通信的定义与分类

1.什么是通信

所谓通信，简单而言就是指消息的传递。因此，通信的基本任务是解决两地之间的消息传递或交换。消息的传递或交换就是现代所说的信息交流，显然，人类之间的沟通、交流离不开通信。

根据《现代汉语词典》第7 版的定义，通信是：①用书信互通消息，反映情况等；②利用电波、光波等信号传送文字、图像等。

《牛津词典》将communication（通信）一词定义为：①传递思想、感情、信息的行为过程；②发送信息的方法，如电话、收音机、计算机等。

人类实践过程中，随着社会生产力的发展，对传递消息的要求不断提升，通信构成了人类文明进步的一个重要部分。在古代，人类通过身体语言、眼神、触碰、符号、击鼓、旗语、烽火台等多种方式进行信息传递，也有以驿站快马接力、飞鸽传书等多种传递方式进行的实物信息传递。在近现代，随着科学水平的飞速发展，人类发明了利用“电”来传递消息的通信方法。这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制，因而得到了飞速发展和广泛应用，相继出现了无线电、固定通信、移动通信、互联网等各种通信方式。电波的快捷性，使从远古人类物质交换过程中就结合文化交流与实体经济不断积累进步的实物性通信（如邮政通信）不断被替代。当然，随着时代发展进步，实物性通信本身也在发展进步。通信技术拉近了人与人之间的距离，提高了经济的效率，深刻地改变了人类的生活方式和社会面貌。

2.通信系统

实现消息传递所需的全部技术设备和传输介质的总和称为通信系统。其模型方框图如图1－1所示，由信源、发送设备、信道（包括噪声）、接收设备和信宿5 部分组成。

图1－1　通信系统模型

信源（信息源，也称为发送端）：把待传送的消息转换成原始电信号，如移动通信系统中的手机可以看成是信源。

发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号变换成适合在信道中传输的信号。

信道：信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。

接收设备：接收设备的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号。

信宿：将恢复的原始电信号转换成相应的信息。

3.通信系统分类

按不同的分类方法，可以将通信系统分成不同类别。按照传输媒介的种类可以分为有线通信和无线通信，按照传输信号可以分为模拟通信和数字通信，按调制方式可以分为基带传输和频带传输，按通信双方的分工及数据传输方向可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信。

（1）按传输介质分类

传输介质负责将信息从发送端传送到接收端。

①有线通信：是指传输介质为导线、电缆、光缆、波导、纳米材料等形式的通信，其特点是介质看得见、摸得着，如明线通信、电缆通信、光缆通信等。

★通信小历史

【线路维护】解放初期的长途电信线路维护，由各地电信局（邮电局）中心站管辖，互不统属。当时的维护实行分段派人驻守，贯彻预防为主的方针，尽管还有很多制度尚待建立与健全，但广大线务人员仍能以高度的主人翁精神，尽职尽责地维护着线路的畅通（图1－2）。由于土匪猖獗，曾有李静芳、余云全、韦恩崇三位线务员为了维护线路的畅通，分别在抢修中或岗位上被土匪杀害，壮烈牺牲，我们将永远怀念他们。(www.xing528.com)

图1－2　线务工人在维护电信传输架空明线

②无线通信：是指传输介质为电磁波等形式的通信，其特点是介质看不见、摸不着，如微波通信（波长在1 mm ～1 m 之间的电磁波）、短波通信（波长在10 ～50 m 之间的电磁波）、移动通信、卫星通信等。

（2）按信道中传输的信号分类

按信道中传输的信号是模拟信号还是数字信号，通信系统可分为模拟通信和数字通信。

①模拟信号：又称连续信号。信号的某一参量（如连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽度、位置等）可以取无限多个数值，且直接与消息相对应。模拟信号是连续变化的信号，衰减得较慢，适合长距离传输，如图1－3（a）所示。语音信号和图像信号就是典型的模拟信号。

②数字信号：又称离散信号。信号的某一参量（如连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽度、位置等）只能取有限个数值，并且常常不直接与消息相对应，如图1－3（b）所示。符号、文字和数据就是典型的数字信号。

数字通信系统是利用数字信号传输信息的系统。模拟通信系统是利用模拟信号传输信息的系统。

图1－3　模拟信号与数字信号

（a）模拟信号；（b）数字信号

（3）按调制方式分类

按照调制方式通信系统可以分为基带传输和频带传输。

①基带传输：在数据通信中，由计算机等数字设备直接发出的信号是二进制数字信号，是典型的矩形电脉冲信号，其频谱包括直流、低频和高频等多种成分。在数字信号频谱中，把直流（零频）开始到能量集中的一段频率范围称为基本频带，简称为基带。因此，数字信号被称为数字基带信号，在信道中直接传输这种基带信号就称为基带传输。在基带传输中，整个信道只传输一种信号，通信信道利用率低。由于在近距离范围内，基带信号的功率衰减不大，从而信道容量也不会发生太大变化，因此，在局域网中通常使用基带传输技术。

在实际通信中有不少信道都不能直接传送基带信号，必须进行调制。所谓调制，就是用基带信号对载波波形的某些参数进行控制，使这些参量随基带信号的变化而变化。用以调制的基带信号是数字信号，所以又称数字调制。数字调制有幅度调制（ASK）、相位调制（PSK）和频率调制（FSK）3 种基本形式，并可派生出多种其他形式。

②频带传输：远距离通信信道多为模拟信道，例如，传统的电话（电话信道）只适用于传输音频范围（300 ～3 400 Hz）的模拟信号，不适用于直接传输频带很宽、但能量集中在低频段的数字基带信号。频带传输就是先将基带信号变换（调制）成便于在模拟信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带信号），再将这种频带信号在模拟信道中传输。计算机网络的远距离通信通常采用的是频带传输。

（4）按通信双方的分工及数据传输方向分类

对于点对点的通信，按消息传送的方向，通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信。

①单工通信：是指消息只能单方向进行传输的一种通信工作方式。单工通信的例子如广播、遥控、无线寻呼等。这里，信号（消息）只从广播发射台、遥控器和无线寻呼中心分别传到收音机、遥控对象和寻呼机上。

②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。对讲机、收发报机等都是半双工通信方式。

③全双工通信：是指通信双方可同时进行双向传输消息的工作方式。在这种方式下，双方都可同时进行收发消息。很明显，全双工通信的信道必须是双向信道。生活中全双工通信的例子非常多，如普通固定电话、移动电话等。