1.4 通信系统的分类
1.4.1 按传输媒介分类
按传输媒介的不同,可把通信系统分为有线通信系统和无线通信系统。
固定电话、有线电视、因特网等利用有形传输线进行信号传输的系统都是有线通信系统。而无线广播、微波通信、移动通信、卫星通信等利用大气空间作为传输媒介的通信系统都属于无线通信。
有线通信系统又分为以电信号经金属线传输和以光信号经光纤传输两种情况。特别是在干线通信中,低损耗、高容量、低色散的单模光纤占绝对主导地位。其特点是:中继距离长(几十到上百千米)、标准化的数字信号传输(同步数字系列标准SDH)、采用密集波分(DWDM)技术使光纤的容量有成百倍的增加。目前来看,以长途光缆、高等级SDH、高速ATM交换机、线速交换路由器为主构成的超级有线骨干网,已经成为承担综合通信业务的主要基础设施。
无线通信正在成为越来越热门的通信手段,在各种接入网中获得广泛应用。无线通信按照波段划分可分为短波、微波、卫星和红外线4种情况。按照接入技术划分最常见的是基于蜂窝概念的公用移动通信网。目前第一代模拟蜂窝AMPS已经退出,第二代数字蜂窝GSM以及二代半GPRS正在使用,第三代移动通信技术已经成熟并逐渐替代第二代系统;另一类逐渐获得推广使用的是基于局域网的接入技术,如根据IEEE 802.11协议的无线局域网(WLAN)、蓝牙(Bluetooth)技术以及家庭网络中使用的Home-RF技术。
二者比较来看,有线通信系统的特点是:利用传导体对信号进行导向性传输,具有较强的封闭性和安全性,信号传输质量会更好一些,同时容量可以无限制地增大。但是有线通信系统的敷设、维护成本较高,特别是在地形复杂、环境恶劣的情况下较为困难。而无线通信系统的特点是:利用非导向性传输媒体在自由空间传播信号,具有优良的可移动性和低廉的扩张成本。但无线通信系统容易受到外界的干扰,频率资源有限,传输速率也受限。随着传输速率、容量和带宽等问题的解决,无线通信正在成为解决短距离接入的主要手段。
如今,由于通信技术的不断融合,已经很难严格区分一个通信系统是有线还是无线系统。例如,有线长途电话传输过程中经常使用微波接力作为中继,而公用蜂窝移动电话系统虽然在基站和终端用户(手机)之间通过无线信号实现连接,但网络内部的基站之间以及基站到固定电话之间大多是利用有线实现连接。
1.4.2 按传输信号的特性分类
按照信道上传送的是模拟信号还是数字信号,可把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
早期的通信系统以模拟通信为主,其最大的优点是简单直观,特别是发送和接收设备简单、易实现。直到现在广播电台的广播仍然使用模拟调幅或调频技术。但是,模拟通信系统致命的缺陷是抗干扰能力弱,当受到系统内、外部噪声干扰后很难把噪声和信号分开,导致通信质量下降。传输线路越长,噪声的积累也就越多,因而逐渐被数字通信系统所取代。
与模拟通信系统相比,数字通信系统有如下一些特点。
1.抗干扰能力强
数字通信系统中传输的是二电平数字信号,表现为电信号的高或低,光信号的强或弱。利用门限阈值去判决接收信号,只有达到或超过门限阈值时才会输出数字信号“1”,否则输出数字信号“0”。这样对于能量较小的噪声干扰由于它低于阈值而多数被过滤掉,不会造成任何影响。此外,如果确实由于噪声干扰较大导致数字信号的“1”变成“0”或者“0”变成“1”而产生误码,则在系统中还可增设检错和纠错功能加以补救。这样,接收到的数字信号能够做到与原始数字信号完全相同,继续传送也不会产生噪声累积现象。
2.数字信息的保密性好
数字信号数据易于通过各种加密措施进行加密处理,确保通信的保密性。
3.便于集成化、智能化
数字信号数据的处理具有“软性逻辑”的特点,即用硬件可以实现的功能采用数字信号仿真也可以实现,这就为降低设备体积和功耗提供了必要条件。数字通信设备大多可以采用大规模集成电路设计,实现小型化、集成化、低功耗的需要。此外,数字通信系统采用二进制数字传输,便于计算机存储、处理和数字交换。可以说当代通信系统与计算机已经合二为一,成为名副其实的智能化综合业务通信系统。
4.数字通信占用的频带较宽
在同样信息量的情况下,数字通信占用较宽的信道频带。以电话通信为例,一路模拟语音信号带宽为4kHz,在数字通信系统中就需要占用带宽64kHz,后者是前者的16倍。
5.数字通信系统技术较复杂
在数字通信系统中,接收方要能够正确地把每个数字码元区分开来,并且找到每个信息码组的开始和结束位置,这就需要收、发双方严格同步。因此,实现起来技术上较为复杂。但是,随着同步数字体系(SDH)的推广应用,数字通信系统的同步问题已经获得根本解决。
1.4.3 按业务功能分类
按业务功能划分,通信系统可分为电话通信、电报通信、传真通信、数据通信、图像通信、多媒体通信、卫星通信、微波通信、移动通信等。这些系统可以是专用的,但大多数情况下是兼容并存的。
公用电话通信业务发展最早,因而其他业务常依托电话通信系统来实现。例如,非语音业务主要包括数据传输、因特网、传真、可视图文及会议电视等。借助于电话通信系统可以实现拨号上网、数字传真、数字电报、电话会议等。