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1、通信工程专业概论,主讲 邱新芸,2023/10/19,东北大学秦皇岛分校计算机工程系通信工程教研室,通信工程专业概论,2023/10/19,2,通信工程专业概论第一讲通信及通信的历史,2023/10/19,3,.1 绪论1.1 为什么要学这门课？如果把整个科学技术比作茂密的树林、各个学科（专业）比作树林中的一棵棵不同种类的参天大树，则构成通信学科的知识就是通信参天大树上的枝和叶。通信工程专业的新生对通信专业这棵大树的了解只是“一副素描”。大学教学与中学教学有着本质的区别。,2023/10/19,4,.1 绪论1.2 如何学好这门课？科普：科学普及的简称。“不仅知其然，而且知其所以然”不现实的。
2、现在仅仅“知其然”。随后力求达到“知其所以然”。不把本课程当作“科普”，把它真正当作“科学”。,2023/10/19,5,.2 通信与通信系统2.1 通信 通信是通过某种媒体进行的信息传递。在古代，人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警等方式进行信息传递。到了今天，随着科学水平的飞速发展，相继出现了无线电，固定电话，移动电话，互联网甚至可视电话等各种通信方式。,2023/10/19,6,.2 通信与通信系统2.2 与通信相关的几个概念 通信 通讯 通信工程 通讯工程 通信：指烽火台以来的所有的通信，包括邮政等等，现在的通信包括电讯。通讯：一般是指电报发明以来的电讯通信的范畴。通信工程：侧重提供通信服
3、务，如中国电信，移动通信等。通讯工程：侧重提供设备出售、安装、施工等，如某通讯产品、通讯设备提供商等。,2023/10/19,7,.2 通信与通信系统2.3 通信系统,通信系统的一般模型,通信系统实现信息传递所需的一切技术设备硬件、软件和传输媒质的总和。基于点与点之间的通信系统的一般模型可用下图来描述。,2023/10/19,8,.2 通信与通信系统2.4 通信系统的分类,按信号特征分类 按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。,模拟通信系统模型,数字通信系统模型,2023/10/19,10,2 通信与通信系统2.4 通信系统的分类按通信业务分类 有
4、话务通信和非话务通信。电话业务在电信领域中一直占主导地位，它属于人与人之间的通信。近年来，非话务通信发展迅速，主要是分组数据业务、计算机通信、数据库检索、电子信箱、电子数据交换、传真存储转发、可视图文及会议电视、图像通信等。,2023/10/19,11,2 通信与通信系统2.4 通信系统的分类按调制方式分类 根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输系统和频带（调制）传输系统。基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频市内电话。频带传输是对各种信号调制后传输的总称。,2023/10/19,12,2023/10/19,13,2023/10/19,14,2 通信与通信系统2.4 通信系统的分类按传
5、输媒质分类 按传输媒质通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。有线通信是用导线作为传输媒质完成通信的，如市内电话、有线电视、海底电缆通信等。无线通信是依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目的，如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。,2023/10/19,15,2 通信与通信系统2.4 通信系统的分类按信号复用方式分类 传输多路信号有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同信号。,2023/10/19,16,2 通信与通信系统2.
6、4 通信系统的分类按通信设备的工作频率分类 可分为长波通信、中波通信、短波通信、远红外线通信等。,2023/10/19,17,2023/10/19,18,光通信,光纤激光空间传播,紫外可见光红外,310-5 310-4 cm,107108 GHz,雷达、微波接力、射电天文学,波导毫米波无线电,极高频EHF,110 mm,30300 GHz,微波接力、卫星和空间通信、雷达,波导厘米波无线电,超高频SHF,110 cm,330 GHz,微波接力、卫星和空间通信、雷达,波导分米波无线电,特高频UHF,10100 cm,300 MHz3 GHz,用途,传输媒质,符号,波长,频率范围,2023/10/1
7、9,19,3 通信方式及分类 在多数场合下，信源兼为信宿，需要双向通信。电话就是一个最好的例子。通信双方都要有发送和接收设备，并需要各自的传输媒质，如果通信双方共用一个信道，就必须用频率或时间分割的方法来共享信道。因此，通信过程中涉及通信方式与信道共享问题。,3 通信方式及分类按消息传递的方向与时间关系分类通信方式可分为单工、半双工及全双工通信,2023/10/19,21,3 通信方式及分类单工通信 是指消息只能单方向传输的工作方式，因此只占用一个信道。,2023/10/19,22,3 通信方式及分类半双工通信 是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。,2023/10/19,
8、23,3 通信方式及分类全双工通信 是指通信双方可同时进行收发消息的工作方式。一般情况全双工通信的信道必须是双向信道。,3 通信方式及分类按数字信号代码排列的顺序分 数字通信中，按数字信号代码排列的顺序可分为并行传输和串行传输。,3 通信方式及分类并行传输 是将代表信息的数字序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。一般适用于计算机和其他高速数字系统，特别适用于设备之间的近距离通信。,3 通信方式及分类串行传输 是数字序列以串行方式一个接一个地在一条信道上传输。一般的远距离数字通信都采用这种传输方式。,2023/10/19,27,4 通信的历史,2023/10/19,28,1871
9、年，英、俄、丹麦敷设的香港至上海、长崎至上海的水线，全长2237海里。于1871年6月3日开始通报。是帝国主义入侵中国的第一条电报水线和在上海租界设立的电报局。1873年，法国驻华人员参照康熙字典的部首排列方法，挑选常用汉字6800多个，编成了第一部汉字电码本，名为电报新书。后由郑观应改编成为中国电报新编，是中国最早的汉字电码本。1875年，福建巡抚丁日昌积极倡导创办电报。在福建船政学堂附设电报学堂，培训电报技术人员。是中国第一所电报学堂。,4 通信的历史,2023/10/19,29,.1877年，丁日昌提出设立台湾电报局，拟定修建电报线路的方案。由旗后造至府城。于8月开工，10月11日完工，
10、全线长95华里。这是中国人自己修建、自己掌管的第一条电报线。开创了中国电信的新篇章。1879年，李鸿章在其所辖范围内修建大沽(炮台)、北塘(炮台)至天津，以及从天津兵工厂至李鸿章衙门的电报线路。这是中国大陆上自主建设的第一条军用电报线路。1880年，李鸿章在天津设立电报总局，派盛宣怀为总办，并在天津设立电报学堂，聘请丹麦人为教师，委托大北电报公司向国外订购电信器材，为建设津沪电报线路做准备。,4 通信的历史,2023/10/19,30,.1881年，从上海、天津两端同时开工，至12月24日，津沪电报线路全线竣工，全长3075华里。28日正式开放营业，收发公私电报，全线在大沽口、上海等七处设立了
11、电报分局。是中国自主建设的第一条长途公众电报线路。1882年2月21日，大北电报公司在上海开通了第一个人工电话交换所。当时有用户二十多家，每个话机年租金为银元150元。1887年在台湾巡抚刘铭传的主持下，敷设了长达433华里的福州至台湾的电报水线闽台海缆，当年竣工。使台湾与大陆联通一气。是中国自主建设的第一条海底电缆。,4 通信的历史,2023/10/19,31,.1 历史 1889年，当时在安徽主管安庆电报业务的彭名保设计制造成我国第一部电话机，取名为“传声器”，通话距离可达300华里。1900年南京首先自行开办了磁石式电话局，在1900年到1906年之间北京、天津、上海、太原、沈阳等城市也
12、先后自行开办了市内电话局。使用的都是磁石式电话交换机。1901年，丹麦人趁八国联军入侵中国之机，在天津私设电话所，称为“电铃公司”。将电话线伸展到北京，在城内私设电话，发展市内用户不到百户，并开通了北京和天津之间的长途电话。,4 通信的历史,2023/10/19,32,2023/10/19,33,2023/10/19,34,.1905年7月，袁世凯在天津开办了无线电训练班，聘请意大利人葛拉斯为教师。还托他代购马可尼猝灭火花式无线电机，在南苑、保定、天津等处行营及部分军舰上装用，用无线电进行相互联系。1906年，因广东琼州海缆中断，在琼州和徐闻两地设立了无线电机。这是我国无线电通信之始。1907
13、年，北京市内电话改为共电式，4月1日，内外城电话一律改为共电式，月租由4元改为5元，桌机由5元改为6元，用户发展到2000户以上。5月15日，英商上海华洋德律风公司的万门共电式交换设备投入使用。1908年，英商在上海英租界的汇中旅馆私设无线电台，与上海船舶通报。是上海地区最早的无线电台。,4 通信的历史,2023/10/19,35,2023/10/19,36,.1911年，德商西门子德律风公司向清政府申请，要求在北京、南京设立无线电报机，进行远距离无线电通信试验。电台分设在北京东便门和南京狮子山，通报试验结果良好。辛亥革命时，南北有线电通信阻断，南北通信就靠这两地的试验电台沟通。1912年，接
14、管清政府邮传部，改组为交通部，设电、邮、路、航政四个司。次年，上海电报局开始用打字机抄收电报。京津长途电话线路加装加感线圈，提高通话质量。国际无线电报公会规定我国无线电的呼号范围为XNAXSZ。,4 通信的历史,2023/10/19,37,2023/10/19,38,.1913年8月交通部传习所设有线电工程班和高等电气工程班，分习有线电、无线电各项工程，同年，北京设立邮电学校。1914年4月增设“电话专修班”，招收学员20名。成立北京无线电报局，装设5千瓦无线电发报机，地址在东便门外。1919年4月，北京无线电报局迁至天坛。在北京无线电报局东便门原址设立远程收报处，应用真空管式无线电接收机直接
15、接收欧美各国的广播新闻。,4 通信的历史,2023/10/19,39,.1919年6月28日，将直接收到的中国出席巴黎和会代表拒签对德和约的消息，传报给正在总统府前静坐示威的学生，鼓舞了“五四”后的反帝爱国运动。从此打破了外商大北、大东、太平洋三家电报公司垄断传递国外新闻的局面 1920年9月1日，中国加入国际无线电报公约。1921年1月7日，中国加入国际电报公约。1923年1月23日，中国最早与外国通报的无线电台建立。5月由英商承建的喀什噶尔电台建成，与印度北撒孚通报，效果清晰良好。这是我国最先与外国进行无线电通报的电台。,4 通信的历史,2023/10/19,40,.1924年3月29日，
16、上海华洋德律风公司在租界装设了爱立信生产的自动电话交换机并投入使用。这是中国最早使用的自动电话交换机。1924年在沈阳故宫八角亭先建立了无线电接收机，接收各国的新闻，并与德国、法国订立了单向通信。1924年秋，北大营长波电台竣工，装设了10千瓦真空管发报机，实现了与迪化和云南的远程通信。,4 通信的历史,2023/10/19,41,.1927年6月，沈阳大型短波电台竣工，装设了10千瓦德制无线电发报机。年底，成立了沈阳国际无线电台，与德国建立了双向通报电路。1928年，又增设了美制10千瓦短波发报机。沈阳国际电台承接转发北京、上海、天津、汉口等各地的国际电报，成为我国最大的国际电台。1928年
17、，全国各地新建了27个短波无线电台。1929年1月14日，上海建设了500瓦德短波无线电台，开始与菲律宾通报，并由菲律宾中转发往欧美的电报。,4 通信的历史,2023/10/19,42,.1930 年12月，与旧金山、柏林、巴黎建立了直达无线电报通信。正式开通中美、中德、中法电路。上海南京间开办真迹电报。1931年起，山东、江苏、浙江、安徽、河北、湖南等省先后开办省内长途电话业务。浙江省的长途电话沟通了全省各县。广东建设了广州、香港之间的长途电话地下电缆，有线三十余对，全线长160公里。这是我国第一条地下长途电话电缆。1931年1934年，上海、南京、天津、青岛、广州、杭州、汉口等城市陆续开办
18、市内自动电话局。,4 通信的历史,2023/10/19,43,2023/10/19,44,.1933年，中国电报通信首次使用打字电报机。1934年1月起，交通部提出建设“九省联络长途电话”的计划。计划建设江苏、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、河南、山东、河北等九省联络长途电话线路。1936年，浙江省电话局首先在杭州、温州间装设德制的单路载波电话机。同年，中国上海与日本东京之间开通了无线电话电路。1937年，中国在长途干线上开始装用单路或三路载波机。,4 通信的历史,2023/10/19,45,2023/10/19,46,.1942年，中美试办无线电相片传真。1943年，中国利用载波电话电路试通双
19、工音频电报 1946年，中国开始建设特高频(超短波)电路。1947年，上海国际电台开放电传机电路。1948年，上海、旧金山间开放单向无线电相片传真 1950年12月12日，北京至莫斯科的电话电路开通，是我国第一条有线国际电话电路。经由苏联转接，通往东欧各国的国际电话电路也陆续开通。,4 通信的历史,2023/10/19,47,2023/10/19,48,.1950年6月，开始建设的北京国际电台的中央收信台和中央发信台，于1951年相继竣工，这是中国第一个重点通信建设工程。1952年9月10日，北京至上海的相片传真业务开放。9月24日北京至莫斯科的国际相片传真业务开放。1952年9月30日第一套
20、明线12路载波机（J2）装机，开通北京至石家庄的载波电路。1954年，研制成功60千瓦短波无线电发射机。1956年，上海研制成功55型电传打字电报机。,4 通信的历史,2023/10/19,49,.1958年，上海试制成功第一部纵横制自动电话交换机，第一套国产明线12路载波电话机研制成功。1959年，第一套60路长途电缆载波电话机研制成功，北京与莫斯科之间开通国际用户电报业务，1月20日正式开放北京市内电话开始由五位号码向六位号码过渡。1963年，120 路高频对称电缆研制成功。1964年，北京至石家庄7 x 4 高频电缆 60 路载波试验段建成，开始试通电报、电话业务并开始研制晶体管载波电话
21、机。,4 通信的历史,2023/10/19,50,.1 历史 1966年，我国第一套长途自动电话编码纵横制交换机研制成功，在北京安装使用。1967年，电子式中文译码机样机试制成功，在上海安装试用。1970年，960 路微波通信系统I型机研制成功，我国第一颗人造卫星发射成功。1972年，北京开始建设地球站一号站，1973年建成投产。1974年，北京卫星地球站二号站建成投产。通信容量为132条话路和一条双向彩色电视。通过印度洋上空的国际通信卫星与亚非各国和地区开通直达电路。研制成功石英光纤。,4 通信的历史,2023/10/19,52,.1978年，120 路脉码调制系统通过鉴定。研制成功多模光纤
22、光缆。1980年，64路自动转报系统(DJ5-131型)研制成功 1982年，首次在市内电话局间使用短波长局间中继光纤通信系统。256 线程控用户电报自动交换系统研制成功并投入使用。我国自行设计的8频道公用移动电话系统在上海投入运营。1983年9月16日。上海用150 MHz频段开通了我国第一个模拟寻呼系统。4380路同轴电缆载波系统研制成功，并通过国家鉴定。,4 通信的历史,2023/10/19,53,2023/10/19,54,2023/10/19,55,2023/10/19,56,2023/10/19,57,.1 历史 1984年4月8日。我国的DFH-2(东方红2号)试验通信卫星成功发
23、射，定点高度为3 5786公里，4月16日定点于东经125o E赤道上空。我国开始在长途通信线路上使用单模光纤，进入了第三代光纤通信系统。1984年5月1日，广州用150MHz频段开通了我国第一个数字寻呼系统。程控中文电报译码机通过鉴定并推广使用。首次具备国际直拨功能的编码纵横制自动电话交换机研制成功。1985年，上海贝尔公司组装第一批S-1240程控交换机，广州与香港、深圳、珠海开通电子邮件。深圳发行了我国第一套电话卡，共3枚，面值87元。我国正式经国际卫星组织的C频段全球波束转发中央电视台的电视节目。北京至南极无线电话通话成功。,4 通信的历史,2023/10/19,58,.1986年，7
24、月1日，以北京为中心的国内卫星通信网建成投产。2日，我国第二颗实用通信卫星发射成功。第一台局用程控数字电话交换机(DS-2000)研制成功。1987年，第一个长距离架空光缆通信系统在武汉至荆州、沙市间试通。1987年9月20日，钱天白教授发出了我国第一封电子邮件。1987年11月，广州开通了我国第一个移动电话局，首批用户有700个。我国第一个160人工信息台在上海投入使用。,4 通信的历史,2023/10/19,59,2023/10/19,60,.1988年，第一个实用单模光纤通信系统在扬州、高邮之间开通，全长为75公里。北京高能物理所成为我国最早使用因特网的单位。它利用因特网实现了与欧洲及北
25、美地区的电子邮件通信。1988年5月9日，北京、波恩国际卫星数字式电视会议系统试通。1989年，第一条1920路单模长途干线在合肥、芜湖间建成开通。1989年5月，我国的第一个公用分组交换网通过鉴定，并于11月正式投产使用。6月，广东省珠江三角洲首先实现了移动电话自动漫游。,4 通信的历史,2023/10/19,61,2023/10/19,62,.1990年7月，上海引进美国摩托罗拉公司的800MC集群调度移动通信系统。140Mb/s数字微波通信系统研制成功。1991年，一万门程控数字市内电话交换机通过鉴定。1920路大容量数字微波通信系统和一点对多点微波通信设备通过鉴定。1991年3月，第一
26、个ISDN(综合业务数字网)的模型网在北京完成联网试验，并通过了技术鉴定。622Mb/s光纤通信数字复用设备研制成功，3月通过技术鉴定。1991年11月15日，上海首先在150MHz频段上开通汉字寻呼系统。,4 通信的历史,2023/10/19,63,2023/10/19,64,.1992年7月，我国第一个，168自动声讯台在广东省南海开通。1993年9月19日我国第一个数字移动电话通信网在浙江省嘉兴市首先开通。在武汉至荆州、沙市间试通。1994年10月，我国第一个省级数字移动通信网在广东省开通，容量为5万门。1998年5月15日，北京电信长城CDMA网商用试验网在北京、上海、广州、西安投入试验。1999年1月14日，我国第一条开通在国家一级干线上的，传输速率为8x2.5Gb/s的密集波分复用（DWDM）系统通过了信息产业部鉴定，使原来光纤的通信容量扩大了8倍。,4 通信的历史,2023/10/19,65,.2002年1月8日，中国联通“新时空”CDMA网络正式开通。2002年，中国移动从5月17日起在全国正式投入GPRS系统商用。这意味着，现阶段世界范围内最先进、应用最成熟的移动通信技术 GPRS在中国实现大规模应用，中国真正迈入2.5G时代。,4 通信的历史,
