通信系统模型ppt课件.ppt

1 通信系统模型 通信系统 通信中所需要的一切技术设备和传输媒质构成的总体 以模拟信号来传送信息的通信方式称为模拟通信 以数字信号传送信息的通信方式称为数字通信 2 通信系统 信源 连续信源 模拟信号离散信源 符号序列 数字信号信号处理 预处理 数字化 转换发送与接收传输媒质 声波 电磁波 光波 电缆光缆 无线电波等通信网络与信令 3 模拟通信系统模型 模拟通信中 信源输出的模拟信号经调制器进行频谱搬移 使其适合传输媒体的特性 再送入传输信道传输 在接收端 解调器对收到的信号进行解调 使其恢复成调制前的信号形式 传送给信宿 模拟通信的传输信号的频带占用比较窄 信道的利用率较高 但是模拟通信的缺点也很突出 如抗干扰能力差 保密性差 设备不易大规模集成 不适应计算机通信的需要 4 信源提供的语音 数据 图像等待传递信息 由发信终端设备变换成适合于在传输媒介上传送的通信信号发送到传输媒介上传输 当该信号经传输媒介进行传输时 被叠加上了各种噪声干扰 收信终端将收到的信号经解调等逆变换 恢复成信宿适用的信息形式 这一过程就是对通信系统工作原理的简单描述 信源 5 信源编码器的作用是将信源发出的模拟信号变换为数字信号 称为模 数 A D 转换 经过A D转换后的数字信号称为信源码 信源编码器的另一个功能是实现压缩编码 使信源码占用的信道带宽尽量小 信源码不适于在信道中直接传输 因此要经过信道编码器进行码型变换 形成信道码 以提高传输的有效性及可靠性 发送端 6 在接收端 信道译码器对收到的信号进行纠错 消除信道编码器插入的多余码元 信源译码器把得到的数字信号还原为原始的模拟信号称为数 模 D A 转换 提供给信宿使用 当然数字信号也可采取频带传输方式 这时需用调制器和解调器对数字信号进行调制 将其频带搬移到光波或微波频段上 利用光纤 微波 卫星等信道进行传输 接收端 7 模拟通信系统模型 8 数字通信系统模型 9 数据通信是指依据通信协议 利用数据传输技术 模拟传输或数字传输 在两个功能单元之间传递信息 数据通信离不开计算机技术 从某种意义上说 数据通信可以看成是数字通信的特例 研究数据通信系统包括两方面内容 一方面研究信道的组成 连接 控制及其使用 另一方面研究信号如何在信道上传输和控制 数据通信系统都是由数据终端子系统 数据传输子系统和数据处理子系统三部分组成的 数据通信系统 10 抗干扰能力强 无噪声积累 便于加密处理 便于存储 处理和交换 设备便于集成化 微型化 便于构成综合数字网和综合业务数字网 数字通信占用信道频带较宽 信道利用率低 数字通信系统的特点 数字通信系统相对模拟通信系统具有以下特点 11 数据通信系统模型 12 数据终端设备DTE DataTerminatingEquipment 能生成并向数据通信网络发送和接收数据信息的设备 起着实现人与数据通信网之间的联系的作用 是人机之间的接口 在数据通信网络中 如果是信息的发出者称为信源 如果是信息的接收者称为信宿 常见的DTE有终端机 POS机 电子收款机 PC机等 数据终端设备DTE 13 数据电路终端设备DCE DataCircuit TerminatingEquipment 连接数据终端设备与传输信道 将原始数据信号转换成特殊的电信号使其适合于在信道上进行传输的设备 它提供信号的变换和编码 建立 保持和释放线路连接等功能 数据电路终端设备DCE 14 通信控制器 完成中央处理机与数据通信组网设备之间进行数据交换所必需的通信控制功能 如数据缓冲 速度匹配 串 并转换等任务 通信控制器 15 对于模拟信道 DCE的作用是将DTE送来的数据信号变换为模拟信号再送往信道 或者反过来 将信道送来的模拟信号变换成数据信号再送到DTE 对于数字信道 DCE的作用是实现信号码型与电平的转换 信道特性的均衡 收发时钟的形成与供给 以及线路接续控制等 数据电路终端设备DCE的作用 16 根据不同角度分类 模拟信道与数字信道专用线路和交换线路有线信道和无线信道频分信道和时分信道 传输信道类型 17 数据链路 数据电路 传输控制规程目的 保证数据可靠传输 数据链路 18 通信模型示意图表面上描述的是一个一对一的单向通信系统却是适于各种通信系统的一个抽象模型概括地反映了各种通信系统实际应用中的共性 实际应用中的通信系统往往是双向的 而且可能是多个信源与多个信宿间的通信 传输系统一般不是简单的点对点的关系 而是涉及比较复杂的网络结构 包含交换技术 路由选择等内容 通信模型与实际系统的差别 19 通信系统的分类 20 通信系统的其它分类 连续波 脉冲调制 ASK FSK PSK QAM 线性AM SSB VSB 非线性FM PM 模拟 数字 PAM PPM PCM ADPCM CVSD M 传输方式 基带传输 频带传输复用方式 频分 时分 码分和空分调制方式 21 数据通信及计算机通信 数据通信是指信源产生的数据 按一定通信协议 通过模拟传输信道或者数字传输信道 形成数据流传送到信宿的过程 数据通信是为了实现计算机与计算机之间或者终端与计算机之间的信息交互而产生的一种通信技术 从某种意义上说 数据通信是计算机通信的组成部分 数据通信着重于数据的传输 而不涉及数据所表示的原始信息 而计算机通信则着重于信息的交互 目前数据通信与计算机通信界定日益模糊 22 通信主要任务 传输系统的利用充分合理利用传输设施复用 在多个用户之间分配传输系统的总传输能力拥塞控制 保证传输系统不因传输请求过量而超载接口设备与传输系统之间的连接信号的产生按某种格式产生具有一定强度的电磁波信号能够在传输系统上传播能够被接收器转换为数据 23 通信主要任务 同步在发送器与接收器之间达成某种同步接收器能够判断信号的起始 结束和信号单元的持续时间交换的管理通信双方为交换数据而建立连接通信双方数据处理设备的其它协商工作差错控制 检测或纠正因信号失真或信道噪声等原因而产生的传输差错流量控制 保证信宿设备不会因信源设备发送太快以至无法及时接收和处理这些数据而导致超载 24 通信主要任务 寻址当传输设施被两个以上设备共享时 信源必须给出信宿的标识路由选择当传输系统是不只一条路径的网络时需要确定路由恢复信息交换过程中因通信系统某处出现故障而致使传输中断 需要从中断处恢复工作 或者把系统被涉及部分恢复到数据交换开始之前的状态报文格式化数据交换双方必须就传输的数据格式达成一致协议交换代码转换 压缩 加密 25 通信主要任务 安全措施发送方希望确保只有它期望的接收者接收到数据接收方希望保证收到的数据来自正确的发送方 且数据在传输过程中未被改变网络管理数据通信设施是一个复杂系统 需要合理地规划和配置 需要对系统运行状态进行监控 并处理拥塞 死锁 故障等引发的问题 26 数据通信系统的组成 数据通信的组成 27 协议标准国际标准组织Internet的标准 协议和标准 28 协议 协议就是控制数据通信的一组规则 协议的三要素 语法 数据的结构或格式 数据表示的顺序 语义 比特流每一部分的含义时序 数据何时发送以及以多快的速率发送 29 标准 为生产厂商创建和维护一个开放和有竞争的市场 保护数据和电信技术及过程得分国际国内互操作性 标准是非常重要的 标准提供了某种程度的互操作性的指导方针 标准是由标准化委员会 论坛以及政府管理机构共同合作制定的 数据通信标准可以分为 事实标准 私有标准和开放标准法定标准