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1、第一章通信系统及通信网1.1通信系统概述1.2通信系统的定义及其组成1.3通信系统的分类1.4通信网概述1.5通信网的结构及组成1.6现代通信网分类1.7现代通信网的发展习题1.1通信系统概述自从有了人类活动,就产生了通信。当今世界已进入“信息时代”。信息已经成为现代社会,特别是21世纪最重要的战略资源。信息技术是当今社会乃至未来社会生产力的基本要素,是发展最活跃、应用最广泛的领域。信息产业已成为国民经济的支柱产业,在国民经济生产总值中占有越来越大的比例。进入20世纪90年代,许多发达国家为保持其在21世纪科技、经济上的领先地位,在当时基础上大力
2、发展信息技术和信息产业。1.2通信系统的定义及其组成1.2.1通信系统的定义1.模拟通信系统和数字通信系统人类的社会活动离不开信息的传递和交换。随着生产力的飞速发展,人们对获取信息的要求越来越高。2.数字通信的优点与模拟通信相比,数字通信系统更能适应人类对通信的更高要求。(1)数字信号便于存储、处理。(2)数字通信的抗干扰能力强。(3)数字信号便于交换和传输。(4)可靠性高,传输过程中的差错可以设法控制。(5)数字信号易于加密且保密性强。(6)通用性和灵活性好。3.数字通信的缺点事物总是一分为二的,数字通信的许多优点都是用比模拟通信占据更
3、宽的系统频带换得的。1.2.2通信系统的组成构成通信系统的最基本的模型如图1-1所示,其基本组成包括:信源、变换器、信道、噪声源、反变换器及信宿几个部分。图1-1所示的系统是单向的传输系统。广播、无线寻呼系统等都是单向的通信系统。图1-1通信系统构成模型1.2.3数字通信基本质量指标设计或评价一个通信系统时将涉及到通信系统的质量指标。通信系统最重要的质量指标是有效性和可靠性。1.传输速率传输速率是衡量通信系统传输能力的质量指标,它反映了系统的有效性，常用的有以下三种指标:(1)信号速率rs。(2)信息速率rb。(3)消息速率rm。2.传输
4、差错率传输差错率是指衡量通信系统传输质量的一种主要指标,通常有两种定义:(1)码元差错率PeB定义为发生差错的码元数与传输码元总数之比,有时简称误码率。(2)比特差错率Peb定义为传错的比特数与总比特数之比,简称误比特率。用二元码传输时PeB＝Peb;而用M元码传输时,两者不等。1.3通信系统的分类1.按传输信号的特征来分类以信道上传送的是数字信号还是模拟信号,可将通信分为数字通信系统和模拟通信系统。2.按照传输媒介和系统组成特点分类实用的通信系统有以下5类:(1)短波通信系统。(2)微波中继通信系统。(3)卫星通信系统。(4)光纤通信
5、。(5)移动通信系统。1.4通信网概述1.通信网的概念物理结构上的网可以看成是线的集合,在自然界经常看到的蜘蛛网、鱼网、网兜都是用线编织而成的。在日常生活中,亲身经历过的运输网、交通网和铁路网、航空网、公路网以及邮政运输网等，它们都可以分解为线的集合。通信网的定义可以描述为是由一定数量的节点(包括终端设备和交换设备)相互有机地组合在一起,以实现两个或多个规定节点间信息传输的通信体系。2.通信系统和通信网从以上通信系统和通信网的描述中,已经明显地突出了两种概念及它们之间的密切关系。1.5通信网的结构及组成1.5.1通信网的构成要素1.终端设备
6、终端设备的功能有三个:（1）将待传送的信息和在传输链路上传送的信号进行相互转换。(2)将信号与传输链路相匹配,这将由信号处理设备完成。(3)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。2.传输链路传输链路是信息的传输通道,是连接网络节点的媒介。它一般包括图1-1中的信道与变换器、反变换器的一部分。信道有狭义信道和广义信道之分,狭义信道是单纯的传输媒介(比如一条电缆);广义信道除了传输媒介以外,还包括相应的变换设备。3.交换设备交换设备是构成通信网的核心要素。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,
7、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。交换设备的交换方式可以分为两大类:电路交换方式和存储转发交换方式。1.5.2通信网的物理拓扑结构图1-2是一个由两级交换中心组成的通信网硬件示意图,端局至汇接局的传输设备一般称为中继电路。图1-2通信网的基本形式1.网形网节点数较多时需要的传输链路数将很大。网形网是一种经济性较差的网络结构,但这种网络的冗余度较大,如图1-3所示。图1-3网形网2.星形网星形网如图1-4所示。图1-4星形网3.环形网它的特点是结构简单,实现容易，而且由于可以采用自愈环对网络进行自动
8、保护,因此其稳定性比较高,其形状如图1-5所示。另外,还有一种叫线形网的网络结构,如图1-6
