有线电视提纲-成人.ppt

1 1 2 2光纤通信的优点 容许频带很宽 传输容量很大 损耗很小 中继距离很长且误码率很小 重量轻 体积小 抗电磁干扰性能好 泄漏小 保密性能好 节约金属材料 有利于资源合理使用 2 3 1 信号源接收系统信号源包括 电视台发送的开路电视信号 卫星电视信号 微波电视信号 通过光缆或同轴电缆传输的电视信号 电视转播车 演播室 录像机 计算机等设备发出的信号 2 前端系统有线电视系统前端的主要作用是把信号源接收的各类信号经由前端设备处理后 将其转换成预定频道的射频电视信号 再将个频道的电视信号利用混合器合成一路宽带信号输出 4 5 1 信号源接收系统信号源包括 电视台发送的开路电视信号 卫星电视信号 微波电视信号 通过光缆或同轴电缆传输的电视信号 电视转播车 演播室 录像机 计算机等设备发出的信号 2 前端系统有线电视系统前端的主要作用是把信号源接收的各类信号经由前端设备处理后 将其转换成预定频道的射频电视信号 再将个频道的电视信号利用混合器合成一路宽带信号输出 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 滤波器 25 混合器 26 27 28 29 30 31 32 33 34 分配器 35 分支器 36 1 2 2光纤通信的优点 容许频带很宽 传输容量很大 损耗很小 中继距离很长且误码率很小 重量轻 体积小 抗电磁干扰性能好 泄漏小 保密性能好 节约金属材料 有利于资源合理使用 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 数字通信系统的优点如下 抗干扰能力强 传输质量好 可以用再生中继 传输距离长 适用各种业务的传输 灵活性大 容易实现高强度的保密通信 数字通信系统大量采用数字电路 易于集成 从而实现小型化 微型化 增强设备可靠性 有利于降低成本 模拟通信系统的优点占用带宽较窄外 电路简单易于实现 价格便宜等 49 光纤传输系统的组成 50 产生激光的三个条件是 实现粒子数反转 满足阈值条件和谐振条件 产生光的受激发射的首要条件是粒子数反转 在半导体中就是要把价带内的电子抽运到导带 为了获得离子数反转 通常采用重掺杂的P型和N型材料构成PN结 这样 在外加电压作用下 在结区附近就出现了离子数反转 在高费米能级EFC以下导带中贮存着电子 而在低费米能级EFV以上的价带中贮存着空穴 实现粒子数反转是产生激光的必要条件 但不是充分条件 要产生激光 还要有损耗极小的谐振腔 谐振腔的主要部分是两个互相平行的反射镜 激活物质所发出的受激辐射光在两个反射镜之间来回反射 不断引起新的受激辐射 使其不断被放大 只有受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗 才能输出稳定的激光 51 52 53 54 55 56 说到FTTH 首先就必须谈到光纤接入 光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体 光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入 光纤用户网的主要技术是光波传输技术 目前光纤传输的复用技术发展相当快 多数已处于实用化 根据光纤深入用户的程度 可分为FTTC FTTZ FTTO FTTF FTTH等 FTTH FiberToTheHome 顾名思义就是一根光纤直接到家庭 具体说 FTTH是指将光网络单元 ONU 安装在住家用户或企业用户处 是光接入系列中除FTTD 光纤到桌面 外最靠近用户的光接入网应用类型 FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽 而且增强了网络对数据格式 速率 波长和协议的透明性 放宽了对环境条件和供电等要求 简化了维护和安装 FTTH光纤到户 57 58 dB dBm dBW 59 60 61 微波传输的优点 62 63 64 65 66 卫星通信的基本概念 卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号 在两个或多个地面站之间进行的通信过程或方式 卫星通信属于宇宙无线电通信的一种形式 工作在微波频段 宇宙通信是以宇宙飞行体或通信转发体作为对象的无线电通信 它可分为三种形式 67 1 地球站与宇宙站间的通信 2 宇宙站之间的通信 3 通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间的通信 人们常把第三种形式称为卫星通信 宇宙站是指地球大气层以外的宇宙飞行体 如人造卫星和宇宙飞船等 或其它星球上的通信站 地球站是指设在地面 海洋或大气层中的通信站 习惯上统称为地面站 68 由图18 1可见 离地面高度为he的卫星中继站 看到地面的两个极端点是A和B点 即S长度将是以卫星为中继站所能达到的最大通信距离 其计算公式为 式中 R0为地球半径 R0 6378km 为AB所对应的圆心角 弧度 he为通信卫星到地面的高度 单位为km 上式说明 he越高 地面上最大通信距离越大 69 1 he 500km时 由公式求得S 4892km 2 he 35800km时 S 18100km 由于卫星处于外层空间 即在电离层之外 地面上发射的电磁波必须能穿透电离层才能到达卫星 同样 从卫星到地面上的电磁波也必须穿透电离层 而在无线电频段中只有微波频段恰好具备这一条件 因此卫星通信使用微波频段 70 通信卫星的种类 目前 通信卫星的种类繁多 按不同的标准有不同的分类 下面我们给出几种常用的卫星种类 1 按卫星的结构可分为 无源卫星和有源卫星两类 无源卫星是运行在特定轨道上的球形或其它形状的反射体 没有任何电子设备 它是靠其金属表面对无线电波进行反射来完成信号中继任务的 在20世纪50 60年代进行卫星通信试验时 曾利用过这种卫星 71 目前 几乎所有的通信卫星都是有源卫星 一般多采用太阳能电池和化学能电池作为能源 这种卫星装有收 发信机等电子设备 能将地面站发来的信号进行接收 放大 频率变换等其它处理 然后再发回地球 这种卫星可以部分地补偿在空间传输所造成的信号损耗 72 4 按卫星与地球上任一点的相对位置的不同可分为 同步卫星和非同步卫星 同步卫星是指在赤道上空约35800km高的圆形轨道上与地球自转同向运行的卫星 由于其运行方向和周期与地球自转方向和周期均相同 因此从地面上任何一点看上去 卫星都是 静止 不动的 所以把这种对地球相对静止的卫星简称为同步 静止 卫星 其运行轨道称为同步轨道 73 非同步卫星的运行周期不等于 通常小于 地球自转周期 其轨道倾角 轨道高度 轨道形状 圆形或椭圆形 可因需要而不同 从地球上看 这种卫星以一定的速度在运动 故又称为移动卫星或运动卫星 不同类型的卫星有不同的特点和用途 在卫星通信中 同步卫星使用得最为广泛 其主要原因是 第一 同步卫星距地面高达35800km 一颗卫星的覆盖区 从卫星上能 看到 的地球区域 可达地球总面积的40 左右 地面最大跨距可达18000km 因此只需三颗卫星适当配置 就可建立除两极地区 南极和北极 以外的全球性通信 如图3所示 74 75 卫星通信的特点 卫星通信系统以通信卫星为中继站 与其它通信系统相比较 卫星通信有如下特点 1 覆盖区域大 通信距离远 一颗同步通信卫星可以覆盖地球表面的三分之一区域 因而利用三颗同步卫星即可实现全球通信 它是远距离越洋通信和电视转播的主要手段 76 2 具有多址连接能力 地面微波中继的通信区域基本上是一条线路 而卫星通信可在通信卫星所覆盖的区域内 所有四面八方的地面站都能利用这一卫星进行相互间的通信 我们称卫星通信的这种能同时实现多方向 多个地面站之间的相互联系的特性为多址连接 77 3 频带宽 通信容量大 卫星通信采用微波频段 传输容量主要由终端站决定 卫星通信系统的传输容量取决于卫星转发器的带宽和发射功率 而且一颗卫星可设置多个 如IS 有46个 转发器 故通信容量很大 例如 利用频率再用技术的某些卫星通信系统可传输30000路电话和4路彩色电视 78 4 通信质量好 可靠性高 卫星通信的电波主要在自由 宇宙 空间传播 传输电波十分稳定 而且通常只经过卫星一次转接 其噪声影响较小 通信质量好 通信可靠性可达99 8 以上 5 通信机动灵活 卫星通信系统的建立不受地理条件的限制 地面站可以建立在边远山区 海岛 汽车 飞机和舰艇上 79 6 电路使用费用与通信距离无关 地面微波中继或光缆通信系统 其建设投资和维护使用费用都随距离而增加 而卫星通信的地面站至空间转发器这一区间并不需要投资 因此线路使用费用与通信距离无关 7 对卫星通信系统也有一些特殊要求 一是由于通信卫星的一次投资费用较高 在运行中难以进行检修 故要求通信卫星具备高可靠性和较长的使用寿命 二是卫星上能源有限 80 81 空分多址方式是指在卫星上安装多个天线 这些天线的波束分别指向地球表面上的不同区域 不同区域的地面站所发射的电波在空间不会互相重叠 即使在同一时刻 不同区