通信工程专业概论
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通信工程(专业)概论编著:张毅、郭亚利武汉理工大学出版社主讲:李阳安徽农业大学通信工程系2011年4月前言本课程的教学目的:1.明确通信的定义;2.了解通信的历史;3.掌握通信工程教学的体系结构;4.掌握几种典型的通信技术的应用;5.明确专业的基本内容、初步建立本专业的一些基本概念。
总之,解决通信工程在信息学科中的地位,怎样组织学习,如何学习的问题。
目录1.培养目标和专业素质要求1.1通信工程专业简介1.2通信工程专业历史演变1.3通信工程专业学科体系1.4通信工程专业培养目标1.4.1培养目标1.4.2培养要求1.4.3学科和方向1.4.4主要课程1.4.5本专业课程体系1.4.6主要实践教学环节1.4.7与相近专业的关系1.5通信工程专业对所培养人才的素质要求1.5.1基本认知和技能方面1.5.2思想和情感方面1.5.3意识和意志方面1.5.4其它方面思考题2.通信的历史演进和应用2.1通信发展简史2.1.1古代通信方式和特点2.1.2近代通信方式和特点2.1.3现代通信方式和特点2.1.4未来通信方式和特点2.2通信的地位和作用2.3通信在日常生活中的应用2.3.1电视广播通信2.3.2家庭信息网2.3.3校园网2.4通信在交通中的应用2.4.1城市交通监控网2.4.2高速公路信息网2.4.3 GPS系统及交通管理信息网2.5通信在电力系统中的应用2.5.1电力信息主干网2.5.2对电力的监控2.5.3用电力线组建小型专用信息网2.6通信在工业中的应用32.6.1工厂制动化网络体系结构2.6.2现场总线和工业以太网2.6.3天然气配管通信系统2.7通信在军事领域的应用2.7.1军事中的通信2.7.2军事通信新技术---移动自组织网2.8通信在航空航天中的应用思考题3.通信的基本概念3.1通信的根本任务3.2通信的基本术语3.2.1通信中常用名称3.2.2通信的分类3.2.3通信工作方式3.3通信系统的基本模型和组成3.4通信系统的基本理论3.4.1香农理论3.4.2信源编码和信道编码3.4.3调制与解调3.5通信网的基本组成思考题4.信息终端4.1电话终端4.1.1常见电话机的种类4.1.2电话机的统一编号及说明4.1.3电话机的基本组成和功能4.1.4电话机的接入方式4.2移动终端4.2.1移动终端的基本组成和功能4.2.2移动终端的接入方式4.3计算机终端4.3.1计算机终端的组成4.3.2计算机终端的接入方式4.4电视终端思考题5.信息传输系统5.1传输系统的基本任务和作用5.2传输方式的种类5.3电缆传输系统5.3.1架空明线5.3.2对称电缆5.3.3同轴电缆5.4光纤传输系统5.4.1光纤通信的基本概念5.4.2光导纤维5.4.3光纤分类5.4.4光纤传输性质5.4.5光纤通信的特点5.4.6光纤通信系统5.5无线传输系统5.6微波传输系统5.6.1微波通信的基本概念5.6.2数字微波通信系统的组成及工作原理5.6.3微波通信的特点5.6.4微波通信的发展5.7卫星传输系统5.7.1卫星通信的基本概念5.7.2通信卫星的组成5.7.3通信卫星的种类5.7.4通信卫星工作的基本原理5.7.5通信卫星的特点5.7.6同步卫星通信系统5.8接入系统5.8.1接入网的概念5.8.2接入网的种类5.8.3有线接入方式5.8.4无线接入方式5.8.5以太网接入方式5.9移动通信系统5.9.1移动通信的基本概念5.9.2移动通信使用的频段5.9.3移动通信系统的分类5.9.4移动通信系统的组成5.9.5移动通信的发展5.10传输新技术及发展方向5.10.1骨干传输网的发展趋势5.10.2接入传输网的发展趋势思考题6.信息交换6.1交换的基本作用和目的6.2交换的发展过程6.3电路交换6.4分组交换6.4.1复用传输方式56.4.2分组交换的优点6.4.3分组交换的主要缺点6.5ATM交换6.6IP交换6.7软交换6.8光交换思考题7.信息网络7.1网络基本概念7.1.1网络拓扑结构7.1.2网络的分类7.1.3通信网的分层结构7.1.4通信网的质量要求7.2电话网络7.2.1电话网络的基本结构7.2.2我国电话网的结构7.2.3国际长途电话网7.2.4电话网的编号计划7.3数据网络7.3.1数据网概述7.3.2数据通信系统的构成7.3.3数据网的构成7.3.4分组交换网7.3.5以太网7.3.6互联网和IP网络7.3.7 IP电话网技术7.4专用信息网7.5支撑网7.5.1信令网7.5.2同步网7.5.3管理网思考题8.通信业务8.1通信业务的分类8.2电话业务8.2.1本地电话业务8.2.2国内长途电话业务8.2.3国际长途电话业务8.2.4 IP电话业务8.3数据业务8.3.1第一类数据通信业务8.3.2第二类数据通信业务8.4移动业务8.4.1蜂窝移动通信业务8.4.2卫星移动通信业务8.5增值业务思考题9.现代通信及发展9.1现代通信的基本特征9.2现代通信的主要技术9.2.1现代通信的技术基础---微电子技术9.2.2现代通信的核心---计算机技术9.2.3光通信的基础---光子技术9.2.4卫星通信技术的基础---空间技术9.3CTI技术9.3.1 CTI的定义9.3.2 CTI技术的内容9.3.3 CTI增值服务9.3.4 CTI热点技术9.4现代通信的发展方向9.5目前通信技术的热点思考题10.通信工程专业基础的教学计划及学习方略10.1高等院校的教学计划10.2公共课程的类型10.3通信工程专业的教学环节10.4学习方法建议10.5如何用好大学4年思考题71.培养目标和专业素质要求1.1通信工程专业简介通信:通信就是有目的的、及时、可靠地传递消息。
消息(或叫信息):是人类对客观事物的描述。
表现为语言、文字、图形、图像等等。
信号:是消息(或信息)的表现形式。
例如,用电压、电流表示信息,叫电信号。
通信的具体要求: 1.准确可靠;2.迅速快捷;3.通信具有任意性(通信时间、内容、参加者);4.通信距离远、范围广;通信系统的组成:终端:把信息转换成通信信号,或做相反转换的设备。
传输:把信息从一端传送到另外一端。
交换:把信息从一个信道传送到另外一个信道。
网络:和通信有关的软件和硬件的总称。
图1-1 通信系统示意图对工程师的要求:受过以某一工程分支为职业训练的人,能独立担负某项专业技术任务的设计、开发、调测、施工任务。
对通信工程学生的要求:(1)学习理论知识;(2)把理论知识应用于生产、生活。
通信的作用:伴随着人类社会化而产生的通信,其发展改变着人类的生产、生活方式,促进人类社会的进步。
1.2通信工程专业历史演变(1)我国由于引进国外通信产品,为了培养设备的使用、维护人才,各个高校开设各种名目的通信专业。
(2)中华人民共和国教育部1998年正式命名“通信工程专业”。
通信工程专业的学习和研究内容:涉及电讯技术、通信技术、各种媒体处理、通信系统与通信网、以及各种信息的传输、存储、变换、处理、检测与显示技术与系统等等。
通信工程专业的毕业生可以从事的工作:各种通信、广播、电视、图像、信息与处理、无线电技术、电子应用技术、计算机应用等部门、研究所、高校、部队,从事电路、网络、设备、系统的设计、生产、管理、运行、科研与教学工作等等。
1.3通信工程专业学科体系学科门类一级学科二级学科本科通信与信息系统工科信息与通信工程通信工程08 信号与信息处理1.4通信工程专业培养目标1.4.1培养目标遵循“加强基础、拓宽专业、注重实践、培养能力、提高素质”的原则,适应现代化和信息化的社会需求,培养具有坚实的数理基础、系统掌握通信技术、计算机技术、通信系统和通信网等方面的知识与技能,能在通信领域从事研究、设计、开发、制造、运营、调测、维护、教学、管理的高级工程技术人才。
1.4.2培养要求本专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到通信工程实践的基本训练,具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。
1.4.3学科和方向本专业主干学科:通信工程。
相近专业:电子信息工程;电子科学与技术;计算机科学与技术;主要专业方向:无线通信;光通信与传输;通信系统与交换;计算机通信与通信网;多媒体通信;91.4.4主要课程(见本专业教学进程表。
)1.4.5本专业课程体系本专业的课程体系分为3个体系4个层次:3个体系:必修:学生必须修读的课程;指定选修:指定学生必须修读的课程;选修:学生根据个人需要,自己选修的课程;4个层次:基本素质类:哲学基础:马列主义、毛泽东思想、邓小平理论;辩证唯物主义;实事政策,实践等等;语言基础:大学英语;C语言;Java语言;数学基础:高等数学;工程数学;概率与数理统计;物理学基础:电子基础类:电路;模电;数电;信号与系统:电磁场:微机原理:通信基础类:通信原理:通信电子线路(高频电路);数字信号处理;通信专业类:单片机程控交换技术1.4.6主要实践教学环节课程实验:和理论教学课程配套;课程实践:程控交换;EDA;电子线路;专业实践:通信电路综合设计;通信网综合设计;单片机综合实践;综合能力训练与测试;毕业设计与实习;1.4.7与相近专业的关系通信工程:注重通信系统级、部件级的设计,开发与使用。
电子信息工程:注重电子设备、部件的生产与使用;电子科学与技术:注重电子原件生产研究;计算机科学与技术:注重计算机软件、硬件的设计、开发和使用。
1.5通信工程专业对所培养人才的素质要求1.5.1基本认知和技能方面1.5.2思想和情感方面1.5.3意识和意志方面1.5.4其它方面思考题:(1)通信的概念;(2)通信系统的组成;(3)通信工程的培养目标;112通信的历史演进和应用2.1通信发展简史古代通信:人的语音、信件的传输与交流。
近代通信:电子化的人的语音、信件的传输与交流。
现代通信:数字化的人的语音、信件的传输与交流。
未来通信:多媒体化的人的信息的传输与交流。
2.1.1古代通信方式和特点直接交谈;通信方式写信;声、光通信;通信特点:近距离通信简洁;远距离通信不能满足时效、可靠性要求。
2.1.2近代通信方式和特点电报:1844年,摩尔斯。
通信方式电话:1876年,贝尔。
无线电:1901年,马可尼。
无线广播:1906年,费森登;电视: 1925年,贝尔德;1935年,改进。
通信特点:用电作为信息的载体满足了通信时效、可靠性要求;通信过程的建立、控制处于人工、机械、电器方式,效率不高。
2.1.3现代通信方式和特点固定电话:通信方式移动电话:传真:电子邮件:数据通信:互联网:卫星通信:光通信:数字广播:数字电视:通信特点:微电子技术、光技术、计算机技术应用于通信,用数字方式存储、传输、交换、处理信息,使得通信的实时性、可靠性得到保证,通信效率得到提高。