 长途网、国际网。按业务范围的不同分：电话网、电报网、 传真网、数据网、有线电视网、综合业务 数字网等。按不同性质的传输媒介分：有线网和无线网 。 所谓有线网，是指传输媒质为架空明线 、电缆、光缆等形式的通信网，其特点是媒 质能看得见，摸得着。所谓无线网，是指传 输消息的媒质为看不见、摸不着的媒质（如 电磁波）的一种通信网。有线网的传输媒介
12、主要有电缆、明线、光缆等。无线网包括移 动通信、无线电寻呼、卫星通信等。 按不同的传输信号分：数字网、模拟网和数 模混合网。按工作频段分按通信设备的工作频率不同，通信系统 可分为长波通信、中波通信、短波通信、微 波通信等。 按通信者是否运动分通信还可按收发信者是否运动分为移动 通信和固定通信。移动通信是指通信双方至 少有一方在运动中进行信息交换。 按通信对象的位置分按通信对象的位置分为地面通信、对空 通信、深空通信、水下通信等。按调制方式分根据是否采用调制，可将通信系统分为 基带传输和频带（调制）传输。基带传输是 将没有经过调制的信号直接传送，如音频市 内电话；频带传输是对各种信号调制后再送 到信道中传输的总称。按业务的不同分按通信业务分，通信系统可分为话务通 信和非话务通信。电话业务在电信领域中一 直占主导地位，它属于人与人之间的通信。 近年来，非话务通信发展迅速，它主要包括 数据传输、计算机通信、电子信箱、电报、 传真、可视图文及电视会议、图像通信等。
