《通信基础知识》课件

通信基础知识现代社会的信息交流通信概述定义目的通信是指信息从一个地方到另一个地方的传递过程，通常涉及发通信的目的是实现信息共享，促进沟通和协作，推动社会发展和送者、接收者和信道进步通信的基本过程接收1接收信息，并根据编码方式进行解码传输2通过介质将信息传递给接收者编码3将信息转换为可传输的信号发送4将编码后的信号发送出去编码与解码编码将信息转换为可以传输的信号的过程解码将接收到的信号转换回原始信息的过程格式多种编码格式，例如ASCII、Unicode应用在通信、数据存储、计算机处理等领域发挥重要作用信号与噪音信号噪音通信系统中需要传输的信息干扰信号，会影响信号的传输和接收信号与噪音的比值衡量信号质量的重要指标信号的频率和波形频率波形频率是指信号在单位时间内振荡的次数，单位为赫兹（Hz）波形是指信号随时间变化的形状，例如正弦波、方波、三角波等调制与解调调制1将低频信号加载到高频载波信号的过程，以便进行远距离传输解调2将高频载波信号中携带的信息还原为原始低频信号的过程模拟通信模拟信号模拟通信系统优势与劣势模拟信号是连续变化的信号，可以反映真模拟通信系统使用模拟信号进行信息传输模拟通信系统成本低、技术成熟，但容易实世界的物理量，例如声音和图像，例如传统电话和广播系统受到噪声和干扰的影响，保密性也较差数字通信数据表示二进制编码数字信号使用离散的数字值表示信息数字信号通常使用二进制编码，由0和1组成信号传输数字信号通过电磁波或光波进行传输信道编码与信道解码信道编码1增加信号的鲁棒性，减少误码率信道解码2恢复原始信号，消除编码带来的冗余编码技术3常用的编码技术包括卷积码、Turbo码、LDPC码等信道的类型与特性有线信道无线信道12通过物理介质传输信号，例如通过电磁波传输信号，例如无电缆、光纤等线电波、微波等信道特性3包括带宽、信噪比、传输延迟、衰减等电磁波与传播电磁波是一种横波，由相互垂直的电场和磁场组成，可以以光速在真空中传播它具有波粒二象性，既表现出波动性，也表现出粒子性电磁波的传播方式包括直线传播、反射、折射、衍射等在自由空间中，电磁波以光速传播，但在介质中传播速度会减慢天线的工作原理电磁波1通过天线发射或接收导体2产生变化的电磁场电流3在导体中流动通信设备和系统核心设备终端设备交换机、路由器、网关等设备手机、电脑、平板等设备，用连接不同的网络，并处理数据于用户访问和使用通信服务传输传输设备光纤、微波、卫星等设备用于传输数据信号，连接不同地点电信网络体系结构核心网络接入网络用户终端负责连接不同的子网，提供各种通信服务负责将用户终端连接到核心网络，例如光包括手机、电脑、平板电脑等，用于访问，例如语音、数据、视频等纤接入、无线接入等电信网络服务、、通信技术2G3G4G2G3G4G2G是第二代移动通信技术，主要使用3G是第三代移动通信技术，支持高速数4G是第四代移动通信技术，提供更高的GSM标准，支持语音通话和短信服务据传输，例如移动互联网接入和视频通数据速率和更低的延迟，支持高清视频话通话和在线游戏通信技术5G超高速率5G网络的峰值传输速率超低延迟5G网络的延迟降低到1毫可达20Gbps，比4G网络快100倍以秒以下，为实时应用提供了更快的响上应速度大规模连接5G网络能够支持每平方公里数百万个连接，为物联网应用提供了可靠的基础物联网技术连接万物智能应用物联网将各种物理设备、传感器物联网技术支持智慧城市、智能和软件连接在一起，实现数据收家居、工业自动化和农业等领域集、分析和控制的创新应用数据驱动物联网收集大量数据，为决策提供依据，推动行业发展和社会进步卫星通信技术地球轨道覆盖高带宽12卫星可以覆盖地球的大面积区卫星通信可以提供高带宽，支域，为偏远地区提供通信服务持大容量数据传输抗灾能力强3卫星通信系统不受地面基础设施的影响，在灾害发生时可以提供可靠的通信保障光通信技术光纤传输速度快，带宽大，传输距离抗电磁干扰能力强，安全性高远光通信是未来通信技术发展的方向信号的采样与量化采样1将连续的模拟信号转化为离散的数字信号量化2将离散的采样值映射到有限个离散的量化级别编码3将量化后的数字信号编码为二进制码信号的压缩编码减少冗余去除信号中重复或不必要的成分提高效率压缩后的信号占用更少的存储空间和传输带宽降低成本压缩技术可以降低存储和传输成本多路复用技术频率复用时分复用将多个信号分配到不同的频率段进行传输将时间划分为多个时间片，每个时间片分配给一个信号码分复用波分复用使用不同的码片序列区分不同的信号利用光的不同波长来区分不同的信号访问控制技术身份验证授权审计验证用户的身份，确保只有授权的用户根据用户的身份，授予其对系统资源的记录用户的访问行为，以便进行安全审才能访问系统访问权限计和追溯网络安全技术防火墙防病毒软件入侵检测系统防火墙是一种网络安全设备，它充当网络防病毒软件通过检测和清除恶意软件来保入侵检测系统IDS监控网络流量以识别与外部世界之间的屏障，阻止未经授权的护计算机和网络免受病毒、蠕虫和木马的可疑活动，并在检测到威胁时发出警报访问和恶意流量攻击通信协议与标准规则与规范互操作性效率与可靠性通信协议定义了网络设备之间通信的标准化的协议保证了不同厂商生产的协议的设计目标是提高通信效率，降规则和规范，确保数据能够被正确地设备之间能够相互通信，提高了系统低错误率，保证数据的可靠传输传输和理解的互操作性通信系统的组成部分发送器负责将信息转换为电磁波或天线负责将电磁波发射到空间或接其他形式的信号收来自空间的电磁波信道信息传输的媒介，例如无线电接收器负责接收信号并将其转换为波、光纤等信息通信系统的性能指标指标描述带宽信道每秒传输的最大数据量吞吐量实际数据传输速率，受网络拥塞影响延迟数据从源端到目的端传输所需时间误码率传输过程中数据错误的概率信噪比信号功率与噪声功率的比值通信系统发展趋势普及人工智能卫星通信5G5G技术带来了更高的速度、更低的延迟和人工智能技术在通信领域应用广泛，例如卫星通信技术提供更广泛的覆盖范围和更更大的容量，推动了移动互联网、物联网网络优化、欺诈检测和个性化服务等强的抗干扰能力，为偏远地区和紧急救援和云计算等领域的快速发展提供通信服务通信知识的应用场景日常生活中企业领域社会发展手机、网络、电视等，通信技术已经深企业利用通信技术进行数据传输、视频通信技术推动着社会进步，例如交通、入我们生活的方方面面会议、远程办公等医疗、教育、金融等领域课程总结与展望本课程回顾了通信的基本概念，涵盖了信号、信道、网络、协议等关键要素，并探讨了通信技术的发展趋势未来，通信技术将继续朝着更高效、更安全、更智能的方向发展，5G、物联网、光通信等新兴技术将引领通信领域的革命性变革。