《通信工程專業(yè)概論》2/9/2023《通信工程專業(yè)概論》2/9/20231《通信工程專業(yè)概論》

第一講

通信及通信的歷史2/9/20232....

1緒論1.1為什么要學這門課？

如果把整個科學技術(shù)比作茂密的樹林、各個學科（專業(yè)）比作樹林中的一棵棵不同種類的參天大樹，則構(gòu)成通信學科的知識就是通信參天大樹上的枝和葉。通信工程專業(yè)的新生對通信專業(yè)這棵大樹的了解只是“一副素描”。大學教學與中學教學有著本質(zhì)的區(qū)別。2/9/20233....

2通信與通信系統(tǒng)2.1通信

通信是通過某種媒體進行的信息傳遞。在古代，人們通過驛站、飛鴿傳書、烽火報警等方式進行信息傳遞。到了今天，隨著科學水平的飛速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了無線電，固定電話，移動電話，互聯(lián)網(wǎng)甚至可視電話等各種通信方式。

2/9/20235....

2通信與通信系統(tǒng)2.2與通信相關(guān)的幾個概念

通信通訊通信工程通訊工程通信：指烽火臺以來的所有的通信，包括郵政等等，現(xiàn)在的通信包括電訊。通訊：一般是指電報發(fā)明以來的電訊通信的范疇。通信工程：側(cè)重提供通信服務(wù)，如中國電信，移動通信等。通訊工程：側(cè)重提供設(shè)備出售、安裝、施工等，如某通訊產(chǎn)品、通訊設(shè)備提供商等。2/9/20236....

2通信與通信系統(tǒng)2.3通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)的一般模型

通信系統(tǒng)實現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術(shù)設(shè)備硬件、軟件和傳輸媒質(zhì)的總和?；邳c與點之間的通信系統(tǒng)的一般模型可用下圖來描述。2/9/20237模擬通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型2/9/202392通信與通信系統(tǒng)2.4通信系統(tǒng)的分類按通信業(yè)務(wù)分類

有話務(wù)通信和非話務(wù)通信。電話業(yè)務(wù)在電信領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位，它屬于人與人之間的通信。近年來，非話務(wù)通信發(fā)展迅速，主要是分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、計算機通信、數(shù)據(jù)庫檢索、電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、傳真存儲轉(zhuǎn)發(fā)、可視圖文及會議電視、圖像通信等。2/9/2023102通信與通信系統(tǒng)2.4通信系統(tǒng)的分類按調(diào)制方式分類根據(jù)是否采用調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和頻帶（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)?；鶐鬏斒菍⑽唇?jīng)調(diào)制的信號直接傳送，如音頻市內(nèi)電話。頻帶傳輸是對各種信號調(diào)制后傳輸?shù)目偡Q。2/9/202311調(diào)制方式用途脈沖數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制相位鍵控PSK、DPSK、QPSK等數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字微波、空間通信其他高效數(shù)字調(diào)制QAM、MSK等數(shù)字微波、空間通信脈沖模擬調(diào)制脈幅調(diào)制PAM中間調(diào)制方式、遙測脈寬調(diào)制PDM(PWM)中間調(diào)制方式脈位調(diào)制PPM遙測、光纖傳輸脈沖數(shù)字調(diào)制脈碼調(diào)制PCM市話、衛(wèi)星、空間通信增量調(diào)制DM軍用、民用電話差分脈碼調(diào)制DPCM電視電話、圖像編碼其他語言編碼方式ADPCM、APC、LPC中低速數(shù)字電話2/9/2023132通信與通信系統(tǒng)2.4通信系統(tǒng)的分類按傳輸媒質(zhì)分類按傳輸媒質(zhì)通信系統(tǒng)可分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)兩大類。有線通信是用導(dǎo)線作為傳輸媒質(zhì)完成通信的，如市內(nèi)電話、有線電視、海底電纜通信等。無線通信是依靠電磁波在空間傳播達到傳遞消息的目的，如短波電離層傳播、微波視距傳播、衛(wèi)星中繼等。

2/9/2023142通信與通信系統(tǒng)2.4通信系統(tǒng)的分類按信號復(fù)用方式分類傳輸多路信號有三種復(fù)用方式，即頻分復(fù)用、時分復(fù)用和碼分復(fù)用。頻分復(fù)用是用頻譜搬移的方法使不同信號占據(jù)不同的頻率范圍；時分復(fù)用是用脈沖調(diào)制的方法使不同信號占據(jù)不同的時間區(qū)間；碼分復(fù)用是用正交的脈沖序列分別攜帶不同信號。2/9/202315頻率范圍波長符號傳輸媒質(zhì)用途3Hz~30kHz104~108m甚低頻VLF有線線對長波無線電音頻、電話、數(shù)據(jù)終端長距離導(dǎo)航、時標30~300kHz103~104m低頻LF有線線對長波無線電導(dǎo)航、信標、電力線通信300kHz~3MHz102~103m中頻MF同軸電纜短波無線電調(diào)幅廣播、移動陸地通信、業(yè)余無線電3~30MHz10~102m高頻HF同軸電纜短波無線電移動無線電話、短波廣播定點軍用通信、業(yè)余無線電30~300MHz1~10m甚高頻VHF同軸電纜米波無線電電視、調(diào)頻廣播、空中管制、車輛、通信、導(dǎo)航2/9/202317光通信光纖激光空間傳播紫外可見光紅外3×10-5~3×10-4cm107~108GHz雷達、微波接力、射電天文學波導(dǎo)毫米波無線電極高頻EHF1~10mm30~300GHz微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達波導(dǎo)厘米波無線電超高頻SHF1~10cm3~30GHz微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達波導(dǎo)分米波無線電特高頻UHF10~100cm300MHz~3GHz用途傳輸媒質(zhì)符號波長頻率范圍2/9/2023183通信方式及分類在多數(shù)場合下，信源兼為信宿，需要雙向通信。電話就是一個最好的例子。通信雙方都要有發(fā)送和接收設(shè)備，并需要各自的傳輸媒質(zhì)，如果通信雙方共用一個信道，就必須用頻率或時間分割的方法來共享信道。因此，通信過程中涉及通信方式與信道共享問題。2/9/2023193通信方式及分類單工通信是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，因此只占用一個信道。發(fā)端信道收端(a)2/9/2023213通信方式及分類半雙工通信是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時進行收和發(fā)的工作方式。發(fā)端信道收端發(fā)端收端(b)2/9/2023223通信方式及分類全雙工通信是指通信雙方可同時進行收發(fā)消息的工作方式。一般情況全雙工通信的信道必須是雙向信道。發(fā)端信道收端發(fā)端收端信道(c)2/9/2023233通信方式及分類并行傳輸是將代表信息的數(shù)字序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸。一般適用于計算機和其他高速數(shù)字系統(tǒng)，特別適用于設(shè)備之間的近距離通信。

發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備(a)2/9/2023253通信方式及分類串行傳輸是數(shù)字序列以串行方式一個接一個地在一條信道上傳輸。一般的遠距離數(shù)字通信都采用這種傳輸方式。發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備101(b)2/9/202326....

1877年，丁日昌提出設(shè)立臺灣電報局，擬定修建電報線路的方案。由旗后造至府城。于8月開工，10月11日完工，全線長95華里。這是中國人自己修建、自己掌管的第一條電報線。開創(chuàng)了中國電信的新篇章。1879年，李鴻章在其所轄范圍內(nèi)修建大沽(炮臺)、北塘(炮臺)至天津，以及從天津兵工廠至李鴻章衙門的電報線路。這是中國大陸上自主建設(shè)的第一條軍用電報線路。

1880年，李鴻章在天津設(shè)立電報總局，派盛宣懷為總辦，并在天津設(shè)立電報學堂，聘請丹麥人為教師，委托大北電報公司向國外訂購電信器材，為建設(shè)津滬電報線路做準備。4通信的歷史2/9/202329....

1881年，從上海、天津兩端同時開工，至12月24日，津滬電報線路全線竣工，全長3075華里。28日正式開放營業(yè)，收發(fā)公私電報，全線在大沽口、上海等七處設(shè)立了電報分局。是中國自主建設(shè)的第一條長途公眾電報線路。1882年2月21日，大北電報公司在上海開通了第一個人工電話交換所。當時有用戶二十多家，每個話機年租金為銀元150元。1887年在臺灣巡撫劉銘傳的主持下，敷設(shè)了長達433華里的福州至臺灣的電報水線―閩臺海纜，當年竣工。使臺灣與大陸聯(lián)通一氣。是中國自主建設(shè)的第一條海底電纜。4通信的歷史2/9/202330....

1歷史1889年，當時在安徽主管安慶電報業(yè)務(wù)的彭名保設(shè)計制造成我國第一部電話機，取名為“傳聲器”，通話距離可達300華里。

1900年南京首先自行開辦了磁石式電話局，在1900年到1906年之間北京、天津、上海、太原、沈陽等城市也先后自行開辦了市內(nèi)電話局。使用的都是磁石式電話交換機。1901年，丹麥人趁八國聯(lián)軍入侵中國之機，在天津私設(shè)電話所，稱為“電鈴公司”。將電話線伸展到北京，在城內(nèi)私設(shè)電話，發(fā)展市內(nèi)用戶不到百戶，并開通了北京和天津之間的長途電話。4通信的歷史2/9/2023312/9/2023322/9/202333....

1905年7月，袁世凱在天津開辦了無線電訓練班，聘請意大利人葛拉斯為教師。還托他代購馬可尼猝滅火花式無線電機，在南苑、保定、天津等處行營及部分軍艦上裝用，用無線電進行相互聯(lián)系。1906年，因廣東瓊州海纜中斷，在瓊州和徐聞兩地設(shè)立了無線電機。這是我國無線電通信之始。1907年，北京市內(nèi)電話改為共電式，4月1日，內(nèi)外城電話一律改為共電式，月租由4元改為5元，桌機由5元改為6元，用戶發(fā)展到2000戶以上。5月15日，英商上海華洋德律風公司的萬門共電式交換設(shè)備投入使用。1908年，英商在上海英租界的匯中旅館私設(shè)無線電臺，與上海船舶通報。是上海地區(qū)最早的無線電臺。4通信的歷史2/9/2023342/9/202335....

1911年，德商西門子德律風公司向清政府申請，要求在北京、南京設(shè)立無線電報機，進行遠距離無線電通信試驗。電臺分設(shè)在北京東便門和南京獅子山，通報試驗結(jié)果良好。辛亥革命時，南北有線電通信阻斷，南北通信就靠這兩地的試驗電臺溝通。1912年，接管清政府郵傳部，改組為交通部，設(shè)電、郵、路、航政四個司。次年，上海電報局開始用打字機抄收電報。京津長途電話線路加裝加感線圈，提高通話質(zhì)量。國際無線電報公會規(guī)定我國無線電的呼號范圍為XNA—XSZ。4通信的歷史2/9/2023362/9/202337....

1913年8月交通部傳習所設(shè)有線電工程班和高等電氣工程班，分習有線電、無線電各項工程，同年，北京設(shè)立郵電學校。1914年4月增設(shè)“電話專修班”，招收學員20名。成立北京無線電報局，裝設(shè)5千瓦無線電發(fā)報機，地址在東便門外。1919年4月，北京無線電報局遷至天壇。在北京無線電報局東便門原址設(shè)立遠程收報處，應(yīng)用真空管式無線電接收機直接接收歐美各國的廣播新聞。4通信的歷史2/9/202338....1919年6月28日，將直接收到的中國出席巴黎和會代表拒簽對德和約的消息，傳報給正在總統(tǒng)府前靜坐示威的學生，鼓舞了“五四”后的反帝愛國運動。從此打破了外商大北、大東、太平洋三家電報公司壟斷傳遞國外新聞的局面1920年9月1日，中國加入國際無線電報公約。1921年1月7日，中國加入國際電報公約。1923年1月23日，中國最早與外國通報的無線電臺建立。5月由英商承建的喀什噶爾電臺建成，與印度北撒孚通報，效果清晰良好。這是我國最先與外國進行無線電通報的電臺。4通信的歷史2/9/202339....

1924年3月29日，上海華洋德律風公司在租界裝設(shè)了愛立信生產(chǎn)的自動電話交換機并投入使用。這是中國最早使用的自動電話交換機。1924年在沈陽故宮八角亭先建立了無線電接收機，接收各國的新聞，并與德國、法國訂立了單向通信。1924年秋，北大營長波電臺竣工，裝設(shè)了10千瓦真空管發(fā)報機，實現(xiàn)了與迪化和云南的遠程通信。4通信的歷史2/9/202340....

1927年6月，沈陽大型短波電臺竣工，裝設(shè)了10千瓦德制無線電發(fā)報機。年底，成立了沈陽國際無線電臺，與德國建立了雙向通報電路。1928年，又增設(shè)了美制10千瓦短波發(fā)報機。沈陽國際電臺承接轉(zhuǎn)發(fā)北京、上海、天津、漢口等各地的國際電報，成為我國最大的國際電臺。1928年，全國各地新建了27個短波無線電臺。1929年1月14日，上海建設(shè)了500瓦德短波無線電臺，開始與菲律賓通報，并由菲律賓中轉(zhuǎn)發(fā)往歐美的電報。4通信的歷史2/9/202341....

1930年12月，與舊金山、柏林、巴黎建立了直達無線電報通信。正式開通中美、中德、中法電路。上海南京間開辦真跡電報。1931年起，山東、江蘇、浙江、安徽、河北、湖南等省先后開辦省內(nèi)長途電話業(yè)務(wù)。浙江省的長途電話溝通了全省各縣。廣東建設(shè)了廣州、香港之間的長途電話地下電纜，有線三十余對，全線長160公里。這是我國第一條地下長途電話電纜。1931年～1934年，上海、南京、天津、青島、廣州、杭州、漢口等城市陸續(xù)開辦市內(nèi)自動電話局。4通信的歷史2/9/2023422/9/202343....

1933年，中國電報通信首次使用打字電報機。1934年1月起，交通部提出建設(shè)“九省聯(lián)絡(luò)長途電話”的計劃。計劃建設(shè)江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、河南、山東、河北等九省聯(lián)絡(luò)長途電話線路。1936年，浙江省電話局首先在杭州、溫州間裝設(shè)德制的單路載波電話機。同年，中國上海與日本東京之間開通了無線電話電路。1937年，中國在長途干線上開始裝用單路或三路載波機。4通信的歷史2/9/2023442/9/202345....

1942年，中美試辦無線電相片傳真。1943年，中國利用載波電話電路試通雙工音頻電報1946年，中國開始建設(shè)特高頻(超短波)電路。1947年，上海國際電臺開放電傳機電路。1948年，上海、舊金山間開放單向無線電相片傳真1950年12月12日，北京至莫斯科的電話電路開通，是我國第一條有線國際電話電路。經(jīng)由蘇聯(lián)轉(zhuǎn)接，通往東歐各國的國際電話電路也陸續(xù)開通。4通信的歷史2/9/2023462/9/202347....

1950年6月，開始建設(shè)的北京國際電臺的中央收信臺和中央發(fā)信臺，于1951年相繼竣工，這是中國第一個重點通信建設(shè)工程。1952年9月10日，北京至上海的相片傳真業(yè)務(wù)開放。9月24日北京至莫斯科的國際相片傳真業(yè)務(wù)開放。1952年9月30日第一套明線12路載波機（J2）裝機，開通北京至石家莊的載波電路。1954年，研制成功60千瓦短波無線電發(fā)射機。1956年，上海研制成功55型電傳打字電報機。4通信的歷史2/9/202348....

1958年，上海試制成功第一部縱橫制自動電話交換機，第一套國產(chǎn)明線12路載波電話機研制成功。1959年，第一套60路長途電纜載波電話機研制成功，北京與莫斯科之間開通國際用戶電報業(yè)務(wù)，1月20日正式開放北京市內(nèi)電話開始由五位號碼向六位號碼過渡。1963年，120路高頻對稱電纜研制成功。1964年，北京至石家莊7x4高頻電纜60路載波試驗段建成，開始試通電報、電話業(yè)務(wù)并開始研制晶體管載波電話機。4通信的歷史2/9/202349....

1歷史1966年，我國第一套長途自動電話編碼縱橫制交換機研制成功，在北京安裝使用。1967年，電子式中文譯碼機樣機試制成功，在上海安裝試用。1970年，960路微波通信系統(tǒng)I型機研制成功，我國第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功。1972年，北京開始建設(shè)地球站一號站，1973年建成投產(chǎn)。1974年，北京衛(wèi)星地球站二號站建成投產(chǎn)。通信容量為132條話路和一條雙向彩色電視。通過印度洋上空的國際通信衛(wèi)星與亞非各國和地區(qū)開通直達電路。研制成功石英光纖。4通信的歷史2/9/2023502/9/202351....

1978年，120路脈碼調(diào)制系統(tǒng)通過鑒定。研制成功多模光纖光纜。1980年，64路自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)(DJ5-131型)研制成功1982年，首次在市內(nèi)電話局間使用短波長局間中繼光纖通信系統(tǒng)。256線程控用戶電報自動交換系統(tǒng)研制成功并投入使用。我國自行設(shè)計的8頻道公用移動電話系統(tǒng)在上海投入運營。1983年9月16日。上海用150MHz頻段開通了我國第一個模擬尋呼系統(tǒng)。4380路同軸電纜載波系統(tǒng)研制成功，并通過國家鑒定。4通信的歷史2/9/2023522/9/2023532/9/2023542/9/2023552/9/202356....

1歷史1984年4月8日。我國的DFH-2(東方紅2號)試驗通信衛(wèi)星成功發(fā)射，定點高度為35786公里，4月16日定點于東經(jīng)125oE赤道上空。我國開始在長途通信線路上使用單模光纖，進入了第三代光纖通信系統(tǒng)。1984年5月1日，廣州用150MHz頻段開通了我國第一個數(shù)字尋呼系統(tǒng)。程控中文電報譯碼機通過鑒定并推廣使用。首次具備國際直撥功能的編碼縱橫制自動電話交換機研制成功。1985年，上海貝爾公司組裝第一批S-1240程控交換機，廣州與香港、深圳、珠海開通電子郵件。深圳發(fā)行了我國第一套電話卡，共3枚，面值87元。我國正式經(jīng)國際衛(wèi)星組織的C頻段全球波束轉(zhuǎn)發(fā)中央電視臺的電視節(jié)目。北京至南極無線電話通話成功。4通信的歷史2/9/202357....

1986年，7月1日，以北京為中心的國內(nèi)衛(wèi)星通信網(wǎng)建成投產(chǎn)。2日，我國第二顆實用通信衛(wèi)星發(fā)射成功。第一臺局用程控數(shù)字電話交換機(DS-2000)研制成功。1987年，第一個長距離架空光纜通信系統(tǒng)在武漢至荊州、沙市間試通。1987年9月20日，錢天白教授發(fā)出了我國第一封電子郵件。1987年11月，廣州開通了我國第一個移動電話局，首批用戶有700個。我國第一個160人工信息臺在上海投入使用。4通信的歷史2/9/2023582/9/202359....

1988年，第一個實用單模光纖通信系統(tǒng)在揚州、高郵之間開通，全長為75公里。北京高能物理所成為我國最早使用因特網(wǎng)的單位。它利用因特網(wǎng)實現(xiàn)了與歐洲及北美地區(qū)的電子郵件通信。1988年5月9日，北京、