1、信息技术概述

通信：各种信息的传递 现代通信：专指使用电波或广波传递信息的技 术。 电信：专指双向通信。例如：网络、电话等。 通信系统：也称电信网，连接大量用户，由终 端设备（电话机）、传输设备（电话线）、交 换设备（程控交换机）等组成。
22
3.1通信技术基础
（载体&传播媒介）
信道
通 信 三 要 素

第一代移动通信采用模拟技术。 第二代移动通信广泛采用数字技术 （GSM,CDMA,IS-95）。 第三代移动通信实现目标：全球漫游； 适应多种环境；提供高质量多媒体业务； 提供大容量、高保密性和优质服务
43
3.3无线通信系统
44
3.3无线通信系统

IS-95

是由高通公司(Qualcomm) 发起的第一个基 于CDMA的数字蜂窝标准。基于 IS-95的第 一个品牌是CDMAOne。IS-95也叫做 TIAEIA-95。它是一个使用CDMA的 2G移动通信 标准，一个数据无线电的多接入方案，其用 来发送声音，数据和在无线电话和蜂窝站点 间发信号数据（如被拨的电话号码）。
信源
产生和发送信 息的一端
信宿
接收信息的 一端
噪声
（外界的干扰）
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3.1通信技术基础

通信系统

PBX （Private Branch Exchange ），用户级交换 机，俗称：程控交换机， 程控用户交换机，电话交 换机，集团电话等.即公司 内部使用的电话业务网络， 系统内部分机用户分享一 定数量的外线。
3.3无线通信系统

卫星通信

卫星通信的特点：通信距离远，频带宽，容 量大，干扰小，较稳定。但造价高、技术复 杂，有一定延时。
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3.3无线通信系统

移动通信系统

移动通信是指处于移动状态的对象之间的通 信，它包括蜂窝移动、集群调度、无绳电话、 寻呼系统和卫星系统。
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3.3无线通信系统


利用光纤传导光信号进行通信的一种技术。


发端：实现信号的电-光转换；每隔一定距离接入光 中继器； 收端：实现信号的光-电转换。光纤通信可靠性好， 保密性强。波分复用技术可以提高传输速度和容量。
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3.2有线通信系统

全光网（AON）不进行光-电、电-光转换， 速度提高，成本降低，它是信息高速公 路的基础。
29
3.1.1多路复用技术

波分多路复用：在单一光纤内同步传输 多个不同波长的光波，使得数据传输速 度和容量获得倍增。
30
3.1通信技术基础

交换技术：


在任意两个需要进行通信的计算机之间建立一个临 时的通信链路，通信结束后再拆除链路，称为交换 技术。由中转节点参与的通信，中转的节点称为交 换节点。 常用交换技术：电路交换、分组交换
16
2.2集成电路的分类

按照功能分：数字集成电路和模拟集成电路 按照用途分：通用集成电路和专用集成电路 （ASIC）,存储芯片属于通用集成电路，而 CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场 可编程逻辑阵列）属于专用集成电路。
17
2.3集成电路的发展趋势

集成电路特点：体积小、重量轻、可靠性高； 集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电 路的晶体管的尺寸


优点：传输频带非常宽，通信容量大（速度 最快）；抗雷电和电磁干扰、抗辐射能力强； 无串音干扰，保密性强，不易被窃听或截取 数据；传输损耗小，通讯距离长。 缺点：精确连接两根光纤比较困难。
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3.3无线通信系统

微波通信




微波是一种具有极高频率的电磁波（介于无 线电波与光波之间,频率300MHz~300GHz, 波长1m~1mm）。 微波不能沿地面绕射传播（中波），也不能 经电离层反射传播（短波）。 远距离微波通信方式：地面微波接力通信、 卫星通信、对流层散射通信。 微波通信容量大、建设费用省、抗灾能力强。
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2.1微电子技术
1958～1964 1946～1958
Intel4004 1971～
1964～1970
大规模集成电路 （LSI&VLSI） 集成电路(SSI&MSI) 上千万次到十多 几十万次～几百万 万亿次每秒 晶体管 次每秒 几十万次每秒 还用于数据处理 用于各个领域 和事务处理 半导体材料： 硅（Si）
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3.3无线通信系统

移动通信系统组成：



移动台：是移动的通信终端，是接收无线信号的接 收机，包括手机，呼机，无绳电话等。 基站：是与移动台联系的一个固定收发机，它接收 移动台的无线信号，每个基站负责与一个特定区域 （10km ～ 20km的区域）的所有的移动台进行通 信。 移动交换中心：与基站之间通过无线微波、电缆或 光缆交换信息，移动交换中心再与公共电话网进行 连接。
3
1.2信息技术

信息技术：用来扩展人的信息器官功能、 协助人们进行信息处理的一类技术。
4
1.2信息技术

例：与信息技术中的感测、存储、通信 技术相比，计算机主要用于扩展人的 ____器官的功能。


A.感觉（感测与识别） B.神经网络（通信） C.思维 D.效应（控制与显示）
5
1.3信息处理系统
8
2.1微电子技术


现代信息技术中的三大核心技术：微电 子技术、通信技术和计算机技术。 微电子技术：以集成电路为核心的电子 技术，是在电子电路和系统的超小型化 和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。
9
2.1微电子技术

电子电路中使用的基础元件的演变：真 空电子管→晶体管→中小规模集成电路 →大规模和超大规模集成电路。
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2.3集成电路的发展趋势

【2007真题】根据摩尔（Moore）定律， 单块集成电路的集成度平均每＿＿＿翻 一番。

A．8～14个月 C．28～34个月
B．18～24个月 Ｄ．38～44个月
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3通信技术

3.1通信技术基础 3.2有线通信系统 3.3无线通信系统
21
3.1通信技术基础
31
3.1通信技术基础

电路交换（线路交换）：为发送端和接 收端建立一条临时的实际物理通道，供 通信双方使用，通信完毕后，交换机内 的连线被拆除。


例如：电话交换机 优点：交换方式简单，适合远距离成批数据 传输，建立一次连接可传送大量数据。 缺点：线路利用率低，通信成本高。
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3.1通信技术基础
第一章 信息技术概述
1
1.1信息定义
信息是指事物运动的状态及状态变化的方 式，是认识主体所感知或所表述的事物运 动及其变化方式的形式、内容和效用。

2
1.1信息定义

与信息处理相关的行为和活动：

信息收集，信息加工（计算、分析、检索 等），信息存储，信息传递和信息施用（控 制、显示等）。

形式化后能够被计算机处理的信息称为 数据
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3.1通信技术基础

数据通信系统的性能指标



信道：通信信道是传输数据的一个物理路径或者是 一种载波信号频率。 带宽（信道容量）：一个信道允许的最大数据传输 速度。 数据传输速率（data rate）：实际传输数据时，单 位时间内传输的二进制位数目。通常使用“位/秒” （bps）作为单位。
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14
2.2集成电路的分类

按照晶体管数目
小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、 超大规模（VLSI）、极大规模（ULSI） （—100—3000—10万—100万—）

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2.2集成电路的分类

按照结构、工艺分为：双极型集成电路 （Bipolar）、金属—氧化物—半导体集成电路 （MOS） 、双极—金属—氧化物—半导体集 成电路（Bi-MOS）
3.1通信技术基础

调制与解调



调制（Modulation）：将基带数字信号的波形变换 为适合于模拟信道传输的模拟信号波形。（将数字 信号转换成模拟信号） 解调（Demodulation）：将由调制器变换过的模拟 信号波形恢复成原来的基带数字信号波形。（将模 拟信号转换成数字信号） 基本调制方法：调幅（幅移键控法ASK），调频 （频移键控法FSK），调相（相移键控法PSK）
3.1通信技术基础

数据通信系统的性能指标


误码率（error rate）：数据传输中出错数据 占被传输数据总数的比例。 端-端延迟：数据从信号源传送到目的地所 花费的时间。
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3.2有线通信系统

有线载波通信：

采用的传输介质：架空明线，对称电缆，同 轴电缆。

光纤通信纤芯包层光线
光线
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3.2有线通信系统

终端设备 传输设备 交换设备
公共交换电话网(简称 PSTN) 是一种用于全 球语音通信的电路交 换网络，是目前互联 网纾上最大的网络， 拥有用户数量大约是8 亿。
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3.1通信技术基础
调制与解 调技术
调制 解调 频分复用
通 信 技 术
多路复用 技术
时分复用 波分复用 电路交换 wenku.baidu.com组交换
25
交换技术
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2.1微电子技术

集成电路的制造


晶圆切片（简称晶圆）是圆形单晶硅薄片， 是供芯片生产的基本材料。 集成电路芯片（芯片）是以集成电路为主体， 以晶圆为基本材料，经过多道工艺制造，在 它上面集成晶体管、电阻、电容等元件及互 连线构成的电子线路。
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2.1微电子技术

IC卡



IC卡是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内， 使其成为能存储、处理和传输数据的载体。 IC卡根据功能分为三类：存储器卡、带加密 逻辑的存储器卡、CPU卡（如手机SIM卡）。 IC卡按照使用方式分为两种：接触式IC卡、 非接触式IC卡。
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真空电子管 几千次每秒 用于军事和科 学研究工作
2.1微电子技术

集成电路(Integrated Circuit，简称IC)



集成电路芯片是微电子技术的结晶，是计算 机的核心。 集成电路的规模由单个芯片或单位面积中包 含的基本电子元器件的个数确定。 集成电路的制作材料通常是硅（Si）、砷化 镓（GaAs）。

分组交换（包交换）：



数据块分割→组成一个数据包（也称为“分组”） 地址信息及分组信息。→缓冲、转发而到达目的地。 接收端的计算机按照数据包的编号，将它们重新组 装成为原来形式的数据块。 例如：互联网络 优点：线路利用率高；收发双方不需同时工作，当 接收方忙碌时，整个网络都可以作为它的缓冲；可 以给数据包建立优先级，使得一些重要应用的数据 包能优先传递。 缺点：延时长，不宜用于实时通信或交互通信。
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3.1.1多路复用技术

时分多路复用：


把一个传输通道进行时间分割以传送若干话路的信 息。把N个话路设备接到一条公共的通道上，按一 定的次序轮流的给各个设备分配一段使用通道的时 间。当轮到某个设备时，这个设备与通道接通，执 行操作。与此同时，其它设备与通道的联系均被切 断。待指定的使用时间间隔一到，则通过时分多路 转换开关把通道联接到下一个要连接的设备上去。 时分制通信也称时间分割通信，它是数字电话多路 通信的主要方法，因而PCM通信常称为时分多路通 信。
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3.1通信技术基础

多路复用

为了提高线路利用率，总是设法在一条传输 线路上，传输多个模拟信号（例如，语音信 息）或数字信号，这就是多路复用。
频分复用，时分复用，波分复用

多路复用技术通常有：

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3.1.1多路复用技术


频分多路复用：将传输线路的频带分成N部分， 每一个部分均可作为一个独立的传输信道使用。 这样在一对传输线路上可有N对话路信息传送， 而每一对话路所占用的只是其中的一个频段。 频分制通信又称载波通信，它是模拟通信的主 要手段。

晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路 的开关速度就越快。 芯片上电路元件的线条越细，相同面积的晶片可容 纳的晶体管就越多，功能就越强，速度也越快。提 高集成度，关键在缩小门电路面积。
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2.3集成电路的发展趋势


Moore定律：单块集成电路的集成度平均每 18～24个月翻一番（Intel公司创始人 Gordon E.Moore,1965年） 集成度是有极限的，因此，Moore定律不可能 永远成立。
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3.3无线通信系统
卫星
通信卫 星
地面站1 地 球 地面站 2 卫星 地球
36000公里
卫星
中、低轨道卫星：相对于地面 是运动的，覆盖范围小，地面 天线必须跟踪卫星。但损耗小、 延时少。
同步定点卫星：位于赤道上 空大约36，000公里，相对于 地面固定不动，覆盖范围大， 三颗卫星几乎可以覆盖地球 40 全部面积。

用于辅助人们进行信息获取、传递、存储、 加工处理、控制及显示的综合使用各种信 息技术的系统。 现代信息技术的主要特征：以数字技术为 基础，以计算机为核心。
6
1.3信息处理系统
【2007真题】现代信息技术的主要特征 是以数字技术为基础，以 为核心。

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2微电子技术

2.1微电子技术概述 2.2集成电路的分类 2.3集成电路的发展趋势