数字通信入门.pptx

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1、第4章计算机网络与因特网4.1数字通信入门4.2计算机网络基础4.3因特网的组成4.4因特网提供的服务4.5网络信息安全4.1数字通信入门4.1.1通信的基本原理通信系统模型有线通信与无线通信调制解调技术多路复用技术4.1.2交换技术4.1.1数字通信的基本原理(1)通信的基本模型什么是通信(communication)？广而言之，通信就是信息的(远距离)传递与交流现代通信——使用电波或光波传递信息的技术，也称为电信（telecommunication），如电报、电话、传真、电子邮件、BBS、QQ等通信的要求：远距离、高速度、低成本、安全、可靠

2、、方便通信的发展历史：电报电话无线广播黑白电视彩色电视计算机网络1836187620世纪初191819381940’s1960’s越洋无线电报通信系统的模型通信的三要素：信道信源(宿)信宿(源)信号信号举例:信道的任务是迅速、可靠而准确地将信号从信源传输到信宿被传输的信息都必须以某种电(或光)信号的形式才能进行传输发送信息的设备接收信息的设备有线电话移动电话计算机通信信源/信宿电话座机手机计算机信号话音经电话机转换成为变化的电流信号话音经电话机转换成为压缩编码后的数字信号编码并打包后的数字信号信道构成电话线和中继器等传输设备无线电波、基站等双绞

3、线、集线器、路由器、光纤等模拟信号与数字信号通信系统中被传输的信息必须转换成某种电信号(或光信号)才能进行传输t数字信号信号强度模拟信号信号强度t电信号(或光信号)有两种形式：模拟信号形式:通过连续变化的物理量（如信号的幅度）来表示信息，例如人们打电话或者播音员播音时声音经话筒(麦克风)转换得到的电信号；数字信号形式:使用有限个状态(一般是2个状态)来表示（编码）信息，例如电报机、传真机和计算机发出的信号都是数字信号0011010001(2)有线通信与无线通信需使用物理介质进行信号传输的是有线通信，例如：金属导体（双绞线、同轴电缆），传输电流信

4、号光导纤维（简称光纤），传输光信号在自由空间进行信号传输的是无线通信，传输的是电磁波信号传输介质的类型与特点介质类型特点应用有线通信双绞线成本低，易受外部高频电磁波干扰，误码率较高；传输距离有限固定电话本地回路、计算机局域网同轴电缆传输特性和屏蔽特性良好，可作为传输干线长距离传输载波信号，但成本较高固定电话中继线路、有线电视接入光缆传输损耗小，通讯距离长，容量大，屏蔽特性好，不易被窃听，重量轻，便于铺设。缺点是强度稍差，精确连接两根光纤比较困难电话、电视等通信系统的远程干线，计算机网络的干线无线通信自由空间使用微波、红外线、激光等，建设费用低，

5、抗灾能力强，容量大，无线接入使得通信更加方便.但易被窃听、易受干扰广播，电视，移动通信系统，计算机无线局域网双绞线和同轴电缆原理：利用电流(电压)传输信息双绞线分类3类线(10Mb/s)；5类线(100Mb/s)；6类线(200Mb/s)无屏蔽双绞线(UTP)；屏蔽双绞线(STP)同轴电缆内层导线金属屏蔽外绝缘层绝缘体同轴电缆分类基带同轴电缆（50Ω）以前在以太网中使用宽带同轴电缆（75Ω）有线电视网使用信号线地线套管无屏蔽双绞线光纤与光缆多根光纤保护层防止光泄漏的吸收外壳起保护作用的防护层外绝缘层光波在光纤中的传播光导纤维（光线的入射角足够大

6、时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去）纤芯包层保护层光波光缆(包含多根光纤)光纤保护层光纤通信原理光波优点：通信容量大：一束光每秒能传输2.5G或10Gb信息！传输距离远：无中继距离超过几十公里保密性强，信息不易泄露电信号驱动电路光源中继器输出电路电信号发送单元(电/光转换)传输单元接收单元(光/电转换)光调制器光纤光纤放大电路光检测器数字信号（电信号）驱动一个光源（半导体激光器或发光二极管），发出光信号光信号经放大后由光检测器（半导体光电管）进行检测、解调，再转换成电信号之后输出调制后的光信号通过光纤进行传输，为补偿光纤线路的

7、损耗，每隔一定距离要接入中继器0/1信号对光波进行调制光纤通信：利用光波携带信息在光纤中传输，达到通信目的无线通信无线通信：利用电磁波携带信息在自由空间中传播，进行通信电磁波的种类与频率范围无线电波:104～1011(Hz)中波：0.3～3(MHz)短波：3～30(MHz)超短波：30～300(MHz)微波：0.3～300(GHz)红外线：1011～1014(Hz)可见光：1014(Hz)紫外线：1014～1016(Hz)无线广播电视通信1041051061071081091010101110121013101410151016Hz双绞线同轴电

8、缆AM广播FM广播和TV卫星地面微波光纤紫外线红外线可见光微波无线电波超短波中波短波手机无线LAN手机：900MHz，1.8GHZ，2.1~2.2GH