数~字~通~信~入~门

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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)传递与交换现代通信——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、QQ等，电视也可看作是一对多的单向通信通信的发展历史：1836年，英国建

2、成第一条电报线路(Morse电报)1876年，美国人A.G.Bell研制成可供实用的电话20世纪初，马可尼实现了跨越大西洋的无线电报通信1918年，出现收音机和无线电广播1938年，第一个电视台开始播出1940’s出现彩色电视1960’s出现计算机网络对通信系统的一般要求远距离：传输距离要远低成本：传输成本要低高速度：从发生到接收的延迟时间要短可靠：传输的信息不能有错误方便：任何时间和地点都能通信安全：传输的信息要保密，不能泄漏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

3、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形式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(

4、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0011010001什么是数字通信？数字通信——通信终端之间以数字信号的形式进行通信数字通信有2种情况：终端设备发出和接收的都是数字信号，例如：计算机与计算机之间的通信、手机与手机之间的通信发送方发出的是模拟信号，但把它转换成数字信号后再进行传输；接收方把收到的数字信号转换成模拟信号后再予以处理和使用数字通信技术的优点：抗干扰能力强，差错可控制，无噪声积累，传输质量高灵活性好，能适应多种应用需求，声音、图像、数据均可传

5、输传输的数字信号可以直接由计算机进行存储、管理和处理数字信号的加密比模拟信号容易，所以通信的安全性高数字电路容易用超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化、微型化，也降低了功耗数字调制数字解调编码器解码器电磁波电视信号发射器电视信号接收器载波载波电视图像及其伴音电视机人造卫星数字通信技术模拟信号模拟信号数字通信技术应用举例（1）卫星电视和数字有线电视：用数字通信技术传输模拟音视频信号数字信号经调制和复用后由天线发送至卫星，再由卫星进行转发，被卫星地面接收站所接收；或者经过光纤和同轴电缆进行传输电视台的节目在传输之前，先要把图像和伴音信号进行数字化，还要

6、进行数据压缩地面站对接收到的信号进行解调、解码后（或同轴电缆送来的数字信号经机顶盒处理后）恢复为模拟信号，再送到用户电视机上播放数字通信技术应用举例（2）长途电话系统的中继通信PCM编码器PCM解码器PCM编码器PCM解码器多路复用器分路器光纤传输线路(中继线和长途线)（本地电话局）（本地电话局）（用户线）（用户线）数字通信技术模拟传输技术模拟传输技术模拟声音信号在需要进行远距离传输之前，先使用PCM编码器变换为数字信号形式（此过程称为“数字化”）接收方所在地区的交换局使用解码器把数字信号还原成模拟声音信号后，由用户线传输至接听方的电话机数字信号经调制和复

7、用后，通过光纤传输到接收方所在地区的交换局，再经解调和分路处理，恢复为数字信号(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

8、非常好，不易被窃听，重量轻，便于运输和铺设。缺点是精确连接两根光纤