2+通信技術(shù)基礎(chǔ)ppt

1、2024年3月25日,2. 通信技術(shù)基礎(chǔ),談?dòng)⒆藅anyz@seu.edu.cn東南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,2024年3月25日,通信技術(shù)基礎(chǔ),2.1 通信概述2.2 通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)層次分析2.3 常用串行通信技術(shù),2024年3月25日,2.1 通信概述,通信的含義通信在不同的環(huán)境下有不同的解釋，在出現(xiàn)電波傳遞通信后通信(Communication)被單一解釋為信息的傳遞，是指由一地向另一地進(jìn)行信息的傳輸與交換，其目的是傳輸消息。

2、在各種各樣的通信方式中，利用“電”來(lái)傳遞消息的通信方法稱為電信(Telecommunication)，這種通信具有迅速、準(zhǔn)確、可靠等特點(diǎn)，且?guī)缀醪皇軙r(shí)間、地點(diǎn)、空間、距離的限制，因而得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用；在現(xiàn)今因電波的快捷性使得從遠(yuǎn)古人類物質(zhì)交換過(guò)程中就結(jié)合文化交流與實(shí)體經(jīng)濟(jì)不斷積累進(jìn)步的實(shí)物性通信（郵政通信）被人類理解為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻礙。 在古代，人們通過(guò)驛站、飛鴿傳書(shū)、烽火報(bào)警、符號(hào)、身體語(yǔ)言、眼神、觸碰等方式進(jìn)行信息傳遞。

3、到了今天，隨著科學(xué)水平的飛速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了無(wú)線電、固定電話、移動(dòng)電話、互聯(lián)網(wǎng)甚至視頻電話等各種通信方式。,發(fā)展簡(jiǎn)史,形體時(shí)代 通過(guò)身體、眼神、手勢(shì)及山石樹(shù)木等自然媒體相結(jié)合傳遞信息。 口語(yǔ)時(shí)代 直立行走使得人類對(duì)信息傳遞方式的需求提高從而催生了語(yǔ)言。文字書(shū)寫(xiě)時(shí)代 隨著生產(chǎn)力的發(fā)展人類對(duì)信息記錄有了需求，文字隨之產(chǎn)生。（驛站快馬接力、信鴿、郵政通信）,2024年3月25日,發(fā)展簡(jiǎn)史,1837年，美國(guó)人摩斯發(fā)明電報(bào)機(jī)。 1857年，

4、橫跨大西洋海底電報(bào)電纜完成。1875年，貝爾發(fā)明史上第一個(gè)電話。 1895年，俄國(guó)人波波夫和意大利人馬可尼同時(shí)成功研制了無(wú)線電接收機(jī)。1895年，法國(guó)的盧米埃兄弟，在巴黎首映第一部電影。 1912年，泰坦尼克號(hào)沉船事件中，無(wú)線電救了700多條人命。 1920年代，收音機(jī)問(wèn)世。 1920年代，英國(guó)人貝爾德成功進(jìn)行了電視畫(huà)面的傳送，被譽(yù)為電視發(fā)明人。二次大戰(zhàn)爆發(fā)，電視事業(yè)中斷，戰(zhàn)火突顯廣播發(fā)送成本低、接收容易的特性，聽(tīng)眾再次增

5、加。1955年，美國(guó)為了大戰(zhàn)的需要，發(fā)行了第一部軍用電子計(jì)算機(jī)。 1962年，美國(guó)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，開(kāi)啟電視衛(wèi)星傳送的時(shí)代。 網(wǎng)絡(luò)傳播時(shí)代 電子通信計(jì)算機(jī)1969年，美軍建立阿帕網(wǎng)（ARPANET），目的是預(yù)防遭受攻擊時(shí)，通信中斷。 1983年，美國(guó)國(guó)防部將阿帕網(wǎng)分為軍網(wǎng)和民網(wǎng)，漸漸擴(kuò)大為今天的互聯(lián)網(wǎng)。 1993年，美國(guó)宣布興建信息高速通路計(jì)劃，整合電腦、電話、電視媒體。,2024年3月25日,2024年3月25日,通信

6、模型,通信系統(tǒng)可以概括為一個(gè)統(tǒng)一的模型。 這一模型包括有：信源、變換器、信道、噪聲源、反變換器和信宿6個(gè)部分。,2024年3月25日,(1) 信源： 是指發(fā)出信息的信息源，或者說(shuō) 是信息的發(fā)出者。 (2) 變換器： 變換器的功能是把信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘?hào)。 (3) 信道： 信道是信號(hào)傳輸媒介的總稱。 (4) 反變換器： 反變換器是變換器的逆變換。

7、 (5) 信宿： 是指信息傳送的終點(diǎn)，也就是信息接收者。 (6) 噪聲源： 噪聲源并不是一個(gè)人為實(shí)現(xiàn)的實(shí)體，但在實(shí)際通信系統(tǒng)中又是客觀存在的。,2024年3月25日,現(xiàn)代通信簡(jiǎn)介,電話通信電報(bào)通信數(shù)據(jù)通信多媒體通信,2024年3月25日,用一對(duì)導(dǎo)線把兩部電話機(jī)連接起來(lái)即可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)用戶通話的目的。但用戶數(shù)量較多時(shí)，要想實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)用戶之間通話時(shí)，就需組成通信網(wǎng)。 比較切實(shí)可行的辦法是采用

8、星型網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即在用戶區(qū)域的中心位置安裝一個(gè)供多個(gè)用戶共同使用的電話轉(zhuǎn)接接續(xù)設(shè)備，如圖所示。,電話通信,2024年3月25日,2024年3月25日,這一轉(zhuǎn)接設(shè)備就稱之為交換機(jī)。為完成轉(zhuǎn)接接續(xù)任務(wù)，交換機(jī)必須具有以下基本功能：(1) 能及時(shí)發(fā)現(xiàn)哪一個(gè)用戶有呼叫請(qǐng)求； (2) 能記錄被叫用戶話機(jī)號(hào)碼； (3) 能判別被叫用戶當(dāng)前的忙閑狀態(tài)； (4) 若被叫用戶空閑，能選擇一條空閑線路將主、被叫話機(jī)連通，

9、使雙方進(jìn)入通話狀態(tài)； (5) 通話結(jié)束時(shí)，交換機(jī)必須及時(shí)進(jìn)行拆線釋放處理； (6) 在同一時(shí)間內(nèi)交換機(jī)要允許若干對(duì)用戶同時(shí)進(jìn)行通話，且互不干擾。,2024年3月25日,二、 移動(dòng)電話通信系統(tǒng)的構(gòu)成 所謂移動(dòng)通信，就是指通信的雙方，至少有一方是在移動(dòng)中進(jìn)行信息的傳輸和交換。 例如，固定點(diǎn)與移動(dòng)體（汽車、飛機(jī)、輪船）之間、移動(dòng)體之間以及活動(dòng)的人與人、人與移動(dòng)體之間的通信，都屬于移動(dòng)通信范疇，其示

10、意圖如圖所示。,2024年3月25日,2024年3月25日,,多種數(shù)字通信,2024年3月25日,,,2024年3月25日,,,2024年3月25日,2.1 通信的基本概念,數(shù)據(jù)信息傳輸速率 (比特率與波特率)傳輸介質(zhì)(有線傳輸與無(wú)線傳輸)傳輸方式(單工傳輸,全雙工傳輸,半雙工傳輸)同步傳輸與異步傳輸串行傳輸與并行傳輸數(shù)據(jù)編碼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),2024年3月25日,波特率和比特率,,2024年3月25日,網(wǎng)絡(luò)典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),

11、,2024年3月25日,2.2 通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)層次分析,開(kāi)放式系統(tǒng)中不同軟硬件設(shè)備連接都遵循同一體系結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可以相互訪問(wèn).網(wǎng)絡(luò)的基本功能：1. 連接源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的物理傳輸線路，可以經(jīng)過(guò)中間結(jié)點(diǎn)；2. 每條線路兩端的結(jié)點(diǎn)利用波形進(jìn)行二進(jìn)制通信；3. 無(wú)差錯(cuò)的信息傳送4. 多個(gè)用戶共享一條物理線路5. 按照地址信息，進(jìn)行路由選擇6. 信息緩沖和流量控制7. 會(huì)話控制8. 滿足各種用戶的訪

12、問(wèn)要求,2024年3月25日,2.2 通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)層次分析,通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用層次化結(jié)構(gòu)的方法來(lái)描述它，可以將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題分解為許多比較小的、界線比較清晰簡(jiǎn)單的部分來(lái)處理。其分層的原則是將一組相近的功能放在一起，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)層次,2024年3月25日,2.2 通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)層次分析,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)指的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合。協(xié)議基本上是通信雙方關(guān)于通信如何進(jìn)行而達(dá)成的致說(shuō)明或約定。在層次化體系結(jié)構(gòu)中，下

13、層向上一層提供一定的服務(wù)，而將如何實(shí)現(xiàn)這一服務(wù)的細(xì)節(jié)對(duì)上一層加以屏蔽。兩臺(tái)機(jī)器間在同一層次上進(jìn)行“對(duì)話”，“對(duì)話”的規(guī)則即這一層的協(xié)議。,2024年3月25日,通信參考模型ISO/OSI,ISO/OSI則是International Standard Organization/Open Systems Interconnection（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/開(kāi)放式系統(tǒng)互連）的縮寫(xiě)，OSI參考模型7個(gè)層次的體系結(jié)構(gòu),2024年3月25日,通信參考

14、模型ISO/OSI,（1）物理層   提供為建立、維護(hù)和拆除物理連接所需的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性；給出有關(guān)在物理鏈路上傳輸?shù)奈唬╞it）流及物理鏈路故障檢測(cè)指示。 （2）數(shù)據(jù)鏈路層   為網(wǎng)絡(luò)層實(shí)體提供傳送數(shù)據(jù)的功能；提供數(shù)據(jù)鏈路的流控；檢測(cè)和校正物理鏈路產(chǎn)生的差錯(cuò)。（3）網(wǎng)絡(luò)層   控制分組傳送操作，即路由選擇、擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等。根據(jù)傳輸層的要求來(lái)選擇服務(wù)質(zhì)量，并向傳輸層報(bào)告

15、未恢復(fù)的差錯(cuò)。,2024年3月25日,通信參考模型ISO/OSI,（4）傳輸層   提供建立、維護(hù)和拆除傳輸連接的功能；選擇網(wǎng)絡(luò)層提供的最適宜的服務(wù)；在系統(tǒng)間提供可靠的透明的數(shù)據(jù)傳輸，提供端到端的流控制和錯(cuò)誤恢復(fù)。（5）會(huì)話層   提供兩個(gè)進(jìn)程間建立、維護(hù)和結(jié)束會(huì)話連接的功能；提供交互會(huì)話的管理功能。有3種數(shù)據(jù)流方向控制模式，即單工、半雙工和全雙工模式。（6）表示層   表示應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)、協(xié)商數(shù)據(jù)語(yǔ)法，