通信技术基础第1章-现代通信及应用概述课件.ppt
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- 通信 技术 基础 现代 应用 概述 课件
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1、1.1 通信与现代通信通信与现代通信1.1.1 通信的历史演进通信的历史演进从通信的发展可以看到社会的进步的过程。通信发展的历史虽然没有明确的界限,但大致可以分为三个阶段,即古代通信、近代通信、现代通信。1古代通信古代通信在远古时候,我们的祖先就已经能够在一定范围内借助于呼叫、打手势或采取以物示意的办法来相互传递一些简单的信息,至今在我们的生活中仍然能找到这些方式的影子,如旗语(通过各色旗子的舞动),号角、灯塔、喇叭、击鼓敲锣、风筝、信号树、信鸽等。烽火通信作为一种原始的声光通信手段,是通过烽火及时传递军事信息的,远在周代时就服务于我国军事战争。烽火台的布局十分重要,它分布在高山险岭或峰回路转
2、的地方,而且必须是要3个台都能相互望见,以便于看见和传递。如图1.1所示,为我们展现了距今2000多年前我国西北边陲“谨侯望,通烽火”的历史遗迹。图1.1 烽火通信遗址古代通信的方式虽然非常简单,非常原始,但它基本上满足了当时人们的生活需要 2近代通信1)电报与电话的发明19世纪30年代随着电的发明与应用,不少科学家在法拉第电磁感应理论的启发下,开始了利用电来传送信息的试验。俄国外交家希林格和英国青年库克等都相继制造出了电报机。1832年,莫尔斯开始对电磁学产生浓厚兴趣,1834年,他利用电流一通一断的原理,发明了用电流的“通”和“断”来编制代表字母和数字的代码,人称“莫尔斯电码”。后来他在助
3、手维尔德的帮助下,制成了举世闻名的莫尔斯电报机。在1896年德国建立了电报局如图1.2所示。图1.2 1896年德国柏林中央电报局1876年,亚历山大格雷厄姆贝尔利用电磁感应原理发明了电话,预示着个人通信时代的开始,如图1.3所示。图1.3 贝尔及其发明的电话机1879年,第一个专用人工电话交换系统投入运行。1882年2月,丹麦大北电报公司在上海外滩扬于天路办起我国第一个电话局,用户25家。如图1.4所示。图1.4 1898年,中国上海的电话交换局2)无线电通信的诞生电报,电话的电信号都是通过金属线传送的,线路架设到的地方,信息才能传到。无线通信与早期的电报、电话通信不同,它不是依靠有形的金属
4、导线,而是利用无线电波来传递信息的。1888年,赫兹制作的简易电磁波发射和接收装置如图1-5所示 图1.51888年,赫兹制作的简易电磁波发射和接收装置1895年,20岁的意大利青年马可尼如图1.6所示发明了无线电报机。开创了人类利用电磁波进行通信的历史。图1.6 无线电通信的创始人马可尼豪华客轮“泰坦尼克号”在作处女航时与冰山相撞,因船上电报出了故障,导致它与外界的联系中断了7个小时。最终酿成了1500人葬身海底的震惊世界的惨剧。3)广播与电视的出现1906年,继英国工程师弗莱明发明真空二极管之后,美国人福雷斯特又制造出了世界上第一个真空三极管。1906年,美籍加拿大人费森登在纽约附近设立了
5、世界上第一个广播站。1925年,英国人贝尔德发明了机械扫描式电视机。1936年,电视转播在柏林举行的第6届奥林匹克运动会 3现代通信电话、电报从其发明的时候起,就开始改变人类的经济和社会生活。但是,只有在以计算机和数字通信融合为代表的信息技术,特别是通信信息网络进入商业化以后,才完成了近代通信技术向现代通信技术的转变。20世纪60年代,彩色电视问世;阿波罗宇宙飞船登月;数字传输理论与技术得到迅速发展;20世纪70年代,商用卫星通信、程控数字交换机、光纤通信系统投入使用 可以认为:以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的信息技术(Information Tech
6、nology,简称IT)正在改变着我们的生活,数字化信息时代已经到来。1.1.2 通信的定义1973年有关国际电信公约及规定将“电信”这一基本术语定义为:利用有线电、无线电、光学或其它电磁系统对于符号、信号、文字、影像、声音或任何信息的传播、发射或接收。以上谈到的电信,就是本书讲的“通信”。简言之,通信就是信息的传递与交流。1970年世界上第一台数字程控交换机在巴黎投入使用。从此开始了用数字信号(瞬时幅值离散的信号)来交流和传递信息。信息传递和交流发生了根本性的变革。1.1.3 现代通信基本概念当前人们经常读到的通信,已经属于现代通信的范畴,什么是现代通信?它是从何开始的呢?现代通信离不开“时
7、代”和科学技术发展的特定环境。1现代通信的基本特征数字化 要实现信息化,数字技术是关键。综观我们已经使用的信息产品,如数字光盘、数字家电、数字影碟机、数字声响设备;通信技术与装备,如数字交换机、数字传输设备以及更广泛的信息技术,如数字通信、数字光纤通信、数字卫星通信、数字移动通信、综合业务数字网、数字电视系统等无不在这些通信技术前加上“数字”二字。因此我们可以说,现代通信姓“数”,显而易见,现代通信的基本特征即为数字化,即在通信中采用了数字技术。简单地讲,“数字技术”就是数字信号的采掘、加工、处理、运算、传递、交流、存储等所采用的技术的总称。这里谈到的数字信号,在通信原理中定义为,在时间上,瞬
8、时幅值均离散,编为“1”和“0”。数字信号脉冲波形如图1.15所示。图图1.15 数字信号脉冲波形数字信号脉冲波形 数字信号及数字通信有许多独特的优点:1)数字信号便于存储、处理(加密等)。2)数字信号便于交换和传输。3)数字信号便于组成多路通信(系统)。4)便于组成数字网。5)数字化技术便于通信设备小型化、微型化。6)数字通信抗干扰性强,噪声不积累。如图1.16(a)所示。在数字通信中,传输的是数字脉冲信号,这些信号在传输过程中,也同样会有能量损失,受到噪声干扰,当信噪比还未恶化到一定程度时,可在适当距离或信号终端经过再生的方法,使之恢复为原来的脉冲信号波形,如图1.16(b)所示。消除了干
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