布朗夏爾,J.-P.F.

[拼音]:tongxin xitong

[英文]:communication system

用電訊號(或光訊號)傳輸資訊的系統,也稱電信系統。系統通常是由具有特定功能、相互作用和相互依賴的若干單元組成的、完成統一目標的有機整體。最簡便的通訊系統供兩點的使用者彼此傳送和接收資訊。在一般通訊系統內,使用者可通過交換裝置與系統內的其他使用者進行通訊。

基本通訊系統

一般由信源、信宿(收信者)、發端裝置、收端裝置和傳輸媒介等組成(見圖)。

來自信源的訊息(語言、文字、影象或資料)在發信端先由末端裝置(如電話機、電傳打字機、傳真機或資料末端裝置等)變換成電訊號,然後經發端裝置編碼、調製、放大或發射後,把基帶訊號變換成適合在傳輸媒介中傳輸的形式;經傳輸媒介傳輸,在收信端經收端裝置進行反變換恢復成訊息提供給收信者。這種點對點的通訊大都是雙向傳輸的。因此,在通訊物件所在的兩端均備有發端和收端裝置。

通訊系統按所用傳輸媒介的不同可分為兩類:

(1)利用金屬導體為傳輸媒介,如常用的通訊線纜等,這種以線纜為傳輸媒介的通訊系統稱為有線電通訊系統;

(2)利用無線電波在大氣、空間、水或巖、土等傳輸媒介中傳播而進行通訊,這種通訊系統稱為無線電通訊系統。光通訊系統也有“有線”和“無線”之分,它們所用的傳輸媒介分別為光學纖維和大氣、空間或水。

通訊系統按通訊業務(即所傳輸的資訊種類)的不同可分為電話、電報、傳真、資料通訊系統等。訊號在時間上是連續變化的,稱為模擬訊號(如電話);在時間上離散、其幅度取值也是離散的訊號稱為數字訊號(如電報)。模擬訊號通過模擬-數字變換(包括取樣、量化和編碼過程)也可變成數字訊號。通訊系統中傳輸的基帶訊號為模擬訊號時,這種系統稱為模擬通訊系統;傳輸的基帶訊號為數字訊號的通訊系統稱為數字通訊系統。

通訊系統都是在有噪聲的環境下工作的(圖中集中以噪聲源表示)。設計模擬通訊系統時採用最小均方誤差準則,即收信端輸出的訊號噪聲比最大。設計數字通訊系統時,採用最小錯誤概率準則,即根據所選用的傳輸媒介和噪聲的統計特性,選用最佳調製體制,設計最佳訊號和最佳接收機。

多路通訊系統

為了充分利用通訊通道、擴大通訊容量和降低通訊費用,很多通訊系統採用多路複用方式,即在同一傳輸途徑上同時傳輸多個資訊。多路複用分為頻率分割、時間分割和碼分割多路複用。在模擬通訊系統中,將劃分的可用頻段分配給各個資訊而共用一個共同傳輸媒質,稱為頻分多路複用。在數字通訊系統中,分配給每個資訊一個時隙(短暫的時間段),各路依次輪流佔用時隙,稱為時分多路複用。碼分多路複用則是在發信端使各路輸入訊號分別與正交碼波形發生器產生的某個碼列波形相乘,然後相加而得到多路訊號。完成多路複用功能的裝置稱為多路複用終端裝置,簡稱終端裝置。多路通訊系統由末端裝置、終端裝置、傳送裝置、接收裝置和傳輸媒介等組成(見多路通訊)。

有線載波通訊系統

用於長距離電話通訊的載波通訊系統,是按頻率分割進行多路複用的通訊系統。它由載波電話終端裝置、增音機、傳輸線路和附屬裝置等組成。其中載波電話終端裝置是把話頻訊號或其他群訊號搬移到線路頻譜或將對方傳輸來的線路頻譜加以反變換、並能適應線路傳輸要求的裝置;增音機能補償線路傳輸衰耗及其變化,沿線路每隔一定距離裝設一部(見有線載波通訊)。

微波接力通訊系統

長距離大容量的無線電通訊系統,因傳輸訊號佔用頻頻寬,一般工作於微波或超短波波段。在這些波段,一般僅在視距範圍內具有穩定的傳輸特性,因而在進行長距離通訊時須採用接力(也稱中繼)通訊方式,即在訊號由一個終端站傳輸到另一個終端站所經的路由上,設立若干個鄰接的、轉送訊號的微波接力站(又稱中繼站),各站間的空間距離約為20~50公里。接力站又可分為中間站和分轉站。微波接力通訊系統的終端站所傳訊號在基帶上可與模擬頻分多路終端裝置或與數字時分多路終端裝置相連線。前者稱為模擬接力通訊系統;後者稱為數字接力通訊系統。由於具有便於加密和傳輸質量好等優點,數字微波接力通訊系統日益得到人們的重視。除上述視距接力通訊系統外,利用對流層散射傳播的超視距散射通訊系統,也可通過接力方式作為長距離中容量的通訊系統(見微波接力通訊和散射通訊)。

衛星通訊系統

在微波通訊系統中,若以位於對地靜止軌道上的通訊衛星為中繼轉發器,轉發各地球站的訊號,則構成一個衛星通訊系統。衛星通訊系統的特點是覆蓋面積很大,在衛星天線波束覆蓋的大面積範圍內可根據需要靈活地組織通訊聯絡,有的還具有一定的變換功能,故已成為國際通訊的主要手段,也是許多國家國內通訊的重要手段。衛星通訊系統主要由通訊衛星、地球站、測控系統和相應的終端裝置組成。衛星通訊系統既可作為一種獨立的通訊手段(特別適用於對海上、空中的行動通訊業務和專用通訊網),又可與陸地的通訊系統結合、相互補充,構成更完善的傳輸系統(見衛星通訊)。

用上述載波、微波接力、衛星等通訊系統作傳輸分系統,與交換分系統相結合,可構成傳送各種通訊業務的通訊系統。

電話通訊系統

電話通訊的特點是通話雙方要求實時對話,因而要在一個相對短暫的時間內在雙方之間臨時接通一條通路,故電話通訊系統應具有傳輸和交換兩種功能。這種系統通常由使用者線路、交換中心、局間中繼線和幹線等組成。電話通訊網的交換裝置採用電路交換方式,由接續網路(又稱交換網路)和控制部分組成。話路接續網路可根據需要臨時向用戶接通通話用的通路,控制部分是用來完成使用者通話建立全過程中的訊號處理並控制接續網路。在設計電話通訊系統時,主要以接收話音的響度來評定通話質量,在規定傳送、接收和全程參考當量後即可進行傳輸衰耗的分配。另一方面根據話務量和規定的服務等級(即使用者未被接通的概率──呼損率)來確定所需機、線裝置的能力(見電話通訊)。

由於行動通訊業務的需要日益增長,行動通訊得到了迅速的發展。移動通訊系統由車載無線電臺、無線電中心(又稱基地臺)和無線交換中心等組成。車載電臺通過固定配置的無線電中心進入無線電交換中心,可完成各移動使用者間的通訊聯絡;還可由無線電交換中心與固定電話通訊系統中的交換中心(一般為市內電話局)連線,實現移動使用者與固定使用者間的通話。

電報通訊系統

為使電報使用者之間互通電報而建立的通訊系統。它主要利用電話通路傳輸電報訊號。公眾電報通訊系統中的電報交換裝置採用儲存轉發交換方式(又稱電文交換),即將收到的報文先存入緩衝儲存器中,然後轉發到去向路由,這樣可以提高電路和交換裝置的利用率。在設計電報通訊系統時,服務質量是以通過系統傳輸一份報文所用的平均時延來衡量的。對於使用者電報通訊業務則仍採用電路交換方式,即將雙方間的電路接通,而後由使用者雙方直接通報(見電報通訊)。

資料通訊系統

資料通訊是伴隨著資訊處理技術的迅速發展而發展起來的。資料通訊系統由分佈在各點的資料終端和資料傳輸裝置、資料交換裝置和通訊線路互相連線而成。利用通訊線路把分佈在不同地點的多個獨立的計算機系統連線在一起的網路,稱為計算機網路,這樣可使廣大使用者共享資源。在資料通訊系統中多采用分組交換(或稱包交換)方式,這是一種特殊的電文交換方式,在發信端把資料分割成若干長度較短的分組(或稱包)然後進行傳輸,在收信端再加以合併。它的主要優點是可以減少時延和充分利用傳輸通道。

通訊系統的主要發展方向是:末端裝置智慧化,傳輸方式數字化,擴充套件頻譜應用範圍,最終向綜合業務數字網(ISDN)的方向發展(見數字網)。

參考書目

D.H.哈姆謝爾著,《通訊系統工程手冊》(上、下冊),國防工業出版社, 北京,1975。(D.H.Hamsher,Communication System Engineering Handbook,McGraw-Hill Book Co.,New York,1967.)

R.L.Freeman,Telecommunication System Engi-neeringJohn Wiley,New York,1980.

參考文章

城市公共軌道交通站有線通訊系統智慧化設計的要求?電氣技術城市公共軌道交通站無線通訊系統智慧化設計的要求?電氣技術