电工学-第15章现代通信技术.ppt

1,第15章现代通信技术,15.3卫星通信,15.4光纤通信,15.1现代通信技术概述,15.2移动通信,下一章,上一章,返回主页,大连理工大学电气工程系,2,15.1现代通信技术概述,通信系统：完成信息传输任务的系统。按传输方式不同分类：有线通信、无线通信。系统组成：发射机、信道、接收机。,大连理工大学电气工程系,3,特点：结构简单，造价低，但操作不便，不易保密。,1.同频单工方式通信双方使用同一频率。单工是指接受和发射不能同时进行。系统图,一、无线通信方式,大连理工大学电气工程系,4,系统图,2.双频双工方式,特点：此法是最理想的，抗干扰能力强，但造价高。,大连理工大学电气工程系,5,3.半双工方式,大连理工大学电气工程系,6,波长/m300003000300050501010110.001,频率/kHz1010010060006000301033010330010330010330106,用途电报通信无线电广播、电报通信无线电广播、电报通信电视、导航、无线电广播电视、雷达、导航、接力通信,二、电磁波的传递,无线电波分为:长波、中波、短波、超短波、微波等。,大连理工大学电气工程系,7,5351605kHz（属中波）。1MHz通信宽度可提供40个信道。信道间隔为25kHz。电磁波的传播方式(1)地波沿地球表面传播（如长波、中波、依靠地波传播）。(2)天波依靠空中电离层的反射进行传播（短波、中波）。(3)直射波直接传播方式传播的电磁波（超短波、微波）。,我国无线电波的频率范围,大连理工大学电气工程系,8,按调制信号的不同调制方式可分为：模拟信号的调制数字信号的调制按调制参数不同调制方式可分为：振幅调制（简称调幅AM）频率调制（简称调频FM）相位调制（简称调相PM）,三、调制和解调,大连理工大学电气工程系,9,无线通信发射和接收部分原理图,调制将低频信号搬移到高频信号上去(载波信号)。解调将有用信号从载波信号中分离出来。,大连理工大学电气工程系,10,调幅（AM）,1.模拟信号的调制,传送信号包含在上下两个带内，载波本身不含任何信号。调幅方式在无线电广播和载波电话中应用广泛。,大连理工大学电气工程系,11,载波信号在调制信号的作用下瞬时频率发生了变化。在电视和超短波广播中广泛应用。缺点:超短波只能直线传播一二百公里,收视距离较短。,(2)调频（FM）,大连理工大学电气工程系,12,使高频载波信号的相位随低频调制信号的瞬时值正比变化的调制方式。调频和调相又统称为调角。调频时必然会引起调相，调相时必然会引起调频。,(3)调相（PM）,大连理工大学电气工程系,13,2.数字信号的调制,就是将二进制信息搬移到高频载波信号上，调制方式可以是调频、调幅、调相。,ASKFSKPSK,大连理工大学电气工程系,14,15.2移动通信,指双方至少有一方在移动中完成的通信。按应用环境分类陆地、海上、空中移动通信。按服务对象分类民用、军用、专用移动通信。按技术设备和服务对象综合分类(1)公众移动电话系统(2)无绳电话系统(3)无线寻呼系统(4)专用移动通信系统(5)无中心个人移动通信系统,大连理工大学电气工程系,15,基站1MBS1,基站NMBSN,一、公众移动电话系统,1.系统组成,移动电话交换台,大连理工大学电气工程系,16,2.网络结构,蜂窝式公众移动电话系统,大连理工大学电气工程系,17,由三部分组成:移动电话交换局（MTSO）各小区基站（MBS）移动用户台（MMS）目前国际上使用的通信系统有美国的AMPS系统、英国的TACS系统、北欧的NMT900系统、日本的LMTS系统。,蜂房式公众移动电话系统,大连理工大学电气工程系,18,第一代无绳电话（CT1）是室内使用的，服务半径为150m左右。第二代无绳电话（CT2）1989年推出的数字无绳电话系统。通信距离限定在200m内。CT2系统的组成手机基站地区管理中心本地集中器管理中心,二、无绳电话系统,大连理工大学电气工程系,19,无绳电话系统图,大连理工大学电气工程系,20,是一种单向的面向公众的移动通信系统。,三、无线寻呼系统,无线寻呼系统,大连理工大学电气工程系,21,寻呼接收机是一种便携式无线接收机，具有地址识别功能。,大连理工大学电气工程系,22,四、专用移动通信系统,只为某部门、某行业服务。例如：军事、公安、消防、铁路、出租车等。专用汽车调动移动通信系统（MCA）图,大连理工大学电气工程系,23,五、无中心个人移动通信系统,1982年推出该技术。特点：(1)将中心集中控制变为分散控制。(2)节省建网投资，提高了频率利用率。(3)加快了接续速度。(4)通信范围有限，适用于专用小系统。,专用移动通信系统的特点：(1)所有通信均需控制中心转接。(2)具有数据传输、传真功能。(3)限时服务，最长服务时间1min。,大连理工大学电气工程系,24,15.3卫星通信,是指以人造地球卫星为中继站，使地球上的各中继站之间实现通信。卫星通信发射频率一般为46GHz，属于微波波段。特点：(1)A、B站互发信息所以频率不同。(2)卫星中继站接收到信号经放大后，换一个频率再发射出去。,卫星通信系统,大连理工大学电气工程系,25,地球自转方向卫星飞行方向,同步轨道,全球卫星通信系统,一颗同步卫星覆盖地球表面的42.4%。,大连理工大学电气工程系,26,(1)应用范围广可传输电话、电报、传真、广播电视节目等。(2)通信距离远费用与通信距离无关（与时间有关）。(3)覆盖面大便于多地址连接通信，即在卫星覆盖面积内，所有地球站可公用一颗卫星实现站与站之间的双边和多边通信。(4)传输容量大通信卫星的发射频率在微波段，可供使用的频带很宽。而且空间站可设多个转发器，可容纳的信道多。,卫星通信的优点,大连理工大学电气工程系,27,(5)传输质量高，通信线路稳定可靠。卫星通信的缺点(1)投资昂贵，要求地球站和空间站的技术含量高。(2)有星蚀和日凌中断现象。,大连理工大学电气工程系,28,15.4光纤通信,大规模的光缆系统：(1)横跨大西洋的TAT8海底光缆系统，总长6400km。(2)TAT9海底光缆系统，可提供9万路话路。(3)横跨太平洋的TPC3/HAW4海底光缆系统长9000km。(4)我国已建成了以北京为中心的，连接各省会城市的多条光缆系统，最长为2400km。,大连理工大学电气工程系,29,纤芯,由若干根导线绞制成光缆，光缆出厂长度为15km。二、光的反射和折射,涂敷层,包层,一、光纤结构,n1sin1=n2sin2,临界角c当1c时，2=90o,大连理工大学电气工程系,30,三、光在光纤中的传播,（c为临界角）,当1c