通信系统导论教学大纲

2022-06-20 版权声明 我要投稿

第1篇:通信系统导论教学大纲

基于剧本式教学的通信工程导论课程改革研究

【摘要】 通信工程导论课是为了让大学生了解通信工程这门专业而设立的,主要介绍本专业的发展形成以及大体的知识结构。本文应用剧本式的教学模式对通信工程导论课进行教学改革,脱离传统的讲授方式,真正让学生自己去体验和学习,受到了较好的教学效果。

【关键词】 导论课 剧本式教学 专题任务

一、引言

专业导论课主要是为了使刚刚入学的大学生和了解所学专业内涵特点、专业涉及的主要学科和课程等等,帮助学生形成较系统的专业认识,满足大家了解相关专业内涵和发展趋势的要求而开设。通过上专业导论课,学生可以对自己所修的专业有更加清晰的认识,从而对自己未来的发展就业或考研出国深造有进一步的打算。因此我们老师总是希望学生每次上完专业导论课后对学习就充满动力,充满热情。感觉这门课就像是在自己松懈时的警钟,告诉大家在大学里应该更加有意义地度过,怎样过一个成功的大学生活。通信导论对于我们通信与信息工程系的学生来说就是这样一门课程。于是如何上好这门课程,达到导论课的目的就成了摆在老师面前的一道难题。

二、通信工程导论课程的现状

通信工程导论课传统的教学方式与大部分理论课一样,老师通过讲授、板书及教学媒体的辅助,把教学内容传递给学生。在这样一个传统模式下,主动的施教者是老师,学生则是被动的外部刺激接受者即灌输对象,多媒体资源是辅助老师向学生灌输的工具,灌输的内容是书本知识。由于导论课涉及面广内容丰富,要把每个知识点都讲解清楚是不可能的,并且这也不是导论课的目的,尤其对于大一新生而言传统的教学方式有时会越发的觉得课程难度很大,失去了学习的积极性,因此在导论课上使用传统教学方式是很被动的。

三、剧本式教学模式

剧本式教学模式就是为了解决这个问题而进行的尝试。剧本式教学属于模拟教学法,隶属于现在国际流行的行为导向教学模式范畴。对培养学生的专业能力、学习能力和社会能力这三个关键能力有很大的帮助。在实际应用中对学生快速的掌握技能有非常大的帮助。那什么是行为导向法呢?首先,行为导向的特点是以学生行为的积极改变作为教学的最终目标,通过各种自主型的教学样式和共同解决问题的教学样式塑造学生认知、社会、情感等方面的多维人格。总的来说,应用不同的教学方式,让学生主动的去学习,而不是被动的接受知识。

四、剧本式的课程改革方案

4.1 教学内容

这门课程是从系统总体的角度去介绍整个通信工程专业,由浅入深的介绍当前主流的各种电信技术的基本原理和应用,拓展学生的专业知识面。课程的教学设计基于CDIO的思想,以项目设计为导向、以能力培养为目标,采用专题项目制教学法,充分调动学生学习的主动性,提高学生积极思维的能力。课程教学内容包括专业概论课和四个专业方向专题,共5个部分。

4.2 教学过程

除专业概论课外,每个专业方向专题分四部分:

第一部分:教师授课。教师从一个本专题典型项目着手,由浅入深的展开专题介绍,让学生对本专题的主要原理、技术和应用有初步认识。

第二部分:专题任务设置。在学生对本专题有初步认识的基础上,教师将一个或几个专题项目以任务形式分解到各个小组,一个专题任务将由多个小组共同协调完成。

第三部分:任务的构思(Conceive)和设计(Design)。学生通过阅读教师提供的部分资料、课外的自主资料查询、小组讨论等方式,提交初步的设计方案。在此过程中教师可以适时加以引导纠正,最终以学生为主完成任务的初步构思和设计。

第四部分:任务的实现(Implement)和运作(Operate)。通过组员间的分工协作、小组之间的协调合作,完成专题任务,展示任务成果,成果评定。

4.3 教学形式

具体说“剧本式”的导论课程设置就是在现有的知识环节上,把以前各部分内容,如计算机通信网、移动通信、固化交换设置成相对应的几个专题,教师在专题开始简单介绍专题的基本内容,引导学生设计好的专题任务的剧本。让学生模拟剧本中的一个角色,最终通过学生的各项表现来进行评价。

剧本式实训教学模式的关键在于把相关的专业知识融入剧本的设计。剧本要求设计出特定的环境,用生活中的实际体验来贯穿这种环境,这样学生能在掌握知识的同时不觉得单调枯燥,在此基础上把相关知识糅合进去。这些剧本要让每个学生担任不同的分工和角色,在实践的过程中除了加深对知识的了解还可以锻炼团队合作等综合素质,然后对学生的表现进行综合评定和讲解,方便学生了解和掌握相关问题的解决思路和办法。让学生在编写剧本的过程中去主动去了解掌握知识,在表演的过程中去消化知识,在了解自己所学专业的同时培养对专业的兴趣,甚至找到自己以后发展的方向。

下面对剧本式模式举出一个简单的例子,权且是抛砖引玉,欢迎大家提出宝贵意见。

剧本名称:GSM系统呼叫建立的基本过程

宗旨:掌握移动通信系统的基本网络结构

环境:两部手机A、B处于不同的小区,A呼叫B,演示呼叫过程中手机信号的流向。

人员:学生。

场景一:手机B空闲 场景二:手机B通话中 场景三:手机B已关机

4.4 教学评定

百分制,60分合格。学生初始分数为0,根据任务完成情况加分。

职业规划书一份,20分。学期末第16周每人上交一份《职业规划书》(电子档和纸质档各一份),根据各人的兴趣爱好和特长初步规划自己期望的1~3个就业方向,列出该方向就业单位的基本要求,并据此完成四年的学习规划(课程的选择、课外的安排等)。

专题任务四个,每个20分。本学期四个专业方向专题将设置四个专题任务每个任务20分。任务评分将由教师和学生共同评定,评分内容包括资料查询能力、设计能力、创新能力、协调能力、表现能力、最终成果评分等多项目内容,评分表如下。

五、 结束语

如果我们充分完善和实施了剧本式教学, 相信这将对我们的导论课起到一个很好的示范作用,引导学生主动的学习,深刻的体会,在学习的过程中了解专业的内容,增加学习的兴趣和热情,何乐而不为呢?

参考文献

[1]岳欣.现代通信系统导论[M].北京:北京邮电大学出版社,2012

[2]马华兴.大话移动通信网络规划[M].北京:人民邮电大学出版社,2011

[3]曹达仲.移动通信原理、系统及技术[M].北京:清华大学出版社,2004

作者:钟耀霞

第2篇:翻转课堂在地理信息系统导论课程实验教学中的实践研究

摘要:GIS教育已经普及化,开设该专业的高校和开设相关课程的专业日益增多。GIS课程实验课在非GIS专业的GIS教育中承担着非常重要的作用,但现有的大众化教学模式,如投影仪演示等教学效果差强人意。在当今大数据、云计算、MOOC等铺天盖地的新教学手段的启发下,笔者尝试了翻转课堂实践研究,并取得了良好的教学效果。

关键词:非GIS专业;GIS实验课;翻转课堂;教学

地理信息系统(Geographic information system),简称GIS,是20世纪60年代发展起来的一门新兴交叉边缘学科,它通过采集、管理、处理、分析、建模和显示空间数据以解決空间位置的相关问题[1,2]。经过50多年的发展,GIS已经成为当今信息社会的重要组成部分,其应用已经涉及各个学科和各个领域,因此本科教学中,除了地理信息科学专业外,很多相关专业,如生态学、环境学、资源环境与城乡规划管理、测绘工程、城市规划等也都开设了GIS的相关课程,且数量在逐渐增多[3-5]。而GIS课程实验教学在非地理信息系统专业的GIS教育中往往具有重要作用,是实现非GIS专业培养GIS应用人才的重要载体。本文在对非GIS课程实验教学特点分析的基础上,探讨了翻转课堂教学方法在非GIS专业GIS课程实验教学中的适用性,并进行了初步的实践,取得了良好效果。

一、非GIS专业GIS课程实验教学特点

在大多数高校中,非GIS专业的GIS教育所开设的GIS相关课程较少,往往只开设一门GIS导论课程[6-12],而且学生普遍不具备GIS课程学习的前期课程,如地图学、数据库、计算机技术等预备知识,因此学生的“学”和教师的“教”都有着不同于GIS专业GIS课程的特点。GIS导论课程本身继承了GIS既是一个交叉学科又是一个技术系统的特点,既包含知识点繁多的基本原理,又有着非常强的实践性的技术课,因此在教学中GIS课程历来强调理论与实践并重。但对于不具备前期课程基础的非GIS专业学生而言,要理解GIS课程抽象的基础理论和基本原理,GIS实验课就显得尤为重要了。因为GIS课程中的许多基本知识只有通过实践才能有相应的感性认识,通过反复实践才能加深对GIS基本理论的理解和掌握。例如空间数据库这一GIS课程中的重要章节,非GIS专业学生只有在实验课上亲自建立数据库并采集输入数据才会真正理解和掌握其内在的理论和原理。但是与课程本身强调实践的特点不符的是,长期以来,非GIS专业GIS课程教学一直有着重理论、轻实践,实验学时短,实验内容与本专业相关性低,等等问题[9,13,14]。大部分非GIS专业开设GIS课程的学时在32—48之间,而理论课时与实验课时比一般为2∶1。实验课时少,教学质量很难得到保障。实验课内容往往是教师精心准备的为每个主题适用的实验数据,与学生本专业相关度不大,因此学生学习起来动力不足,而且由于没有前期课程的知识储备,非GIS专业学生在学习GIS导论这门知识点多且涉及学科多的边缘学科时,会遇到很多困难,学生往往会表现出一定的畏难情绪。在上实验课时往往出现按部就班地照教师演示或实验指导书操作,一旦与预期不符,也很少积极主动思考,而是依赖教师来解决问题。为了改变这样的教学局面,提高GIS实验课的教学质量,有必要进行实验课教学理论与方法的研究,以达到调动学生学习的积极性,有效地保证非GIS专业GIS课程教学质量,达到培养应用人才的目的。

二、翻转课堂在非GIS专业GIS实验教学中的适用性

翻转课堂这种教学方法自2007年美国林地公园中学的两位化学教师的创新实践和2011年可汗学院创始人在TED大会上的演讲《用视频重新创造教育》以来,已被全球教育工作者所关注[15,16]。翻转课堂重塑了传统教学方法的时空,改变了以往传统课堂教学的固有模式,使知识传递在课前完成,课堂时间成为教师为学生答疑解惑、学生与学生讨论实现知识内化的时间。翻转课堂这种教学方法的实施一般是教师预先精心录制教学视频,通过现今愈来愈便利的信息技术提供给学生;学生在课前主动自学,课堂教学真正转化为师生交流、讨论、提出问题、解决问题的高效教学时间。翻转课堂翻转的不仅仅是教学时间和空间配置,通过提前录制视频和观看视频把教学时间延伸到课外,而是教学过程中教师和学生的地位转换。通过观看教学视频,并在解决教师精心准备提出的问题的过程中,学生的角色从原来听讲时的被动接受转换成真正意义上的主动学习。这种角色的转变刚好是非GIS专业地理信息系统导论课程实验教学中所需要的。翻转课堂注重学生自主性学习的理念与非GIS专业GIS课程强调实践能力培养的目标不谋而合。正如前文所述,在以往的传统教学方法的过程中,学生在实验课上处于被动接受地位,教师演示一遍,学生按照教师的演示或者指导书的步骤,照猫画虎,没有主动思考的动力,只知其然而不知其所以然,而且在实验过程中出现问题时,出现畏难沮丧的情绪导致学生学习兴趣低下,进而严重影响学习效果和教学质量。利用翻转课堂这种教学方法,积极调动学生的学习积极性,将学生GIS导论实验课上的被动接受转变为课前的主动学习和积极思考解决问题,进而课上内化知识,享受学习乐趣,体验解决问题的成就感,从而达到良好的教学效果。

三、翻转课堂在非GIS专业GIS实验教学中的实践

作为非地理信息系统专业的GIS普及教育课程,笔者所在学院的生态学专业开设的《地理信息系统导论》共计48学时,其中理论课24学时,实验课24学时。实验内容包括验证实验、设计实验共计9个实验,具体内容涉及GIS数据采集、处理、分析、制图等GIS数据处理与分析的全部流程。实验平台为当今主流的GIS软件平台,即ESRI公司的ArcGIS软件,具体实验课程内容及学时安排见表1。经过认真比较研究,根据学生的学习情况,在2017年教学中初步选择第四个实验数据处理的空间内插部分和较为综合的第八个实验叠加分析作为本次翻转课堂的实践试点内容,图1为翻转课堂教学时提供给学生的课前学习视频的两幅截图。选择这两个实验进行翻转课堂教学法实践的主要原因是空间内插的相关实验有多次比,如趋势面插值、核密度插值等刚好可以进行比较。而后一个叠加分析实验相对于其他验证实验来说比较综合,可以综合考察学生的学习效果。图2是翻转课堂教学方法和其他传统教学方法学生实验报告平均成绩比较。从图2可以看出,翻转课堂教学法实验报告的成绩显著高于其他传统教学方法的平均成绩。除了实验报告成绩显著提高外,实验报告按时完成率也有了很大的提高,其他几次实验报告在提交时,总有学生因为兴趣不高、动力不足,而拖延很久才提交。翻转课堂实验提供了学生可反复观看参考的视频资料,极大地增强了学生完成学习任务的信心,有效增强了学生的学习兴趣,切实提高了地理信息系统导论实验课的教学效果。在此次翻转课堂教学法实践过程中,笔者能够清楚地感受到学生从被动听讲到主动学习、积极思考解决问题的转变。

四、结语

地理信息系统已涉及社会生活的方方面面,GIS普及教育正全面发展。高校GIS应用型人才的培养任重道远。虽然本次教学改革实践有效证明了翻转课堂这种教学方法对地理信息系统实验课的教学效果提高的有效性,但笔者也清晰地认识到翻转课堂教学方法有自己的适用性,并不是适用四海而皆准的万能方法,且翻转课堂教学方法的实施对教师的“教”和学生的“学”都提出了比传统的教学方法更高的要求。在今后的教学实践过程中,如何把握翻转教学的度,该翻则翻,不该翻则不翻以便有效地提高教学水平仍是广大一线教学工作者努力的方向。

参考文献:

[1]余明,艾廷华.地理信息系统导论[M].第二版.北京:清华大学出版社,2015.

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[3]周成虎.全空间地理信息系统展望[J].地理科学进展,2015,(02):129-131.

[4]秦其明,董廷旭.中国高校地理信息系统专业发展问题探讨[J].中国大学教学,2011,(05).

[5]罗明良,等.我国大陆高校地理信息系统教育发展与空间分异分析[J].地理信息世界,2009,(06).

[6]孙建平,李恕宏,和韩雪.非GIS专业《地理信息系统概论》课程教学思考[J].赤峰学院学报(自然科学版),2016,(02):252-254.

[7]岳漢秋,等.非GIS专业GIS课程教学改革及优化[J].地理空间信息,2015,(04):16,180-182.

[8]王世界.非地理信息系统专业GIS课程实验教学改革与探索[J].测绘与空间地理信息,2013,(08):55-57.

[9]罗辅燕.高师院校非GIS专业环境信息系统教学的思考[J].大学教育,2013,(17):116-117.

[10]高飞.应用型高校资环专业GIS课程教学方法研究[J].安徽农学通报,2013,(21):93-94.

[11]贾泽露.非GIS专业地理信息系统课程教学思考[J].测绘科学,2008,(05):230-232.

[12]吉云松.对非GIS专业的GIS教育的思考[J].测绘与空间地理信息,2006,(01):115-117.

[13]董建军.基于ArcGIS的地理信息系统实验教学改革探讨[J].教育教学论坛,2015,(12):253-254.

[14]唐代生,魏丹.非GIS专业的GIS教学探索与实践——以中南林业科技大学生态学专业为例[C].2009中国地理信息产业论坛暨第二届教育论坛就业洽谈会,2009.

[15]杨春梅.高等教育翻转课堂研究综述[J].江苏高教,2016,(01):59-63.

[16]周婷.国内外翻转课堂研究综述[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报,2016,(02):116-118.

作者:李慧 余明 叶金玉

第3篇:基于专题式教育的通信工程专业课导论课程改革与实践

摘要:基于开设专业导论课的目的,探讨了《通信工程专业导论》课程的专题教学内容与教学方法,提出了多名教师和外聘企事业单位的兼职教师进行专题授课,并对教学方法进行以下思考:1)积累教学素材,指定学生课下学习。2)以教师讲授与学生讨论有机结合。3)布置适当的课后论题,让学生自己调查研究后提交报告。4)加强通信工程导论课与新生入学教育、专业认知实习、毕业实习的联系,注重学生意见的反馈。实践证明:这样的课程改革有助于及时消除学生疑虑,迅速适应大学环境,建立对本专业的认同感。

关键词:通信工程;基础课程;课程群;能力培养

1 概述

塔里木大学地处偏远边疆,通信工程专业作为非重点高校的非主干专业,部分新生进校时可能带有一种迫不得已的消极情绪,定然会对该校通信工程专业的师资力量、办学能力、及自己大学四年和毕业后的前途存在担忧[1]。如果不能及时有效地消除学生的消极情绪,排解入学新生的担忧,有可能导致学生对大学四年的学习丧失信心,甘愿放弃自我,最终会导致学生的学习向失败的一面发展。为此,从2009年起信息工程学院开始对通信工程专业的大一新生开设《通信工程专业导论》这门课程。上这门课的任课教师,要求充分展示个人的学习经历、知识背景、研究方向、研究特色与所取得的成绩,以说明该专业的教师足以承担培养本科生的任务。

但是塔大办学条件、特别是通信工程专业本身师资力量有限,如果只是一名任课老师讲授这门课程,知识层次肯定有限,很有可能不能使学生及时有效消除对办学条件的疑虑,不能完全达到开设这门课的目的,只有整合人力资源,发挥各个老师的专业专长和科研兴趣,才能将通信导论课上好。本门课由6、7名教师负责专题授课,每个教师分配1-2个专题共同讲授这门课程,另外聘请企事业单位中具有丰富实际工作经验,又具有相关教育背景的企业家、管理干部、工程师作为外聘人员为新生讲述当前行业的相关内容。唯有这样,才能更好地激发学生对先进科学技术的向往,启发学生对通信专业的学习热情。

2 专题确立

本课程为通信工程专业先导性课程,主要教学任务是使学生了解现代通信系统的原理,建立完整的现代通信概念并了解通信工程主干课程的主要学习内容,使学生确立学习目的。本课程主要向学生介绍现代通信系统的组成、基本知识和基本原理,主要包括程控交换、移动通信、光纤通信、信息论等知识,通过讲解这些内容,促进学生对先进科技的了解,进而激发学生对通信工程专业的学习热情。本专业在通信导论课课程中设置的专题如表1所示:

专题特点分析如下:

表1中的所有专题都是在通信工程这一大领域下,可分为总述(1)、基础理论研究(3.4.6)、应用(2.5.7.8)技术及企业家工程师专题、(9.10)四大类,专题1为通信工程概述是总述,对其他专题奠定基础,具有很好的辐射性。专题3研究信息的度量方法,为通信中信息的传输提供理论基础。专题2,4,5,6,7,8是通信工程中通信方向的主要分支,对每个专题分别安排2学时进行概述,讲授的内容主要包括该门课程的发展历程,出现重大技术变革的时间点,及近些年的发展趋势,本门课程的学习特点;专题9,10由企事业单位中具有丰富实际工作经验为新生讲述本领域三大运营商移动、联通、电信(包括技术特色或特点、营销理念、企业文化等)、第三方运营商企业的相关信息以及当前行业发展的前沿问题,通过对这些专题的讲述有利于大一新生树立正确的职业规划,增强对行业的了解,来提高学生的学习兴趣,激发学习热情,也能使学生了解行业状况,为学生考研、进修、解决工作之后面临的技术等问题指明方向。

3 教学方法

3.1 积累教学素材,指定学生课下学习

通信工程导论课的主要目的是激发学生对专业学习的兴趣,提升学生对专业的认同感和归属感,增强对专业学习的信心。任课教师不论把专业描绘得如何美好,还需提供让学生信服的有力证据。最好的方法是在信息工程学院网站首页上开设专栏,存放每年导论课素材的影像资料库。影像资料可用本专业已毕业学生的大学四年的经历,阿克苏地区移动、联通、电信等公司的发展历程,来证实教师课堂上所讲内容的真实性,通过第三方的评价达到消除学生疑虑的目的[2]。但导论课课时有限,需要学生在课下预留足够的时间学习,老师在课堂上对指定的内容进行分析、评述,以利于学生形成印象深刻、观点清晰且难以撼动的结论。

3.2 以教师讲授与学生讨论有机结合

讲授法是目前最基本的教学方法,最有利于发挥教师的主导作用;以“专题”为活动单元,循序渐进,系统完整,有利于教学内容的开展和保障进度的有序进行。但是刚入学的新生,对通信工程专业的认知不尽相同,如果完全以讲授为主,学生的主动性受到限制,探索精神得不到培养,会导致教学活动中内容的吸收,尤其是学科前沿的内容和方法的吸收效果很差;学生讨论则是对这种班级授课形式的有效补充,首先由教师针对自己负责的专题统一讲授,为后面的讨论提供知识储备,为教学有序进行提供基本保障[3]。在此基础下,对每个专题所提出的问题以小组为单位展开讨论,内容不拘泥于课程本身,还可对未来的职业目标,考研、考级等问题进行提问,提高学生的学习兴趣。

3.3 适当布置课后论题,让学生自己调查研究后提交报告

为充分调动学生的积极性与主观能动性,进一步提高教学效果。基于此,在每个专题上完后,可设置了一些与通信工程专业相关的论题,学生分组讨论后选择其中1-2个感兴趣的论题,课下利用丰富的网络资源,积极查阅资料并形成组内观点,并与其他小组的学生展开交流,并按期提交课题报告。通过小组讨论和利用各种工具进行资料查阅不仅能够加深学生对通信专业方面知识的理解,也能够锻炼学生的思维能力、团队意识、搜索能力[4]。

3.4 加强通信工程导论课与新生入学教育、专业认知实习、毕业实习的联系,注重学生意见的反馈

依据塔里木大学通信工程专业的培养方案,新生入校后有入校教育,主要包括专业负责人为新生介绍通信工程专业近三年的发展情况、同学们很关心的就业情况、社会上通信行业对本专业学生的特殊要求;另外第6学期还会安排专业认知实习,主要是到三大运营商阿克苏移动、阿克苏联通、阿克苏电信进行参观,由专业人士为学生讲解,以上的环节可对专业导论课起到很好的补充和完善作用;在第7学期会安排学生到乌鲁木齐等公司实习3个月,让学生们直接与社会接触,使同学们对社会有更直观的认识和了解。此外,我系还定期开展教师学生教学座谈会,深入了解不同年级的学生在专业建设方面的想法,并及时反馈给相关人员,以便对入学教育、实习等内容作出及时的调整。

4 总结

我系对多名系内教师、企业家、工程师共同参与的专题式授课方式进行了有益的探索,结果表明:这样的授课方式最有助于消除大一新生疑虑,帮助其迅速适应大学环境,建立对本专业的认同感,今后,我系将继续深化《通信工程专業导论》的课程改革,完善理论教学和实践教学的方式与方法,以培养适应新疆特别是南疆需要的通信工程方面的专业人才,实现教学改革的最终目标[5]。

参考文献:

[1] 严奉伟,高梦祥,张欣,等.《食品科学与工程专业导论》课程的教学内容与方法探讨[J].长江大学学报:自然科学版,2015(33):81-84.

[2] 王丽芳. “护理发展史“专题学习网站的构建与应用研究[D].广州:南方医科大学,2007.

[3] 曾菊玲,王刚,刘馨琼,等.基于专题研讨的通信工程专业课教学[J].计算机教育,2015(14):107-110.

[4] 蒋霞,周保平.小组讨论式教学在信息论与编码课程中的应用与探索[J]. 吉林省教育学院学报,2014(9):46-47.

[5] 刘文进,杜文才,陈明锐,等.基于 CDIO 理念的电子通信工程导论的教学研究与探讨[J].海南大学学报 自然科学版,2012(4):389-392.

作者:张楠楠 张晓

第4篇:《系统工程导论》教学大纲

课程名称:系统工程导论

学分:3 总学时:48 讲课学时:48 实验学时:0 考核方式:考试 先修课程:《概率论》、《运筹学》 适用专业: 工业工程

开课系或教研室: 工业工程

(一)课程性质与任务

1.课程性质:专业必修(专业核心课) 2.课程任务 1)基本理论:使学生理解系统与系统工程的定义,掌握系统工程方法,确立系统观念。 2)基本知识:掌握系统分析与建模、系统优化及现代优化方法,同时掌握系统评价与决策分析方法。

3)基本技能:掌握系统工程的应用技术,重点掌握网络计划技术与系统可靠性分析技术。

(二)课程教学基本要求

要求学生在学习过程中理解系统的基本特征,学会用系统方法及系统工程方法分析与解决实际问题,关注大型复杂系统工程的分析处理方法。本课程考试采用闭卷形式。

(三)课程教学内容

第一章 绪论

§1-1 系统及系统工程的定义

§1-2 系统工程在系统科学中的地位 §1-3 系统工程的产生与发展 §1-4 系统工程方法论 第二章 系统论基础 §2-1 基本概念 §2-2 一般系统论 §2-3 突变论 §2-4 混沌理论 §2-5 耗散结构理论 §2-6 协同学原理 第三章 *非线性规划 §3-1 Fibonacci法 §3-2 最速下降法 §3-3 罚函数法 第四章 图与网络 §4-1 图的基本概念 §4-2 最短路问题 §4-3 网络最大流 第五章 现代优化方法 §5-1 系统优化方法概述

§5-2 启发式算式和现代优化算法 §5-3 遗传算法 §5-4 大系统的分解与协调 第六章 决策分析

§6-1 决策概述基本要素及分类 §6-2 决策模式与决策过程 §6-3 确定型决策风险型决策 §6-4 不确定型决策多目标决策 §6-5 决策支持系统 第七章 *网络计划法

§7-1 网络图及时间参数 §7-2 关键路线与时差的关系

§7-3 任务按期完成的概率分析与计算 §7-4 网络图调整与优化

§7-5 网络的时间—费用分析与优化 §7-6 图解评审技术—GERT 第八章 *系统可靠性分析

§8-1 可靠性概念及度量指标 §8-2 系统可靠性模型 §8-3 可靠性计算及预估 §8-4 可靠性设计与分配 §8-5 可靠性工程与管理

(四)学时分配表

章序 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 内容 绪 论

系统论基础 非线性规划 图与网络 现代优化方法 决策分析 网络计划法 系统可靠性分析

课时 4 8 6 4 6 6 6 8

备注

(五)教材及参考书

教材:

《系统工程概论》 主编:杨家本 出版社:武汉理工出版, 修订时间:2007 参考书:

1.《系统工程》 主编:王应洛 出版社:机械工业出版社

2.《系统工程方法论》 主编:高志亮 出版社:西安交通大学社出版社

执笔:许德昌 审核:黄鹏鹏

审定:古莹奎 日期:2013年10月10日

第5篇:通信导论

在听完孙强老师讲的第四讲光通信后,我发现对这个课程很感兴趣,希望能够多了解一些关于光通信的知识.于是结合老师讲的,又从网上找到了大量的资料,会从以下几个方面来完成这个研究报告,以加深对于光通信的认识,为以后的学习打下更好的基础. 1.光通信技术简介: 光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长短。因此,它具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。

2.光通信技术的特点和分类:常用的光通信有:

大气激光通信

信息以激光束为载波,沿大气传播。它不需要敷设线路,设备较轻,便于机动,保密性好,传输信息量大,可传输声音、数据、图像等信息。大气激光通信易受气候和外界环境的影响,一般用作河湖山谷、沙漠地区及海岛间的视距通信。

光纤通信

是一种有线通信,光波沿光导纤维传输。光源可以是激光器(又称半导体激光二极管),也可以是发光二极管。光纤通信传输衰减小、容量大、不受外界干扰、保密性好,可用于大容量国防干线通信和野战通信等。 蓝绿光通信

是一种使用波长介于蓝光与绿光之间的激光,在海水中传输信息的通信方式,是目前较好的一种水下通信手段。

红外线通信

是利用红外线(波长 300 ~ 0.76 微米)传输信息的通信方式。可传输语言、文字、数据、图像等信息,适用于沿海岛屿间、近距离遥控、飞行器内部通信等。其通信容量大、保密性强、抗电磁干扰性能好,设备结构简单,体积小、重量轻、价格低。但在大气信道中传输时易受气候影响,传输的距离也就是4000米。

紫外线通信

是利用紫外线(波长 0.39 ~ 60 × 10 微米)传输信息的通信方式。其基本原理与红外线通信相似,与红外线通信同属非激光通信。

因为激光是一种方向性极强的相干光,沿光纤传输是目前最理想的恒参信道。从发展的观点看,激光通信特别是光纤通信将被广泛采用。

3中国光通信市场未来发展的特点:

信息通信技术是当今世界发展速度最快、覆盖范围最广、渗透性最强、应用最广泛的一个高新技术领域,同时也是推动全球信息

通信业发展的主要驱动力量,信息通信技术在经济、社会各个领域的广泛应用,不仅能够减少经济活动的交易费用,大大降低社会运行成本,而且能够促进知识的传播和信息的共享,对于一个国家国民整体素质的提高和经济社会的长远发展也将产生重大的意义。. 网络光化趋势将持续向用户端延伸,FTTH普及只是时间问题。NGN业务特别是高速数据

业务是推动下一代光网络产品和技术发展的根本动力。下一代光网络应该是覆盖了从接入到传输乃至交换各个领域的通信平台,涵盖众多新技术,比如ASON、MSTP、PON等。

2. 光网络设备投资仍将以光城域网和接入网为主,长途骨干网的建设将相对滞后。目前,运营商市场在整体光网络设备中占据了绝大部分的份额。其中宽带业务仍将是目前和未来几年内的主要业务增长点,电信运营商在未来的光网络设备投资仍将以光城域网为主,并逐步转向光接入层面。此外,经过多年的发展之后,随着语音和多媒体数据业务的快速增长,国内主要运营商的骨干网光纤带宽利用率直线上升,已经接近饱和,为此,各大运营商也正着手对自己的长途骨干网进行改造升级。

3. 光网络设备市场竞争将加剧,技术和服务成为众多制造企业的制胜法宝。与无线通信和数据通信领域相比,中国当前的光通信设备市场的竞争更为激烈,技术实力和服务水平已经成为设备厂商参与市场竞争的“敲门砖”。那些仅靠成本价格优势,只能在低端领域占据市场份额而无技术创新的企业已经缺乏持续竞争力,面临着被市场淘汰的严峻考验。特别是在ULH DWDM、ASON和MSTP这三大领域,技术创新已经成为企业参与竞争的最重要砝码。

4. 光模块的发展趋势是小型化、低成本、低功耗、远距离、高速率和热插拔。未来光器件的热点主要集中在三大块,广域网、接入(PON)网络以及LAN/SAN的网络市场,基于MSA模块以及PON网络中的有源器件将是一个非常火爆的市场,同时随着城域接入和数据通信的迅速增长,SFP和XFP器件也将成为供应商卖得最火的产品。

5. 光纤光缆市场将进行大范围的整合和洗牌。我国的光纤光缆市场目前处于竞争无序的状态:光纤企业众多,产能远远大于需求,价格战愈演愈烈,而且产品质量参差不齐。前一段时间搞得沸沸扬扬的“光纤反倾销案”也没根本改变这一现状。中国的光纤光缆产业要想持续健康发展,市场整合势在必行。应该通过各种合理的方式来削减光纤企业的数量,压缩产能。所以光通信在中国的通信市场上有很大的发展空间。

二.对于专业方向的认识,对专业学习的规划,学习方法的思考,本课程的收获和感想:

通过这门课程的学习,我逐渐了解到这是一个内容丰富,前景广阔的专业,包括了像光通信,无线和网络,信息安全等等,就业方向很多:如在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术等等。同时我了解到通信技术的一步步发展,看到科学家们不断的努力和探索一步步获得成功,我想我的学习也应如此。因此,我想在以后的学习中一定要认真,找到适合自己的道路,找到自己最感兴趣的方向,不能盲目的去学习,导致都学得马马虎虎,这样我相信在这个发展前景广阔的专业,通过不断地努力奋斗一定能找到自己的位置,成就自己的梦想。

第6篇:通信导论综述

NorthChina Electric PowerUniversity

内容简介

通信基础知识 二

现代交换技术 三

通信网

移动通讯技术

系别:信息工程系

专业班级:通信12K1班

姓名:XXXXXX 学号:XXXXXXX

2012

24

通信导论综述

概论:

信息技术是当今世界经济社会发展的重要驱动力。电子信息产业是国民经济的战略性、基础性和先导性支柱产业,对于促进社会就业、拉动经济增长、调整产业结构、转变发展方式和维护国家安全具有十分重要的作用。通信业是电子信息产业的重要组成部分。我国《电子信息产业调整和振兴计划》将推进通信业发展作为主要任务之一。

近年来,中国通信业呈现出新的发展特征。随着3G牌照发放,行业转型稳步推进,数据业务的占比迅速提高,移动互联网等新兴业务快速兴起,市场需求正由语音向信息应用转变,并逐渐在各行业中渗透。

现代通信技术是信息技术的一个重要组成部分,是信息化社会的重要支柱。随着信息社会的到来,人们对信息的需求将日益丰富与多样化。现代通信意义上所指的信息已不再局限于电话、电报、传真等单一媒体信息,而是将声音、文字、图像、数据等合为一体的多媒体信息。作为国家信息基础设施的现代通信网,主要包括语音通信领域(固定电话网、移动通信网)、数据多媒体通信领域(基础数据网、IP网络、互联网接入、宽带增值服务)传输网领域(光通信网)等现代通信技术和业务。通信网络的发展趋势是在数字化、综合化的基础上,向智能化、移动化、宽带化和个人化方向发展。

通信技术是伴随着社会信息化水平的提高而发展起来的。通信技术与计算机技术的相互融合,使得通信技术的发展进入了一个新阶段。

一 通信基础知识

通信是指按照达成的协议,信息在人、地点、进程和机器之间进行的传递。电信则指在线缆上或经由打气,利用电信信号或光信号发送和接收任何类型信息(数据、图像、图形和声音)的通信方式。

通信系统的基本模型包括:信息源、发送设备、信道、接收设备、授信者。 从通信网络的系统组成角度,可分为接入、传输、控制与应用4个功能模块。 评价通信系统的信息传输性能的主要质量指标是有效性和可靠性。 通信涉及双方或多方,其中包括点与点、点与端、端与端、以及网络间的信息交互,因此在在通信中需要定统一的各种标准或协议。

现代通信网一般由交换设备、用户终端设备、传输系统按某一结构组成,其各种不同类型,可归纳为业务网和支撑网。

信道是信号传输的途径。按照媒体介可分为有线信道和无线信道。 现代通信的技术发展特征可概括为数字化、综合化、融合化、宽带化、智能化和个人化等基本特征。

通信网在实现了数字化并引入了计算机软硬件之后,已趋向综合化和智能化。数字通信系统是构成现代通信网的基础。

数字通信系统具有抗干扰、抗噪声性能好,差错控制可消除噪声积累,易加密易于与现代技术相结合等优点。

对于数字通信,系统的有效性和可靠性则分别用传输容量(信息速率、码元速率)和传输差错率(误码率、误信率)来衡量。

信源编码是为提高数字通信传输的有效性而采取的一种技术措施。模拟信号经过抽样、量化、编码完成模/数转换,称为脉冲编码调制(PCM)。语音压缩编码与图像压缩编码都是针对信源发送信息所进行的压缩编码。

信道复用是指多个用户同时使用同一信道进行通信,常用体制主要有频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)等。若干多路传输的网或链路间的复连称为复接。数字复接系统由数字复接器和数字分接器两部分构成。把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成单一的合路数字信号的过程称为数字复接,把完成数字复接功能的设备称为数字复接器。在时分制的PCM通信系统中,为了扩大传输容量,提高传输效率,必须提高传输速率。也就是说想办法把较低传输速率的数据码流变换成高速码流。数字复接终端就是这种把低速率码流变换成高速率码流的设备。在接收端把一路复合数字信号分离成各支路信号的过程称为数字分接,把完成这种数字分接功能的设备称为数字分接器。数字复接器和数字分接器和传输信道共同构成了数字复接系统。

通信网络中的数据传输形式基本上可分为两种:基带传输和频带传输。 调制(modulation)就是对信号源的信息进行处理加到载波上,使其变为适合于信道传输的形式的过程,就是使载波随信号而改变的技术。

差错控制是在数字通信中利用编码方法对传输中产生的差错进行控制,以提高数字消息传输的准确性。差错控制方式基本上分为两类,一类称为“反馈纠错”,另一类称为“前向纠错”。在这 两类基础上又派生出一种称为“混合纠错”。

附:电力载波通讯即PLC,是英文Power line Communication的简称。 电力载波是电力系统特有的通信方式,电力载波通讯是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络,只要有电线,就能进行数据传递。

PLC的最大特点:不需要重新架设网络,只要有电线,就能进行数据传递,无疑成为了解决这智能家居数据传输的最佳方案之一。同时因为数据仅在家庭这个范围中传输,束缚PLC应用的5大困扰将在很大程度上减弱,远程对家电的控制我们也能通过传统网络先连接到PC然后再控制家电方式实现,PLC调制解调模块的成本也远低于无线模块。

PLC的应用领域 :目前的应用领域主要集中在家庭智能化,公用设施智能化(比如远程抄表系统,路灯远程监控系统等)以及工业智能化(比如各类设备的数据采集)。在技术上,电力载波通讯不再是点对点通讯的范畴,而是突出开放式网络结构的概念,使得每个控制节点(受控设备)组成一个网络进行集中控制,目前在电力载波应用上具有网络协议及网络概念的企业不多,国外的有Echelon公司的Lonworks网络,国内的有KaiStar(凯星电子)电力载波远程智能控制系统,Raisecom(瑞斯康达)公司的瑞斯康达智能控制网络。他们的网络协议都是根据国际标准协议EIA709.1,EIA709.2编写的。

二 现代交换技术

交换技术是通信网中的核心技术。交换技术正朝着智能化的方向演进,从最初的第2层交换发展到第3层交换,目前已经演进到网络的第7层应用层的交换。其根本目的就是在降低成本的前提下,保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展,最终达到网络的智能化管理。

1.分组交换也称为包交换。分组交换方式不是以电路连接为目的,而是以信息分发为目的。分组交换机将用户要传送的数据按一定长度分割成若干个数据段,这些数据段叫做“分组”(或称包)。传输过程中,需在每个分组前加上控制信息和地址标识(即分组头),然后在网络中以“存储——转发”的方式进行传送。到了目的地,交换机将分组头去掉,将分割的数据段按顺序装好,还原成发端的文件交给收端用户,这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。这一过程类似于我们平常的邮寄信件,人们把写好的信用信封包装起来,然后在信封上写上接收人的地址和姓名,就相当于分组头中的路由控制信息;信封好后投入邮筒,由邮局进行分拣,发往不同的地点,最后送到接收人的手中;接收人打开信件阅读,如同分组中的拆包。这整个过程如同分组交换过程,只不过分组交换为了把信息准确地、可靠地、高速地传到对方,技术上要复杂得多。此外,还要加上地址域和控制域,用以表示这段信息的类型和送往何方,再加上错误校验位以检验传送过程中发生的错误。分组交换的任务是,从各个入端读入数据分组,根据它们上面的地址域和控制域,来把它们分发到各个出端上。

分组交换的特点有:①分组交换方式具有很强的差错控制功能,信息传输质量高。②网络可靠性强。在分组交换网中,“分组”在网络中传送时的路由选择是采取动态路由算法,即每个分组可以自由选择传送途径,由交换机计算出一个最佳路径。因此,当网内某一交换机或中继线发生故障时,分组能自动避开故障地点,选择另一条迂回路由传输,不会造成通信中断。③分组交换网对传送的数据能够进行存储转发,使不同速率、不同类型终端之间可以相互通信。④由于以分组为单位在网络中进行存储转发,比以报文为单位进行存储转发的报文交换时延

要小得多,因此能满足会话型通信对实时性的要求。⑤在分组交换中,由于采用了“虚电路”技术,使得在一条物理线路上可同时提供多条信息通路,即实现了线路的统计时分复用,线路利用率高。⑥分组交换的传输费用与距离无关,不论用户是在同城使用,还是跨省使用,均按同一个单价来计算。因此,分组网为用户提供了经济实惠的信息传输手段。

2.ATM交换技术 ATM (Asynchronous Transfer Mode)是异步传输模式,是国际电信联盟ITU-T制定的标准。实际上在20世纪80年代中期,人们就已经开始进行快速分组交换的实验,建立了多种命名不相同的模型,欧洲重在图像通信,把相应的技术称为异步时分复用(ATD);美国重在高速数据通信,把相应的技术称为快速分组交换(FPS);国际电联经过协调研究,于1988年正式命名为Asynchronous Transfer Mode (ATM)技术,推荐其为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。

ATM网的特点:灵活性、高速、多业务、可靠性以及安全性。ATM在商业领域的应用有两大类,即多媒体和高速数据。多媒体应用主要包括有会议电视、职业教育和技术培训、电子信箱、桌面合作工作组、居家办公、远程医疗、远程勘探等;高速数据应用主要涉及局域网(LAN)互连和数据网合

3.软交换 软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关(传输层)中分离出来,通过软件实现基本呼叫控制功能,包括呼叫选路、管理控制、连接控制(建立/拆除会话)和信令互通,从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离,为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。与此同时,软交换还将网络资源、网络能力封装起来,通过标准开放的业务接口和业务应用层相连,从而可方便地在网络上快速提供新业务。

软交换位于网络控制层,通过与媒体层网关的交互,接收处理中的呼叫相关信息,指示网关完成呼叫。其主要任务是在各点之间建立关系,这些关系可以是简单的呼叫,也可以是一个较为复杂的处理。软交换技术主要用于处理实时业务,如话音业务、视频业务、多媒体业务等,此外还提供一些基本补充业务,与传统交换呼叫控制和基本业务的提供非常类似。

软交换概念一经提出,很快便得到了业界的广泛认同和重视,ISC(International SoftSwitch Consortium)的成立更加快了软交换技术的发展步伐,软交换相关标准和协议得到了IETF、ITU-T等国际标准化组织的重视。经过几年发展,软交换技术在标准化和产业化方面均取得了长足进展,一些协议如H.

323、MGCP等不断完善,BICC、SIP/SIP-T等新协议不断推出,一些基于软交换技术的产品逐步走向实用化阶段,使软交换成为NGN最为活跃和热门的话题。

三 通信网

1.计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。

发展过程

第一代计算机网络---远程终端联机阶段

第二代计算机---计算机网络阶段

第三代计算机网络---计算机网络互联阶段 第四代计算机网络---国际互联网与信息高速公路阶段 几种主要计算机网络 (1) 局域网

(Local Area Network;LAN) 通常我们常见的“LAN”就是指局域网,这是我们最常见、应用最广的一种网络。现在局域网随着整个计算机网络技术的发展和提高得到充分的应用和普及,几乎每个单位都有自己的局域网,有的甚至家庭中都有自己的小型局域网。很明显,所谓局域网,那就是在局部地区范围内的网络,它所覆盖的地区范围较小。局域网在计算机数量配置上没有太多的限制,少的可以只有两台,多的可达几百台。一般来说在企业局域网中,工作站的数量在几十到两百台次左右。在网络所涉及的地理距离上一般来说可以是几米至10公里以内。局域网一般位于一个建筑物或一个单位内,不存在寻径问题,不包括网络层的应用。

这种网络的特点就是:连接范围窄、用户数少、配置容易、连接速率高。目前局域网最快的速率要算现今的10G以太网了。IEEE的802标准委员会定义了多种主要的LAN网:以太网(Ethernet)、令牌环网(Token Ring)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及最新的无线局域网(WLAN)。

(2)城域网

MAN(Metropolitan Area Network) 这种网络一般来说是在一个城市,但不在同一地理小区范围内的计算机互联。这种网络的连接距离可以在10 ̄100公里,它采用的是IEEE802.6标准。MAN与LAN相比扩展的距离更长,连接的计算机数量更多,在地理范围上可以说是LAN网络的延伸。在一个大型城市或都市地区,一个MAN网络通常连接着多个LAN网。如连接政府机构的LAN、医院的LAN、电信的LAN、公司企业的LAN等等。由于光纤连接的引入,使MAN中高速的LAN互连成为可能。

(3) 广域网

(Wide Area Network;WAN) 这种网络也称为远程网,所覆盖的范围比城域

网(MAN)更广,它一般是在不同城市之间的LAN或者MAN网络互联,地理范围可从几百公里到几千公里。因为距离较远,信息衰减比较严重,所以这种网络一般是要租用专线,通过IMP(接口信息处理)协议和线路连接起来,构成网状结构,解决循径问题。这种城域网因为所连接的用户多,总出口带宽有限,所以用户的终端连接速率一般较低,通常为9.6Kbps ̄45Mbps 如:邮电部的CHINANET,CHINAPAC,和CHINADDN网。

2. 无线网

随着笔记本电脑(notebook computer)和个人数字助理( Personal Digital Assistant,PDA)等便携式计算机的日益普及和发展,人们经常要在路途中接听电话、发送传真和电子邮件阅读网上信息以及登录到远程机器等。然而在汽车或飞机上是不可能通过有线介质与单位的网络相连接的,这时候可能会对无线网感兴趣了。虽然无线网与移动通信经常是联系在一起的,但这两个概念并不完全相同。表1 - 2给出了它们之间的对比。例如当便携式计算机通过P C M C I A卡接入电话插口,它就变成有线网的一部分。另一方面,有些通过无线网连接起来的计算机的位置可能又是固定不变的,如在不便于通过有线电缆连接的大楼之间就可以通过无线网将两栋大楼内的计算机连接在一起。

无线网特别是无线局域网有很多优点,如易于安装和使用。但无线局域网也有许多不足之处:如它的数据传输率一般比较低,远低于有线局域网;另外无线局域网的误码率也比较高,而且站点之间相互干扰比较厉害。用户无线网的实现有不同的方法。国外的某些大学在它们的校园内安装许多天线,允许学生们坐在树底下查看图书馆的资料。这种情况是通过两个计算机之间直接通过无线局域网以数字方式进行通信实现的。另一种可能的方式是利用传统的模拟调制解调器通过蜂窝电话系统进行通信。目前在国外的许多城市已能提供蜂窝式数字信息分组数据( Cellular Digital Packet Data,C D P D)的业务,因而可以通过C D P D系统直接建立无线局域网。无线网络是当前国内外的研究热点,无线网络的研究是由巨大的市场需求驱动的。无线网的特点是使用户可以在任何时间、任何地点接入计算机网络,而这一特性使其具有强大的应用前景。当前已经出现了许多基于无线网络的产品,如个人通信系统( Personal CommunicationS y s t e m,P C S)电话、无线数据终端、便携式可视电话、个人数字助理( P D A)等。无线网络的发展依赖于无线通信技术的支持。目前无线通信系统主要有:低功率的无绳电话系统、模拟蜂窝系统、数字蜂窝系统、移动卫星系统、无线L A N和无线WA N等。

3. 下一代网络(Next Generation Network),又称为次世代网络。主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供多媒体业务,整合现有的市内

固定电话、移动电话的基础上(统称FMC),增加多媒体数据服务及其他增值型服务。其中话音的交换将采用软交换技术,而平台的主要实现方式为IP技术,逐步实现统一通信其中voip将是下一代网络中的一个重点。为了强调IP技术的重要性,业界的主要公司之一思科公司(Cisco Systems)主张称为IP- NGN是一个分组网络,它提供包括电信业务在内的多种业务,能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术,实现业务功能与底层传送技术的分离;它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入,并支持通用移动性,实现用户对业务使用的一致性和统一性。它是以软交换为核心的,能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构,代表了通信网络发展的方向。NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系,融合固定与移动业务等等特征

四 移动通信技术

1.定义 移动通信(Mobile communication)是移动体之间的通信,或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人,也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。

2.发展历程 移动通信系统从20世纪80年代诞生以来,1995年问世的第一代模拟制式手机(1G)只能进行语音通话;1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机(2G)便增加了接收数据的功能,如接收电子邮件或网页;2009年中国市场上出现3G手机,其实,3G并不是2009年诞生的,早在2002年国外就已经产生3G了,而中国也于2003年开发中国的3G,但2009年才正式上市。到2020年将大体经过5代的发展历程,而且到2010年,将从第3代过渡到第4代(4G)。到4G,除蜂窝电话系统外,宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统(ITS)和同温层平台(HAPS)系统将投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。

3.特点:(1)移动性。 (2)电波传播条件复杂。(3)噪声和干扰严重。

(4)系统和网络结构复杂。 (5)要求频带利用率高、设备性能好。 4.通信优点

(1)系统容量大。在CDMA系统中所有用户共用一个无线信道,当有的用户不讲话时,该信道内的所有其它用户会由于干扰减小而得益。CDMA数字移动通信系统的容量理论上比模拟网大20倍,实际上比模拟网大10倍,比GSM大4至5倍。

(2)通信质量好。CDMA系统采用确定声码器速率的自适应阈值技术、高性能纠错编码、软切换技术和抗多径衰落的分集接收技术,可提供TDMA系统不能比拟的、极高的通信质量。

(3)频带利用率高。CDMA是一种扩频通信技术,尽管扩频通信系统抗干扰性能的提高是以占用频带带宽为代价的,但是CDMA允许单一频带在整个系统区域内可重复使用,使许多用户共用这一频带同时通话,大大提高了频带利用率。这种扩频CDMA方式虽然要占用较宽的频带,但按每个用户占用的平均频带来计算,其频带利用率是很高的。

(4)适用于多媒体通信系统。CDMA系统能方便地使用多码道方式和多帧方式,传送不同速率要求的多媒体业务信息,处理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式灵活、简单,利于多媒体通信系统的应用。

(5)手机发射功率低。CDMA系统通过功率控制,使得CDMA手机尽量降低发射功率,以减少干扰和提高网络容量。

(6)频率规划灵活。用户按不同的码序列区分,扇区按不同的导频码区分,相同的CDMA载波可以在相邻的小区内使用,因此CDMA网络的频率规划灵活,扩展方便。

5.移动通信的关键技术

(1)分集技术(2)调制技术(3)均衡技术(4)信道编码技术(5)跳频技术 (6).直接序列扩频技术(7)智能天线技术(8)码分多址技术

光导纤维通信就是利用光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。

附:光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文,他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维,能作为通信媒质。从此,开创了光纤通信领域的研究工作。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。0.85微米波段的多模光纤为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统,即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率,用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。新系统中,相干光纤通信系统,已达现场实验水平,将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。在该系

统中加上光纤放大器有可能实现极高速率和极长距离的光纤通信。

结束语

经过这一段的导论学习,我了解了很多。从刚开始的迷茫到如今对我们专业课的深刻认识,使我对通信方面的知识产生了极大的兴趣和渴望。也让自己的目标更加明确了,每次导论课学习都会收获新的感悟,使我感到很充实。我明白了我很喜欢自己的专业——通信工程,我也会不时的去阅读关于通信方面的书籍,来开阔自己的眼界、丰富自己的视野。我相信这会对我以后的专业课学习产生深远的影响,我也会一直奋斗下去。沿着正确的方向坚持走下去,肯定会有所收获。相信通过自己的不懈努力,也一定会有自己的成就。

通信12K1班 魏少 2012.11.24 附录:参考文献

张淑娥 孔英会 高强 .电力系统通信技术(第二版).北京.中国电力出版社.2009. 王兴亮主编.现代通信原理与技术.电子工业出版社. 北京.2009. 严晓花编著.现代通信技术基础 (第2版).北京.清华大学出版社.2010.

第7篇:通信导论论文

课程:通信导论学院:物理与电子工程学院专业:通信工程班级:姓名:郁琳学号:成绩:

2011级7班

2011070759 通信专业学习及自我规划

【摘要】:通信工程是新兴的一门信息科学技术,在如今这个高科技技术迅速发展的现代化社会,通信工程具有极广阔的发展前景,也是人才严重短缺的专业之一。本专业本着加强基础、拓宽专业、跟踪前沿、注重能力培养的指导思想,培养德、智、体全面发展,具有扎实的理论基础和开拓创新精神,能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中,从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。我们学习这门学科首先要学好基础知识,电路、模电、数电这些课程要认真学习,并且学好数学为以后的学习与研究打下基础。另外我们应该时时关注社会上此领域技术的发展趋向,也为以后的深入研究做好准备。并且,通信技术要求我们熟练掌握计算机技术,具有较强的动手能力,理论与实践并进,产生对此专业的兴趣,逐步深入。

一、 通信技术概论

通信工程(Communication Engineering)专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景,也是人才严重短缺的专业之一。本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。毕业后可从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的研究,设计和通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作。近年来的毕业生集中在通信系统、高科技开发公司、科研院所、设计单位、金融系统、民航、铁路及政府和大专院校等。本专业本着加强基础、拓宽专业、跟踪前沿、注重能力培养的指导思想,培养德、智、体全面发展,具有扎实的理论基础和开拓创新精神,能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中,从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。通信技术是以现代的声、光、电技术为硬件基础,辅以相应软件来达到信息交流目的。 上个世纪末,多媒体的广泛推广、互联网的应用极大地推动了通信工程专业的发展,展望这个世纪初期,宽带技术、光通信也已经崭露头角。通信工程专业所研究的内容涵盖了当今最流行、发展最迅猛的领域。在美国发展速度最快的公司中,像Cisco(思科)、3Com等都是以通信技术作为其发展的主体,Cisco的总裁更是成为全球财富增长最快的人。在我国,不光是老牌的IT厂商联想提供了大量的网络服务,有“巨大中华”之称的通信产业四大企业(巨龙、大唐、中兴、华为)业绩也非常惊人,其良好的发展前景、宽松的发展环境、现代化的企业管理已成为毕业生们择业的首选。通信工程专业主要为研究信号的产生、信息的传输、交换和处理,以及在计算机通信、数字通信、卫星通信、光纤通信、蜂窝通信、个人通信、平流层通信、多媒体技术、信息高速公路、数字程控交换等方面的理论和工程应用问题。

二、 通信专业学习及自我规划

虽然通信工程是我的第一志愿,但是当初只是觉得名字比较洋气,对这门学科并无过多的了解。开始了大学学习后,通信导论的学习给了我一定的启发,通信并不是我原本所理解的简单的电话、电脑传播信息的原理,它还涉及到很多运用原理与技术,需要我们掌握多方面的知识。

在老师与学长们的引导下,综合了大学总体教学安排,我认为,大一大二的时候要对本专业有充分的了解与认识。首先要了解:电类专业可分为强电和弱电两个方向,具体为电力工程及其自动化(电力系统、工厂供变电等)专业属强电,电气工程及其自动化以强电为主弱电为辅,电子、通信、自动化专业以弱电为主。其他更进一步的细分要进入研究生阶段才划分。但无论强电还是弱电,基础都是一样的。所以呢,学好高数是很重要的,以后的信号处理、电磁场、电力系统、DSP等不同方向的专业课都用得着。专业基础课最重要的就是电路分析、模拟电路、数字电路。这3门课一定要学好。这3门课一般都是大一下学期到大三上学期开设,对大多数对电子知识还了解不多的同学来说,通常是学得一知半解,迷迷糊糊。所以,最好是在开课之前或是开课的同时读一两本通俗浅显的综合介绍电子知识的书籍,对书中的知识你不需要都懂,能有个大致感觉就行。

对这种入门读物的选择很重要,难了看不懂可能兴趣就此丧失或备受打击,反而事与愿违。所以我觉得应该选择一些老师和学长们推荐的使用书籍,即讲解详细全面又容易理解,由浅入深,让我们逐渐对通信技术产生兴趣,由“被学习”完成到“学习”的进化过程。

若是大学四年尽是看书就成了书呆子了,而且对于我们这种专业,以后工作只能是纸上谈兵,还有哪个公司敢要呢?所以呢,在看书学习积累的理论基础上,我们更多的需要培养自己的动手能力,除了看书,还要足够重视动手实践。电路、模电、数电这些课程进行的同时都会同时开设一些试验课,珍惜这个动手机会好好弄一弄,而不要把它当作一个任务应付了事。听闻,在大学中拷贝别人的试验结果也是蔚然成风,特别是几个人一个小组的实验,那就是个别勤奋好学的在那折腾,其他人毫不用心地等着出结果。

曾经听我姐认识的一个电子科大通信工程毕业的一个学长说,他的很多朋友在毕业后公司面试时连两块电路板都连接不好,所以动手能力对于我们这一行是非常重要的。我们大学有设备齐全的实验室,我们学院也有专属的实验大楼,既然学校花重金为我们提供了如此好的一个学习和做实验的环境,我们更应该充分利用这些资源,锻炼自己,掌握更多的使用技术,并且从实验中找到兴趣,由任务转变成一种自主学习的乐趣,真正全身心的投入到实验中去,并有投身科研的趋向。所以我们要学习应用相关的知识。

有志者事竟成。我相信,凭着我对理科的热爱和对通信技术的好奇心与求知欲,努力学好基础理论知识,并在此基础上培养自己的动手能力,选择兴趣研究方向,立下远大的志向,并一步一步地去践行。为自己未来的发展打下基础,也为献身于祖国的通信事业做好准备!

第8篇:通信导论总结

通过几节导论课的学习,我们可谓是第一次对我们所学的通信专业有了虽初步却全面的了解,我们的老师——或说是导师,用不同的方式,在各自专长的通信专业领域,给我们上了一节又一节的生动有趣的导论课,在我们还没开导论课师,就听说别的专业,别的学院的同学说,导论课特别没意思,老是只有老师在上面讲,下面的人在做自己的事情。我想,当我的导论课上完后,我可以很自豪的说,我们通信的导论课就是不一样!每一次,上完课,我心中都会有很多的问题,很是有一种迫切想知道更多有关该领域的东西,我觉得,我们通信的魅力所在,便在于它的世界时如此的缤纷多样,它所涉及的领域是那么的广阔!虽说对于我们这些大一的新生而言,有很多东西我们还不懂,有的专业名称,专业技术,专业方向什么的,听起来真让人有种雾里看花,一知半解的感觉,可恰恰是这种感觉让我们有更进一步去了解它,研究它的欲望和动力。我想,导论课的真正意义就在于此——不是要教会我们多少东西,而是用一种引导的过程,给我们一种启发、一种思考、一种概念、一种大致的方向!

说是在的,在导论课上,在通信工程的好几个领域上,导师的简介、讲解让我想到了很多东西:讲电信网络与网络融合时,老师讲到了物联网,三网合一等我以前有所耳闻的名称,我会想到很多未来的家居智能化,还有漫画中的全智能世界的设想;讲到无线与移动通信时我忽然何有感触,因为我本来选择这个专业,就是因为自己的一个梦想:自己要使全国每一个角落都实现比现在更方便、更畅通的通信,让那些偏远的山区,都能享受到便宜、优质的通信,我想,要想在我这个梦想上有所建树,非依靠无线与移动通信不可!因为这是覆盖面积最广、最容易大范围布设和控制的通信方式(我的这点认识可能有所偏差); 当讲到光通信,我更是浮想联翩,下课后我跟老师在教室中聊了将近30分钟,我把自己的一些设想比较清晰的向老师陈述了一下,问了老师很多问题,老师也对我的问题,我的看法给出了指导,也跟我说了不少其他的知识和一些他自己的构想,他的一句话让我非常感慨:如果说未来,现在的有线通信、无线通信会被一种东西取代,那必然是光通信!我觉得自己上完光通信导论,真有一种顿悟的感受,我觉得老师真的让我想到了很多很多,对未来有一种莫名的憧憬和决意:自己一定要在光通信的领域中有所建树!

虽然以上所说的可能有点琐碎,有点幼稚,可是这确实是我在导论课上的真实想法和真实感受,我觉得我在导论课上获得的东西会在以后的四年或更远的未来中,给予我一种强大的动力,我记得有一句古希腊名言是:人第一次认识自己,便意味着人性的觉醒。我想置于我们,对于自己专业的第一次认识,便是我们作为一个通信人的第一次觉醒!不管多年以后,我们各自会走上什么道路,从事什么职业,研究什么领域,我们的生命中早已留下这一种觉醒的印记!

其实,除了各个领域的导师给我们讲的具体的领域知识,发展和相关问题,让我们了解了各种领域的不同类型、不同特色的技术外,我觉得我们的第

一、二节课,刘颖老师给我们讲的东西会让我有更多的思考,虽说刘颖老师没有给我们讲太多很专业的名称呀,技术呀,

只是全面的给我们讲了通信的历史,给我们描绘了一幅通信的大体蓝图,可是就是刘颖老师,让我们第一次了解了:什么叫通信?(通信发展的历史沿革、通信工程专业的由来等历史知识),通信工程专业的专业方向有哪些?本专业与学院的自动化、电子科学技术有何不同?专业基础课程有哪些?专业课程有哪些?主要内容是什么?我觉得,这一节课中, 刘颖老师提到的许多东西,许多基础性的东西,多是非常重要的,这些是我们的专业的基石、我们的根!如果不知道什么叫通信,我们的课程设置时怎样的,我们根本无法去规划自己的学习,去确立自己的方向。

此外,刘颖老师给我们讲解了我们专业的培养计划,其中我有一些很深的感触。

培养计划中提到了我们的专业定位:作为国家级特色专业,依托“通信与信息系统”和“信号与信息处理”国家级重点学科,定位于“国际知名,国内一流”水平,确保在国内同类专业中处领先地位,并不断提高国际知名度。以及我们的培养目标:定位于“宽口径、厚基础、重个性、强能力、求创新”的人才培养目标------我觉得这样的专业定位和培养目标,让我有种很强烈的使命感,我觉得我们通信人从一开始就背负着一些历史的重任——通信时现今世界最必不可少的领域之一,未来,它的发展必然更快、更强!那么作为通信人,我们应该怎么去味通信的发展做出自己的贡献?应该怎么在这个领域,实现自己的人生意义?应该如何依托我们的母校,把我们的专业做大做强?虽说我们现在还没有这种实力,可是志需有始立!没有真正远大的目标,没有清晰的对自己的定位,对自己专业的定位,我们如何在人生的道路上正确选择?

导论课上,给了我太多太多,让我初步找到了人生的方向,学习的目标,前进的动力。我愿意用我的四年,未来乃至一生,去实践我自己的理想,去努力专研,在通信领域上实现自己的目标,实现自己的人生意义。

通信1007

陈宇鸿

第9篇:通信导论大作业

查阅资料,对通信工程专业中光纤通信方向、无线通信方向、网络与交换方向、多媒体通信方向的发展进行简要的综述。(不含图标,文字限在6000字左右))

通信工程专业导论大作业

不知不觉,8周的专业导论课程就要结束了。回顾这8次课,可谓是受益匪浅。我是一名转专业的学生。一年半前,由于种种原因,入学时进入了一个当时自己并不是很感兴趣的学院——机电学院。入学时,自己就下定决心好好学习。终于,机会来了。大一下学期时,我报名参加转专业考试,经过笔试和面试,我如愿以偿的进入交大中最强的学院——电子信息工程学院,并荣幸的能够加入通信工程专业。但说实话,当时对这个专业的认识还不是很清晰。经过半个学期的专业导论的学习,我终于对所学专业有了一个全面系统的认识,我感到收获很多。更重要的是,通过这次的专业导论的学习,我明白了当初的选择是正确的,我不后悔,我将义无反顾的、一步一步踏踏实实在通信工程这条道路上走下去,争取有所成就与建树。下面就简要介绍一下这几次在通信导论课程上学到的知识吧。

一. 无线通信方向

无线通信(Wireless communication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式,近些年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。

1864 年,英国物理学家麦克斯韦(詹姆斯•克拉克•麦克斯韦)从理论上证明了电磁波的存在;1876 年,德国物理学家赫兹(海因里希•鲁道夫•赫兹)用实验证实了电磁波的存在;1900 年,意大利电气工程师和发明家马可尼(伽利尔摩•马可尼)等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功,1901年,马可尼又成功地将讯号传送到了大西洋彼岸的美国——科学家们发现了可以改变世界的一把“钥匙”,此后的时间,这个世界将进入无线电通信时代。

目前,无线通信系统主要有六种。

1. 蜂窝移动通信系统

概念:蜂窝是指把一个通信服务区域分为若干个小无线覆盖区, 每个小区的半径在0.5~20 km左右,用户容量可达上千个。每个小区设置一个基站, 负责本区移动台的联系和控制, 各个基站通过移动业务交换中心相互联系, 并与市话局连接。

特点:具有信息流双向、用户可以位于网络的任何地方、用户可以主呼可以被呼等特点。 分类:第一代蜂窝移动通信系统AMPS、第二代蜂窝移动通信系统 GSMCDMA、第三代蜂窝移动通信系统TD-SCDMAWCDMACDMA2000等等类型。

蜂窝移动通信的市场:1.GSM:全球应用最广;2.UMTS:市场发展的核心趋动力;3.CDMA:成熟并极具潜力

未来:1.设备模块化和平台化:迈向SDR;2.IP化:实现宽带、ALLIP基站及端到端ALLIP;3.绿色网络:实现可持续发展,保护环境;4. 链接:蜂窝市场增长的驱动力 2. 微波通信系统 概念:微波通信是利用微波作为载波来携带信息并通过电波空间进行传输的一种无线通信方式。

特点:抗干扰能力强,线路噪声不累积;保密性好;设备体积小,功耗低;组网灵活,建设周期短、成本低;对于地面远距离通信,采用“中继”传输 分类:地面微波中继通信、一点对多点微波通信、微波散射通信 3. 广播/电视通信系统

概念:通过无线电波或通过导线向广大地区播送音响、图像节目的传播媒介,统称为广播。只播送声音的,称为声音广播;播送图像和声音的,称为电视广播。 特点:信息单向传输;所有用户接收的相同;信息连续发送 分类:调幅广播(中波,短波);调频广播;电视 4. 卫星通信系统

概念:利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波,在两个或多个地球站之间进行的通信。

特点:通信距离远,建站成本与通信距离无关;以广播方式工作,便于实现多址连接;通信容量大,传输的业务类型多;可以自发自收进行监测

分类:静止轨道卫星(GEO);低轨道卫星(LEO);中轨道卫星(MEO) 5. 无线局域网

概念:无线局域网(WLAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,用无线方式将计算机连接到因特网。

特点:传输数据率高;分组数据传输;802.11b、802.11a、802.11g 技术要求:1)可靠性:无线局域网的系统分组丢失率应该低于10-5,误码率应该低于10-8。

(2)兼容性:对于室内使用的无线局域网,应尽可能使其跟现有的有线局域网在网络操作系统和网络软件上相互兼容。

(3)数据速率:为了满足局域网业务量的需要,无线局域网的数据传输速率应该在1Mbps以上。

(4)通信保密:由于数据通过无线介质在空中传播,无线局域网必须在不同层次采取有效的措施以提高通信保密和数据安全性能。

(5)移动性:支持全移动网络或半移动网络。

(6)节能管理:当无数据收发时使站点机处于休眠状态,当有数据收发时再激活,从而达到节省电力消耗的目的。

(7)小型化、低价格:这是无线局域网得以普及的关键。 (8)电磁环境:无线局域网应考虑电磁对人体和周边环境的影响问题。 技术:跳频技术 (FHSS);直接序列展频技术 (DSSS);FHSS VS DSSS调变差异 6. 短距离无线通信系统

概念:短距离无线通信技术的范围很广,在一般意义上,只要通信收发双方通过无线电波传输信息,并且传输距离限制在较短的范围内,通常是几十米以内,就可以称为短距离无线通信。

特征:低成本、低功耗、对等通信

主流的短距离无线通信技术:DECT、IR、Bluetooth、RFID、Zigbee、UWB、Ad-hoc

与此同时,我们还要意识到我们仍面临许多问题:

1. 传输的开放性导致信号的衰落和干扰:传输的开放性越大,对信号的衰落和干扰影响就越大。

2. 时间扩展和频率扩展 3. 频率选择性和时间选择性衰落 4. 角度扩展带来空间选择性衰落 5. 同频道干扰和邻频道干扰

6. 频率资源受限:频谱有限,指配应用;特性不同,不同应用

7. 覆盖范围和频率的关系:频率和距离成反比,且满足Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)关系

8. 低的发射功率:下一代无线通信系统的要求:信息速率高达100Mbps~1Gbps;工作频率提高到5GHz或更高;传统传输方式无法满足,当2GHz、2Mbps时,GSM 的基站需要43dbm(19-20w)的发射功率, GSM手机需要2w的发射功率,CDMA的基站需要38dbm(6-7w) 的发射功率, CDMA手机需要0.2w的发射功率

二.网络与交换方向

这里的要探讨的网络指的是各种各样的网络,但更侧重于电信网络。电信网络指的是运营商为公众用户提供通信服务的运营的通信网络。

最早建立的电信网络是电话网,1878年在美国发明磁石式交换机,1900年在美国发明Stroger步进式交换机,1919年在瑞典发明纵横式交换机,1965年在美国发明程控交换,1970年在法国发明数字程控交换机。

随后,又建立了移动电话网,它的终端移动,与固定电话网互连。大大提高了通信效率和便捷度。

最早的数据通信网是电报通信网,在这里,我们需要明确一点:电信的发展是先有电报后有电话,其中电报网基于数字技术,而电话网是从模拟起步的。但随着时代的推移,技术的进步,电报网逐渐被电话网取代。与此同时,电话网上也实现了数据通信:传真(图像)。就20世纪70年代可利用的业务而言,电话网称得上是多业务的综合网。

此外,通信网络还包括广播电视网等。广播电视网由无线广播电视网、卫星广播电视网、有线cable电视网等构成。

通信网络的未来发展方向: 1 走向宽带IP网

2 走向多协议标签交换网(MPLS) 3 走向ATM网络

下面再介绍一下交换的知识。

交换(switching)是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。广义的交换机(switch)就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。交换是在用户间有目的地传递信息,数据交换就是数据转接。交换网络是完成语音或者数据交换的网络,是电信基础设施,包括语音交换网络和数据交换网络。

计算机网络与通信网络中使用的交换技术有:电路交换、分组交换、IP交换、ATM交换、软交换、移动交换、光交换等等。

交换机的分类:从广义上来看,网络交换机分为两种:广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域,提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络,用于连接终端设备,如PC机及网络打印机等。从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。各厂商划分的尺度并不是完全一致的,一般来讲,企业级交换机都是机架式,部门级交换机可以是机架式(插槽数较少),也可以是固定配置式,而工作组级交换机为固定配置式(功能较为简单)。另一方面,从应用的规模来看,作为骨干交换机时,支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机,支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机,而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。本文所介绍的交换机指的是局域网交换机。

交换机通过以下三种方式进行交换:1) 直通式2) 存储转发3) 碎片隔离。 最后简略的概括一下交换机的基本功能:

1. 像集线器一样,交换机提供了大量可供线缆连接的端口,这样可以采用星型拓扑布线。

2. 像中继器、集线器和网桥那样,当它转发帧时,交换机会重新产生一个不失真的方形电信号。

3. 像网桥那样,交换机在每个端口上都使用相同的转发或过滤逻辑。

4. 像网桥那样,交换机将局域网分为多个冲突域,每个冲突域都是有独立的宽带,因此大大提高了局域网的带宽。

5. 除了具有网桥、集线器和中继器的功能以外,交换机还提供了更先进的功能,如虚拟局域网(VLAN)和更高的性能。

三.多媒体通信方向 多媒体通信是指在多媒体网络上对用多种媒体(包括文本、声音、图形、图像及视频)表示的、机器可以处理的信息进行显示、存储、检索、交换和传输。实现多媒体通信的4个基本要素是高效率、 综合化的多媒体信息加工处理系统;高效率、大容量的多媒体数据库;综合化、多功能的多媒体终端;以及高速率、综合化的通信网络。

和电话、电报、传真、计算机通信等传统的单一媒体通信方式比较,利用多媒体通信,相隔万里的用户不仅能声像图文并茂地交流信息,分布在不同地点的多媒体信息,还能步调一致地作为一个完整的信息呈现在用户面前,而且用户对通信全过程具有完备的交互控制能力。

多媒体通信向人们传送的信息包罗万象,人们在各种场合,从各种终端上获得的信息今后都可以从多媒体终端上获取。多媒体通信的应用主要有以下一些方面。

1 可视电话

多媒体通信的初级形式主要是可视电话,相距遥远的用户能够在通话的同时看到对方的形象,并传输所需的各种媒体信息。

2 计算机支持的协同工作(CSCW)

多媒体通信技术不仅能让处于不同地点的多个用户通过屏幕看到对方的形象,自由地交谈,而且还能在双方的屏幕上同时显示同一文件,对同一文件或图表展开讨论,进行修改,在达成协议后再存储或打印出来。一切复杂的、需要面对面讨论的问题,都可以在短短的十几分钟内解决。这样,人们就可以在家中办公,不用为上下班花费时间,从而可大大地减少交通负担,进一步提高工作效率。

3 视频会议(Video Conference)

视频会议系统是多媒体通信的重要应用之一。其基本功能是利用多媒体计算机系统,将反映各个会场的场景、人物、图片、图像以及讲话的相关信息,同时进行数字化压缩,根据视频会议的控制模式,经过数字通信系统,向指定方向传输。与此同时,在各个会议场点的多媒体计算机上,通过数字通信系统,实时接收,解压缩多媒体会议信息,并在显示屏上实时显示出指定会议参加方的现场情况,取得实时沟通的效果。

4 远程医疗服务

以多媒体技术为主体的综合医疗信息系统是医药卫生保健信息化、自动化的重要标志。它能将医务人员的医务活动输入到以计算机为主体的各种设备中。医务人员也可以通过这些设备充分利用各种形式的多媒体信息资源,以提高医疗效率和质量,直到实现医疗的自动化和智能化。

5 教学与培训

多媒体通信可以让学生接受异地教师生动活泼的教育。学生与教师可以利用各自的多媒体终端进行“面对面”的教学活动,达到双向沟通的目的。

6 多媒体邮件

多媒体邮件是在电子邮政的基础上发展起来的,它能将数据、声音、图像等合在一起发送。用户可以查询多媒体邮件的状态,并对邮箱的信息内容实施控制。今后的多媒体邮件还能提供媒体的转型应用,即邮件以一种形式发送,而以另一种形式阅读。例如,一份以图像传真形式发送的文件,在阅读时则用光学字符阅读器来读取。

7 在广播与出版业中的应用

多媒体通信还可将广播与出版业融为一体。例如,用户可选择实时出版的多媒体报纸或期刊,并检索与阅读所需的多媒体信息。多媒体报刊的发行部门还可利用多媒体通信系统发布多媒体电子新闻,出版多媒体期刊。

8 咨询服务

今后,旅游、邮电、交通、商业、气象等公共式信息以及宾馆、百货大楼的服务指南都能以图文并茂的形式存放在多媒体数据库中,随时随地向公众或客户提供“无人值守”的咨询服务。用户查询时,既可获得文字数据说明,听到解说,同时也可以看到有关的画面。

9 居家旅游和其它文化娱乐服务 多媒体通信与虚拟现实技术相结合,还可以向人们提供三维立体化的双向影视服务,使人们足不出户即能“进入”世界著名的博物馆、美术馆和旅游景点,并能根据自己的意愿选择观赏的场景,就象身临其境一般。在宽带ISDN进入家庭和办公室之后,人们就可以利用多媒体终端在家里点播爱看的视听节目,选玩画面逼真、声音悦耳的电子游戏,并实现居家购物、订票、或检索网络上的庞大的多媒体数据库。

当前,尽管多媒体通信已取得了一定的进展,然而,如何进一步提高系统的质量与功能,以最大限度地满足人们的需求,还应进一步突破以下一些关键技术。

1)不断提高各种多媒体计算机芯片以及多媒体产品的质量, 开发新的多媒体软、硬件产品品种,降低它们的成本。

2)实现系统中各种多媒体信息之间的相互转换。 3)进一步提高调制解调器的速度与通信线路的质量, 以满足多媒体通信的要求。

4)进一步压缩语音与图像数据。

5)普及ISDN,尤其是基于ATM的B-ISDN。 6)信息同步问题。

7)开发能传送双向图像的宽频技术。 8)建立分布式多媒体系统。

9)充分利用终端上的信息处理能力, 以减少通信线路上的信息量,进而减少通信费用与成本。

10)在标准化方面,应尽量做到与国际标准衔接。目前美、日两国都在积极开展多媒体的标准化研究。

展望未来,多媒体通信网络的发展,必将与信息高速公路相结合,把丰富多采的多媒体信息送到千家万户。而随着多媒体及其相关技术的进步和多媒体产品价格的下降,随着ISDN的商用化以及多媒体终端的推广普及,多媒体信息将会具有更加理想的传输环境,多媒体通信系统也必将以其高质量的服务赢得众多的用户。

四.光纤通信方向

参考文献:

郑登理. 多媒体通信——通信技术未来的发展方向.[M]北京:情报理论与实践. 1996年49-52页

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