通信工程专业导论

由天下分享时间：2024/11/27 18:03:00 加入收藏我要投稿点赞

（3）香农公式

二﹑现代通信网的支撑技术

（一）信息应用技术

（1）通信业务

①. 模拟与数字视音频业务

视音频信息数字化：现代通信技术中，视音频信息进入系统必须进行数字化处理。上述过程涉及视音频信号的采样、量化和编码。

? 采样：对于音频信号而言，采样就是使音频信号在时间轴上离散化，

每隔一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅度值。对于视频信号而言，采样就是使图像信号在空间位置上离散化。

? 量化：经过抽样后的视音频信号，只是一系列时间或空间上的离散样

值，而每个样值的取值仍是连续的，要想进行数字化表示必须将它转换为有限个离散值，这个过程称为量化。在数字系统中被量化之后的视音频信号其每个量化电平最终被赋予一个二进制码字。

? 编码：视音频信号数字编码的实质是：在保证一定图像或声音质量的

前提下，以最小比特数来表示视音频信号。

②. 数据通信业务

对于数字通信而言，它一般仅指所传输的信号形式是数字的而不是模拟的，它所传输的内容可以是数字化的音频信号、数字化的视频信号、也可以是计算机数据。

数据通信业务：DDN业务、帧中继、ISDN业务、ATM业务、宽带IP业务、虚拟专用网业务、电子数据交换。

③. 多媒体通信业务

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多媒体技术是一种能同时综合处理多种信息，在这些信息之间建立逻辑联系，使其集成为一个交互式系统的技术。多媒体技术主要用于实时的综合处理声音、文字、图形、图像、和视频等信息，是将这些多种媒体信息用计算机集成在一起同时进行综合处理，并把它们融合在一起的技术。多媒体的关键特性在于信息载体的多样性、交互性和集成性。

多媒体通信业务对网络的要求：

? 具有足够的传输带宽，对信息采取必要的压缩措施； ? 多媒体通信的实时性要求； ? 支持点到、点到多点和广播室通信； ? 支持对称和不对称连接方式； ? 在一次呼叫过程中可修改连接的特性；

? 呼叫过程中可建立和释放一个或多个连接，多个连接间应保持一定的

同步关系；

多媒体通信技术规范与标准：

? MPEG-1标准； ? MPEG-2标准； ? MPEG-4标准； ? 多媒体信息交换标准；

(2)通信终端

通信终端设备是用户与通信网之间的接口设备，它包括信源、信宿与交换器、反变换器的一部分。

终端设备有3项主要功能：

? 将待传送的信息和传输链路上传送的信号进行相互转换。在发送端，

将信源产生的信息转换成适合于传输链路上传送的信号；在接收端则完成相反的变换；

? 将信号与传输链路相匹配，由信号处理设备完成；

? 完成信令的产生和识别，即用来产生和识别网内所需的信令，以完成

一系列控制作用。

通信终端技术主要包括以下几种：

①.

音频通信终端技术：音频通信终端是通信系统中应用最为广泛的一类

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通信终端，它可以是应用于普通电话交换网络PSIN的普通模拟电话机、录音电话机、投币电话机、磁卡电话机，IC卡电话机，也可以是应用于ISDN 网络的数数字电话机，以及应用于移动通信网的无线手机。

②.

图形图像通信终端技术：图形图像通信终端，如传真机，它是把纸介

质所记录的文字，图表、照片等信息，通过光电扫描方法变为电信号，经公共电话交换网络传输后，在接收端以硬拷贝的方式得到与发端相类似的纸介质信息。

③.

视频通信终端技术：视频通信终端，如各种电视摄像机、多媒体计算

机用摄像头、视频监视器以及计算机显示器等。

④.

数据通信终端技术：数据通信终端，如调制解调器、ISDN终端设备、

多媒体计算机终端、机顶盒、可视电话终端等。要特别说明的的是对于广播电视网中的业务应用，并不是简单地采用点一点通信结构与上述的终端技术，而是由电台或电视台向千家万户以广播（或交互）的方式传送信息和提供服务。

（二）业务网技术

业务网是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种电信业务的网络。在传送网的节点上安装不同类型的业务网。业务节点设备主要包括各种交换机、路由器和数字交叉连接设备（DXC）等。

其中交换设备是构成业务网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。

节点交换技术中传送的信号有同步时分复用信号和统计时分复用信号，主要使用的技术包括窄带交换技术和宽带交换技术，其中窄带交换技术中常用的有电路交换和低速分组交换，宽带交换技术中常用的有快速电路交换，快速分组交换，ATM交换以及光交换。

业务网包括电话网、数据网、智能网、移动网等。

①. 电话网技术

电话网采用电路交换方式，其节点设备是数字程控交换机，另外还应包括传输链路设备及终端设备。其中使用到了用于自动交换系统的数字电路交换技

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术和窄带综合业务数字网技术。随着电信网络的发展，又出现了电话智能网技术。

②. 数据网技术

公共数据网是根据数据通信的突发性和允许一定时延的特点，采用了存储转发分组（包）交换技术。数据网包括X．25分组交换网、帧中继（FR）网、数字数据网（DDN）、异步转移模式（ATM）网等。

③. IP网技术

随着计算机联网用户的增长，数据网带宽不断拓宽，网络节点设备几经更新，出现了新老网络交替，多种数据网并存的复杂局面。在这种情况下，IP网应运而生成为目前全世界最大的信息网络。IP网中主要使用的技术有高速路由技术、IP电话网技术、软交换技术、Ipv6技术等。

(三)接入与传送网技术

接入网与传送网是一个庞大复杂的网络，由许多的单元组成，完成将信息从—个点接入并传递到另一个点或另一些点的功能，如传输电路的调度、故障切换、分离业务等。传输链路是信息的传输通道，是连接网络节点的媒介。从物理实现角度看，传送网技术包括传输媒质、传输系统和传输节点设备技术。（1）传输媒质：用来传递信号的某种介质。传输媒质是传递信号的通道，提供两地之间的传输通路。有线传输媒质——电缆

电缆主要包括双绞线，同轴电缆；

光纤：光导纤维的简称，光纤通信是以光波为载波以光纤为传输媒质的一种通信方式。

无线传输媒质——自由空间

以自由空间为媒质的通信技术有：移动通信、微波通信和卫星通信。

（2）传输系统：传输系统包括传输设备和传输复用设备。携带信息的基带信号一般不能直接加到传输媒介上进行传输，需要利用传输设备将它们转换为适合在传输媒介上进行传输的信号，例如光、电等信号。传输设备主要有微波收发信机、卫星地面站收发信机和光端机等。为了在一定传输媒介中传输多路信息，需要有传输复用设备将多路信息进行复用与解复用。传输复用设备目

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前可分为3大类:时分复用、频分复用、码分复用

①. 频分复用FDM：为了使若干独立信号能在一条公共通路上传输，而将其配

置成某些正交信号的复用。

FDM频分多址采用调频的多址技术，把线路的通频带资源分成多个子频带，分别分配给用户形成数据传输子通路，FDM的特点是信道不独占，而时间资源共享，每一子信道使用的频带互不重叠，适合大量连续非突发性数据的接入。

②. 时分复用TDM：为了使若干独立信号能在一条公共通路上传输，而将其分

别配置在分立的周期性的时间间隔上的复用。

TDM时分多址采用固定时隙分配方式，即一条物理信道按时间分成若干个时间片，轮流地分配给多个信号使用，使得它们在时间上不重叠。TDM的特点是独占时隙，而信道资源共享，每一个子信道使用的时隙不重叠，频谱利用率高，适合多个突发性或低速率数据用户的接入。

③. 码分复用CDMA：为了使若干独立信号能在一条公共通路上传输，而

将其配置成某些正交信号的复用。

CDMA是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术，包括无线和有线接入。CDMA的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输，它在信道与时间资源上均为共享，因此，信道的效率高，系统的容量大。主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统。

此外还有同步码分多址(SCDMA)。