通信原理与城轨传输系统

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1、通信原理与城轨传输系统1通信原理1.1通信的定义通信按传统理解就是信息的传输与交换，信息可以是语音、文字、符号、音乐、图像等等。(1)通信的定义：通信是传递信息的手段，即将信息从发送器传送到接收器。(2)通信的目的：通信的目的是为了完成信息的传输和交换。1.2通信系统通信系统是以实现通信为目标的硬件，软件以及人的集合。1.2.1通信系统的模型图1-1是一个基本的点到点通信系统的一般模型：图1-1通信系统的一般模型其中，各部分的功能如下：①信息源：把各种可能消息转换成原始电信号；②发送设备：为了使原始电信号适合在信道中传输，对原始电信号变换成与传输

2、信道相匹配的传输信号；③信道：信号传输的通道；④接收设备：从接收信号中恢复出原始电信号；⑤收信者：将复原的原始电信号转换成相应的消息；1.2.2模拟通信系统与数字通信系统信号的分类：①模拟信号——电信号的该参量连续取值。如：普通电话机收发的语音信号；②数字信号——电信号的该参量离散取值。如：计算机内PCI/ISA总线的信号。模拟信号和数字信号可以互相转换。因此，任何一个消息既可以用模拟信号表示，也可以用数字信号表示。相应的，通信系统也可以分为模拟通信系统与数字通信系统两大类。①模拟通信系统：模拟通信系统在信道中传输的是模拟信号，模型如图1-2所示

3、。图1-2模拟通信系统模型基带信号——由消息转化而来的原始模拟信号，一般含有直流和低频成分，不宜直接传输；已调信号——由基带信号转化来的、频域特性适合信道传输的信号。又称频带信号。对模拟通信系统进行研究的主要内容就是研究不同信道条件下不同的调制解调方法。②数字通信系统：数字通信系统在信道中传输的是数字信号，模型如图1-3所示。图1-3数字通信系统模型信源编/译码器——实现模拟信号与数字信号之间的转换；加/解密器——实现数字信号的保密传输；信道编/译码器——实现差错控制功能，用以对抗由于信道条件造成的误码；调制/解调器——实现数字信号的传输与复用。1

4、.2.3通信系统的分类通信系统有不同的分类方法。①按消息分：电报系统、电话系统、数据系统、图像系统②按调制方式分：基带传输、频带传输（调幅、调频、调相、脉幅、脉宽、脉位）③媒质上的信号分：模拟系统、数字系统④传输媒质（信道）分：有线系统、无线系统⑤按复用方式分：频分复用、时分复用、码分复用⑥按消息传送的方向和时间分：单工、半双工、全双工2传输介质2.1传输介质的基本概念2.1.1传输介质传输介质是连接通信设备，为通信设备之间提供信息传输的物理通道；是信息传输的实际载体。从本质上讲，有线通信与无线通信中的信号传输，实际上都是电磁波在不同介质中的传播过

5、程，在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。理论上，任何频率的信号都可以用作通信。2.1.2传输介质的分类很多介质都可以作为通信中使用的传输介质，但这些介质本身有着不同的属性，它们适用于不同的环境条件，同时通信业务本身也会对传输介质的使用提出不同的要求。因此，在实际的应用中存在着多种多样的传输介质，最常见的传输介质是：线电缆、无线介质、光纤。2.1.3传输介质与传输技术的设计传输介质只有被相应的传输技术所使用，才能够体现为可供上层业务使用的信道，由于传输介质是与传输技术紧密结合的，因此，设计传输技术就必须考虑并充分利用传

6、输介质本身固有的特点，以下分别说明传输介质的各种特征对设计传输技术的影响。（1）带宽：也就是可供使用的频谱宽度。高带宽的传输介质就可以承载较高的比特率，例如光纤；（2）误码率：高误码率的传输环境下，肯定会要求使用更为复杂、有效的检纠错技术；（3）信号的传输距离：不同的传输介质对信号传输具有不同的衰减，当有用信号的强度衰减至一定水平之下时，就必须以某种形式进行信号的再生与放大，以保证按收端的正常工作。光纤通信中的光中继器，微波通信中的中继站，都是为了完成这一目的而设立的；（4）安全：不同的传输介质是有不同的安全等级，通信中的加密和认证都是必不可少的，

7、但不同复杂度的加密与认证技术在传输代价，时间代价等方面有很大差异，因此必须为各种传输介质来选用最为合适的安全保证技术。3信号的传输技术3.1传输技术概述3.1.1传输技术的发展根据国际电信联盟（ITU）的定义，传输是指通过物理介质传播含有信息的信号的过程。从功能上看，这是一个在通信网中的各节点之间转移信息的过程。传输网即是在各网络节点之间运送信息的网络功能资源。为实现远距离的通信，在19世纪末即发明了用电信号来模拟语音信号并进行远距离传输，于是出现了电话以及话音传输技术。时至今日，电话通信仍然是电信网络中的重要业务之一，而传输技术则已经经历了几次重

8、大的变革。从电话通信发明到上世纪60年代，电信传输均是采用模拟话音传输技术，起初是采用一对线路传输一路模拟话音信号；随后为