通信概论课程简述

通信概论课程简述

通信概论是以门通信的基础课。这门课程简单地概述各类通信技术的基本特点、工作方式，各类通信网络和通信系统的基本概念、系统结构等内容。学习通信概论可以让我们了解到通信领域的技术概况和通信网络的整体架构，理解各种通信技术的基本原理和相关技术名词的基本含义，掌握各类通信网络的结构和特点。

通信就是信息的传递，指由一地向另一地进行信息的传输与交换，其目的是传输消息。在古代，“交通基本靠走，通信基本靠吼”人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警、击鼓传声、风筝通信、竹筒传书等方式进行信息传递。如今，随着社会的发展，通信也在突飞猛进地发展着，电子等技术手段使得通信更加迅速、准确、可靠。时间、地点、空间、距离的限制对通信的影响也越来越小。在通信中，人们传递的东西也越来越丰富，能借助电信号（含光信号）实现从一地向另一地对消息、情报、指令、文字、图像、声音或任何性质的消息进行有效的传递。通信业务可分为语音业务(audio) 、数据业务（data）、图像业务(image) 、视频业务(video)。通信的发展是突飞猛进的，从最初的语音和文字通信阶段进入了电通信阶段，有发展到了如今的电子信息时代。未来的通信将向着BIDP（B：Broadband、I：Intelligent、D：Digital、P：Personal）和5个W（任何人(whoever)在任何时间(whenever)、任何地点(wherever)可以和其他任何人（whomever)进行任何形式(whatever)的通信）的方向发展。

在通信中，信号主要分为模拟信号和数字信号。在自然界中,我们可以感知的,

在时间和幅值上都是连续的物理量称为模拟信号，如流星的速度、流星的速度、朋友的声音等。它的电信号及其参数（幅度、频率或相位）是随着消息连续变化的信号的。而数字信号则是在时间上和幅度上均取有限离散数值的电信号，它的幅度离散，在时间上也是离散的。数字信号与模拟信号相比，数字信号不像模拟信号那样直接与消息相对应，而数字信号在传输、存储、运算等方面比模拟信号简单得多。数字信号与模拟信号各有优缺点，在现代电子技术中，人们将两种信号结合起来使用，用模/数转换器实现了模拟信号和数字信号的转换。在传输过程中，模拟消息和数字消息都可以用模拟信号或数字信号来表示，可以用其中任意一种形式传输。为了信息传递的安全与简单，我们对信息进行了编码和调制。于是，通信系统分为了模拟通信和数字通信。然而，模拟通信在信道上传输时容易受到噪声等外来因数的干扰，数字通信正好弥补了这些弊端，数字通信具有抗干扰能力强、易于保密、灵活性高、设备简单经济、便于集成等优点，数字通信是数据通信的技术基础，数据通信是数字通信技术与计算机技术结合的成果。正因为这些，我们可以说，通信方式从模拟通信向数字通信发展是通信技术发展的总趋势。

通信，就是信号的传输，而传递是需要时间的。从这个意义上说，通信分为了单工通信、半双工通信及双工通信。单工通信是指在两个通信设备间，信息只能沿着一个方向被传输的通信方式。如广播、遥控、无线寻呼等，这里，信号(消息)只从广播发射台、遥控器和无线寻呼中心分别传到收音机、遥控对象和BP机上。当通信双方需要交换信息时，单工通信是不能满足要求的。这时，人们使用半双工通信及全双工通信。半双工通通信与全双工通信的差异在于，全双工通信在时间上可以同步的，而半双工通信不能达到同时的效果。

传递信息是通信的主要目的，那么，在传递过程中就需要通信的媒介。通信就分为了有线通信和无线通信。在有线通信中，主要应用双绞线、同轴电缆和光纤来传递信息；在无线通信中，应用微波、红外线、激光和卫星线路使得信息能以电磁波的形式在自由空间中传播。如今，信息的传递量、传递速度越来越快，对线路的要求也越来越高，合理的通信线路显然是一个重要的研究方向。

显然，我们不可能对任意两个通信双方专门设计一条通信线路，因此，就涉及了数据交换技术。在数据通信系统中，通信的双方通常通过通信子网中的中继节点的转发，将数据从源站点发送到目的站点。中继节点通常为交换设备，具有多个端口，分别连接不同的传输线路。中继节点把数据从一个端口交换到另一端口，继而传输到另一个中继节点，直至到达目的地。整个数据传输的过程被称为数据交换过程。中继节点转发数据的技术就是数据交换技术。从通信资源分配的角度来看，所谓“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。

数据交换技术有电路交换和存储转发交换两种。电路交换是一种面向连接的直接交换方式，是实电路交换，它要求在通信双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个传输过程中独占该通路。在这个过程中，首先要建立电路连接，在数据传输后拆除电路连接。电路交换具有数据传输可靠、迅速、保证顺序、通信实时性强的优点，适用于交互式会话类通信。存储转发交换利用传输链路中继节点的存储器来转发数据。中继节点由具有存储能力的计算机担任，用户信息可以暂时保存在中继节点上。在中继节点中的输入和输出端口之间没有直接连线。信源节点和信宿节点之间无需建立专用通道。信息传输的路径既可以是固定的，也可以在传输过程中动态确定。存储转发交换分为报文交换与分组

交换两种方式。在报文交换中，不管发送数据的长度是多少，都把它当作一个逻辑单元发送；在分组交换中，限制一次传输数据的最大长度，如果传输数据超过规定的最大长度，发送结点就将它分成多个报文分组发送。

由数据交换技术，人们就想到了建立通信网。在许多场合下，有若干设备需要相互通信。对于这个问题，人们首先想到的是将若干需要通信的设备引至同一地点，在该点设立交换设备。为了实现更大范围的通信，需要将各交换设备用线路相连，于是形成了网络。通信网就是在一定范围内以终端设备和交换设备为点，以传输链路为线，按一定顺序点线相连形成的有机组合的系统，它可以完成多个对多个用户间的通信。通信网的基本元素有：终端设备、传输链路和交换设备。终端设备将输入信息变换成为易于在信道中传送的信号，并参与控制通信工作，是通信网中的源点和终点，对应于通信模型中的信源/信宿及部分变换/反变换设备。传输链路是网络节点的连接媒介，是信息与信号的传输通路，由传送信号的传输介质和各种通信装置组成，其中通信装置对应于通信模型中的另一部分变换/反变换设备，具有波形变换、调制解调、多路复用、发信与收信等功能。交换设备（交换机）是通信网的核心，起着交换、控制、管理的功能，它根据终端要求与传输链路的转接能力，完成信源与信宿之间的接续转换，同时，依据通信流量的状态，有效地选择中继路由、进行通信流量控制和差错恢复等。

为了通信的双方在这个实体中要做到有条不紊地交换数据，形成了通信网协议。它要求每个节点必须遵守一些事先约定好的规则，这些规则明确了所交换的数据格式以及事件实现顺序的有关问题。通信网协议通常是按照协议体系结构(即分层结构)来设计的。在分层结构中，网络分为应用层、表示层、会话层、