数字通信原理与技术(第3版)1552.pptxVIP

第1章绪论; 1.1通信的发展

1.1.1通信发展简史

远古时代的人类用表情和动作进行信息交流,这是最原始的通信方式。后来,人类在漫长的生活中创造了语言和文字,进一步实现了语言和文字的消息交流。除此之外,人类还创造了许多消息的传递方式,如古代的烽火台、金鼓、锦旗和航行用的信号灯等,这些都是解决远距离消息传递的方式。

进入19世纪后,人们开始试图用电信号进行通信。表1－1中列出了一些与通信相关的历史事件,读者可从中清晰地掌握通信发展的概貌。;1.1.2通信技术的发展与展望

通信技术的发展主要体现在电缆通信、微波中继通信、光纤通信、卫星通信、移动通信等几个方面。下面通过分析现代通信技术的现状来看看未来通信的发展趋势。

电缆通信是最早发展起来的通信手段。其用于长途通信已有60余年历史,在通信中占有突出地位。在光纤通信和移动通信发展之前,电话、传真、电报等各用户终端与交换机的连接全靠市话电缆。电缆还曾是长途通信和国际通信的主要手段,大西洋、太平洋均有大容量的越洋电缆。据1982年统计,我国公用网长途线路总长为18万余千米,其中90％为明线。目前,同轴电缆所占的比例已上升到1/3左右。电缆通信主要采用模拟单边带调制和频分多路复用(SSB／FDM)技术。由于光纤通信的发展,同轴电缆逐渐被光纤电缆所取代。;微波中继通信始于20世纪60年代,它弥补了电缆通信的缺点,较一般电缆通信,具有易架设,建设周期短等优点。它是目前通信的主要手段之一,主要用于传输长途电话和电视节目,目前模拟电话微波通信容量每频道可达6000路,其调制主要采用SSB/FM/FDM等方式。

随着数字通信的发展,数字微波成为微波中继通信的主要发展方向。早期的数字微波大都采用BPSK、QPSK调制,为了提高频谱利用率,增加容量,现已向多电平调制技术发展,采用了16QAM和64QAM调制,并已出现256QAM、1024QAM等超多电平调制的数字微波。采用多电平调制,在40MHz的标准频道间隔内可传送1920~7680路脉冲编码调制数字电话,赶上并超过模拟微波通信容量。;光纤通信是以光导纤维(简称光纤)为传输媒质、以光波为载波的通信方式。光纤通信??有容量大、频带宽、传输损耗小、抗电磁干扰能力强、通信质量高等优点,且成本低,与同轴电缆相比可以节约大量有色金属和能源。光纤通信已成为各种通信干线的主要传输手段。

目前,单波长光通信系统速率已达10Gb／s,其潜力已不大,采用密集波分复用(DWDM)技术来扩容是当前实现超大容量光传输的重要技术。近年来,DWDM技术取得了较大的进展,美国ATT实验室等机构已成功地完成了Tb／s的传输实验。;光传送网是通信网未来的发展方向,它可以处理高速率的光信号,摆脱电子瓶颈,实现灵活、动态的光层联网,透明地支持各种格式的信号以及实现快速网络恢复。因此,世界上许多国家纷纷进行研究、试验,验证由波分复用、光交叉连接设备及色散位移光纤组成的高容量通信网的可行性。光纤通信的主要发展方向是单模长波长光纤通信、大容量数字传输技术和相干光通信。;卫星通信的特点是通信距离远,覆盖面积大,不受地形条件限制,传输容量大,建设周期短,可靠性高。自1965年第一颗国际通信卫星投入商用以来,卫星通信得到迅速发展,现在第六代国际通信卫星即将投入使用。目前,卫星通信的使用范围已遍及全球,仅国际卫星通信组织就拥有数十万条话路,80％的洲际通信业务和100％的远距离电视传输业务均采用卫星通信,卫星通信已成为国际通信的主要手段。同时,卫星通信已进入国内通信领域,许多发达国家和发展中国家均拥有国内卫星通信系统。;我国自20世纪70年代起,开始将卫星通信用于国际通信,从1985年起开始发展国内卫星通信。至今,我国已发射5颗同步通信卫星,连同租借的国际卫星的转发器,已拥有22个转发器。并与182个国家和地区开通了国际通信业务,初步组织了国内公用卫星通信网及若干专用网。

卫星通信中目前大量使用的是模拟调制及频分多路和频分多址技术。如同其他通信方式一样,其发展方向也是数字调制、时分多路和时分多址。卫星通信正向更高频段发展,采用多波束卫星和星上处理等新技术,地面系统的主要发展趋势是小型化。近年来蓬勃发展的VSAT(甚小口径终端)小站技术集中反映了调制／解调、纠错编码／译码、数字信号处理、通信专用超大规模集成电路、固态功放和低噪声接收、小口径低旁瓣天线等多项新技术的进步。;数字蜂窝移动通信系统是将通信范围分为若干相距一定距离的小区,移动用户可以从一个小区运动到另一个小区,依靠终端对基站的跟踪,使通信不中断。移动用户还可以从一个城市漫游到另一个城市,甚至到另一个国家与原注册地的用户终端通话。数字蜂窝移动通信系统主要由三部