1.2 通信系统的组成

通信是将信息从发信者传递给在另一个时空点的收信者。由于完成这一信息传递的通信系统的种类繁多，因此它们的具体设备和业务功能可能各不相同，经过抽象概括，通信流程可用如图1-1所示的基本模型图来表示。整个流程是由信源、发送设备、信道（或传输媒质）、接收设备和收信者（信宿）五部分组成。

上述模型概括地反映了通信系统的共性。根据我们的研究对象及所关心的不同问题，将会使用不同形式的较具体的通信系统模型。

1.2.1 信源

信源是信息的产生者或信息的形成者。根据信源所产生信号的性质不同，可分为模拟信源和离散信源。

模拟信源（如电话机和电视摄像机等）输出幅度连续的信号；离散信源（如电传机、计算机等）输出离散的符号序列或文字。模拟信源可通过抽样和量化转换为离散信源。随着计算机和数字通信技术的发展，离散信源的种类和数量会越来越多。这里需要强调指出，随着信源和接收者的不同，信息的速率将在很大范围内变化。例如，一台电传打字机的速率为50bit/s，而彩色电视的速率为270Mbit/s。由于信源产生的种类和速率不同，因而对传输系统的要求也各不相同。

1.2.2 发送设备

发送设备的基本功能是将信源和传输媒介匹配起来，即将信源产生的消息信号变换为有利于传送的信号形式送往传输媒介。变换方式是多种多样的，在需要频率搬移时，调制是最常见的变换方式。发送设备还包括为达到某些特殊要求所进行的各种处理，如多路复用、保密处理和纠错编码处理等。

1.2.3 信道

信道是指信号传输的媒介，信号是经过信道传送到接收设备的。传输媒介既可以是有线的，也可以是无线的，二者都有多种物理传输媒介。

在信号传输过程中，必然会引入发送设备、接受设备和传输媒介的热噪声和各种干扰和衰减，即信号在信道中传输时，会产生信道噪声。

媒介的固有特性和干扰特性会直接影响变换方式的选取，如通过电导体传播的有线信道和通过自由空间传播的无线信道，其信号变换方式是不同的。不同频段的无线电波在空间传播的途径、性能和衰减（衰落）也是不同的。

1.2.4 接收设备

接收设备的主要作用是将来自信道的带有干扰的发送信号加以处理，并从中提取原始信息，完成发送变换过程的逆变换——解调和译码。对于多路复用信号，还包括多路去复用，实现正确分路。由于接收的消息信号存在噪声和传输损伤，接收设备还可能包含趋近理想恢复的某些措施和方法。

1.2.5 信宿

信宿是将复原的原始信号转换成相应的消息。

应当指出，上述模型是点对点的单向通信系统。对于双向通信，通信双方都要有发送设备和接收设备。对于多个用户之间的双向通信，为了能实现信息的有效传输，必须进行信息的交换和分发，由传输系统和交换系统组成的一个完整的通信系统或通信网络来实现。其中交换系统完成不同地址信息的交换，因此交换系统中的每一台交换机组成了通信网络中的各个节点。

一个实际的通信系统往往由终端设备、传输链路和交换设备三大部分组成。

（1）终端设备

终端设备主要功能是把待传送的信息与在信道上传送的信号相互转换。这就要求有发送传感器和接收传感器将信号恢复成能被利用的信息，还应该有处理信号的设备以便能与信道匹配。另外，还需要有能产生和识别通信系统内所需的信令信号或规约。对应不同的电信业务有不同的信源和信宿，也就有着不同的变换的反变换设备，因此对应不同的电信业务也就有不同的终端设备，如电话业务的终端设备就是电话机，传真业务的终端设备就是传真机，数据业务的终端设备就是数据终端机等。

（2）传输链路

传输链路是连接源点和终点的媒介和通路，除对应于通信系统模型中信道部分之外，还包括一部分变换和反变换设备。

传输链路的实现方式主要有以下几种：

● 物理传输媒介本身就是传输链路，如实线和电缆；

● 采用传输设备和物理传输媒介一起形成的传输链路，如载波电路和光通信链路；

● 传输设备利用大气传输链路，如微波和卫星通信链路。

（3）交换设备

交换设备是现代通信网的核心，其基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转换和分配。对不同电信业务网络的转接，交换设备的性能要求也不相同。例如，电话业务网的交换设备实时性强，因此目前电话业务网主要采用直接接续通话电路的交换方式。

对于主要用于计算机通信的数据业务网，由于数据终端或计算机可有各种不同的速率，为了提高链路利用率，可将流入信息流进行分组、存储，然后再转发到所需链路上去，这种方式叫做分组交换方式。例如，分组数据交换机就按这种方式进行交换，这种方式可以比较高效地利用传输链路。