第02章 现代通信技术概述

1、第二章第二章 现代通信技术概述现代通信技术概述第二章第二章 现代通信技术概述现代通信技术概述现代通信基本概念现代通信基本概念2.1移动通信移动通信2.2光纤通信光纤通信2.3微波通信微波通信2.4卫星通信卫星通信2.5现代通信新技术现代通信新技术2.62.1 现代通信基本概念v1. 通信系统的组成与分类 （1）通信系统的组成 通信的基本形式是在信源与信宿之间建立一个传输或转移信息的通道。建立该通道，实现信息传递所需的一切技术设备和传输介质的总和称为通信系统。 信道 信源 接收设备 信宿 噪声源 发送设备 图2-1 通信系统的组成2.1 现代通信基本概念v信源、信宿和信道的基本概念 信源：产生和

2、发送信号 信宿：接受和处理信号 信道：信源和信宿之间的传输线路和传输设备。 信道分物理信道和逻辑信道，同一物理信道可提供多条逻辑信道，而每一逻辑信道上只允许一路信号通过。2.1 现代通信基本概念（2）通信系统的分类 按传输媒质分类 数据通信数据通信有线通信有线通信无线通信无线通信双绞线双绞线光纤光纤同轴电缆同轴电缆短波通信短波通信微波通信微波通信卫星通信卫星通信移动通信移动通信2.1 现代通信基本概念v按工作频段即通信设备的工作频率，通信系统可分为长波通信、中波通信、短波通信和微波通信等。v按通信业务的不同分类，通信系统可分为话务通信和非话务通信。 v按通信者是否运动分类，通信分为移动通信和固

3、定通信。v按调制方式可将通信系统分为基带传输和频带传输。常见调制方式及应用场合见课本表2-1。v按信道中所传信号的特征分为模拟通信系统与数字通信系统。与模拟通信相比，数字通信具有许多优点。2.1 现代通信基本概念v 数字通信的优点： 抗干扰能力强图2.2 （a）模拟通信图2.2 （ b ）数字通信2.1 现代通信基本概念 便于存储，便于加密处理。声声/电电语声语声 模模/数数加密加密电电/声声语声语声 数数/模模解密解密2.1 现代通信基本概念 设备便于集成化、小型化。 便于多路复用。 便于组成综合业务数字网（ISDN）。 ft043212.1 现代通信基本概念v相对于模拟通信来说，数字通信主

4、要有以下两个缺点： 占用频带宽。 一路模拟电话信号只需4KHz带宽，而数字电话则需64KHz，但随着光纤通信技术、窄带调制技术和数字频带压缩技术的发展，数字通信占用带宽的问题会逐步缩小。 系统设备比较复杂。 数字通信中要准确地恢复信号，接收端需要严格的同步系统，以保持接收端和发送端严格的节拍一致、编码一致。因此，数字通信系统及设备一般都比较复杂。 2.1 现代通信基本概念2 通信方式与传输技术（1）通信方式v按消息传送的方向与时间分为单工通信、半双工通信及全双工通信3种。 单工数据传输只支持数据在一个方向上传输，如电视网、广播、收音机；半双工通信实际上是一种可切换方向的单工通信，如对讲机的信号

5、传输；全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，如电话系统。2.1 现代通信基本概念v按照数字信号代码排列顺序不同，可将通信方式分为串行传输和并行传输， 发送端接收端123N发送端接收端1N+12NN+22N（a）串行通信（b）并行通信图2-3 串行通信与并行通信2.1 现代通信基本概念v通信的网络形式通常可分为3种：点到点直通方式、交换方式和分支方式。 点到点直通方式是终端A与终端B之间的线路是专用的；它是通信网络中最为简单的一种形式，是网络通信的基础。 交换方式是终端之间通过交换设备灵活地进行线路交换的一种方式。 分支方式的每一个终端（A、B、C、N）经过同一信道与转接站相互连接，此时，

6、终端之间不能直通信息，必须经过转接站转接，此种方式只在数字通信中出现。 2.1 现代通信基本概念（2）传输技术 为提高通信系统的传输效率，使给定信道能尽量高速、可靠的传输多个信源信息，往往需要利用多种传输技术，其中主要包括调制解调技术、信道复用技术、同步技术和抗干扰技术等。2.1 现代通信基本概念v 调制解调技术 为了使信息能在给定传输媒介的频率范围内传输，需要将信源信号的频谱搬移到给定频率范围内，这可通过调制来实现。常用的调制方式有调幅、调频、调相等。 调幅（AM）：载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式，如“0”对应于无载波输出，“1”对应于有载波输出。 调频（FM）：载波的瞬时

7、频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式，如“0”对应于频率f1，“1”对应于频率f 2。 调相（PM）：载波的相位随原基带数字信号而变化，如0对应0，1对应180。 2.1 现代通信基本概念 1 0 1 1 0 0 1 0 ASK FSK PSK 图2-4 数字调制的3种基本形式2.1 现代通信基本概念v 复用技术 在通信系统中，为高效利用传输介质，提高信道的利用率和传输能力，通常采用信道复用技术。常见的信道复用技术有频分复用、时分复用 、波分复用 和码分复用。v 频分复用技术（FDM）：所有的用户在同样的时间占用不同的带宽资源，如图2-5所示。频率 3 频率 时间 频率 1 频

8、率 2 频率 4 频率 5 图2-5 频分复用2.1 现代通信基本概念v 时分复用技术（TDM）：所有的用户在不同的时间占用同样的频带宽度，如图2-6所示。频率 时间 周期性出现 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 图2-6 时分复用2.1 现代通信基本概念v 波分复用技术（WDM）：在一根光纤上使用不同的波长同时传送多路光波信号。WDM 用于光纤信道。v 码分复用技术（CDM）：通过码型来区分用户，即每个信道作为编码信道实现位传输（特定脉冲序列），每个信道都有各自的代码，并可以在同一光纤上进行传输以及异步解除复用。 频率CDMA码时间图2-7 码分复用2.1 现代通信基本

9、概念v同步技术 异步通信中收发双方的时钟是独立的，发送端可以在任意时刻开始发送字符，但必须在每一个字符加上起始位和停止位，以便使接收端能够正确地将字符接收下来。 同步通信是使接收端与发送端的时钟严格保持一致，发送方先发送一个或两个特殊字符来表示数据传输的开始，该字符称为同步字符，当发送方和接收方达到同步后，就可以发送一大块数据，而不再需要每个字符都用起始位和停止位，这样可以明显地提高数据传输速率。 2.1 现代通信基本概念v抗干扰技术 实际通信系统中信号在传输时都不可避免的存在噪声、色散等干扰，它们影响信息传输的可靠性。信道编码和最佳接收是两种主要的解决传输可靠性的抗干扰技术。 通过信道编码这

10、一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。 最佳接收的目标就是从噪声中最好地提取有用信号，降低接收码元的误码率。最佳接收一般是相对于某个最佳准则而言，数字通信中常用的最佳准则有：最佳输出信噪比准则，即匹配接收；最佳差错概率准则，即相关接收。 2.1 现代通信基本概念（3）衡量数字通信的主要指标 通信过程中我们最关心的是信息传输的快慢和准确性，相应的，衡量数字通信系统性能的指标主要是有效性和可靠性。有效性主要包括信息传输速率、符号传输速率、信道容量和频带利用率。可靠性指标包括误码率和信号抖动。通信系统的有效性和可靠性是相互矛盾的，二者

11、往往不能同时满足最高要求。 2.1 现代通信基本概念v有效性指标 信息传输速率 信息传输速率也称为传信率或比特率，是指单位时间内传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bit/s。计算公式： S=（1/T）log2N 式中T为一个数字脉冲信号的宽度（全宽码）或重复周期（归零码），单位为秒；N为一个码元所取的离散值个数。通常N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。2.1 现代通信基本概念2.1 现代通信基本概念v符号传输速率 符号传输速率也称为传码率或码元传输速率，是指单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。

12、计算公式： B=1/T 式中T为信号码元的宽度，单位为秒。信号传输速率，也称码元速率、调制速率或波特率。 由上两式可得： S=Blog2N或B=S/log2N 2.1 现代通信基本概念v信道容量 信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位是位/秒（bit/s）。信道容量与数据传输速率的区别是前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限；而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。v 信道频带利用率 信道频带利用率是指单位频带内的传输速率。衡量不同通信系统时，除比较其传输速率外，还应比较在这样的传输速率下使用的频带宽度。一般通信系统占用频带越宽，其信息传

13、输速率应该越大。2.1 现代通信基本概念v可靠性指标 误码率 误码率是信号在传输过程中出错的概率。同样的信道特性下误码率越低，系统可靠性越好。我们通常用Pe表示误码率。Pe是二进制数据位传输时出错的概率，即发生差错的码元数在传输总码元数中所占的比例。在计算机网络中，一般要求误码率低于10-6，若误码率达不到这个指标，可通过差错控制方法检错和纠错。 Pe=Ne/N 式中Ne为其中出错的位数；N为传输的数据总数。 2.1 现代通信基本概念v信号抖动 数字通信系统中信号抖动是指数字信号码元相对于标准位置的随机偏移，信号抖动一般由信道传输特性、噪声等引起。在多中继传输系统中，信号抖动也会产生累积。2.

14、2 移动通信1. 移动通信概述 v移动通信概念 移动通信是指通信双方有一方或两方处于运动中的通信，可以是移动体之间的通信，也可以是移动体和固定体之间的通信。移动通信几乎集中了有线和无线通信的最新技术成就，不仅可以传送话音信息，而且还能够传送数据信号和图像信号，使用户可随时随地、快速、可靠地进行多种信息交换。2.1 现代通信基本概念v移动通信的产生与发展 模拟移动通信系统，接续工作由人工操作完成，采模拟移动通信系统，接续工作由人工操作完成，采 用用电子管，体积庞大、笨重且昂贵，使用短波段。电子管，体积庞大、笨重且昂贵，使用短波段。第一阶段第一阶段交换系统为自动交换，接续效率高，采用晶体管，体交换

15、系统为自动交换，接续效率高，采用晶体管，体 积大为减小，使用甚高频。积大为减小，使用甚高频。第二阶段第二阶段 第一代移动通信系统（蜂窝系统）第一代移动通信系统（蜂窝系统） 第三阶段第三阶段 第二代移动通信系统广泛应用和第三代移动通信系统第二代移动通信系统广泛应用和第三代移动通信系统的具体的设计、规划和实施阶段。的具体的设计、规划和实施阶段。第四阶段第四阶段 18871887年，马可尼在陆地和一艘轮船上完成无线通信试年，马可尼在陆地和一艘轮船上完成无线通信试验，标志无线通信的开始。验，标志无线通信的开始。19281928年，美国警用车辆的车载无线电系统，标志移动年，美国警用车辆的车载无线电系统，

16、标志移动通信的开始。通信的开始。19461946年，年，BellBell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网，电话网，19601960年，实现无线频道自动选择域公用电话年，实现无线频道自动选择域公用电话网自动拨号连接。网自动拨号连接。19741974年，美国年，美国BellBell实验室提出蜂窝移动通信的概念。实验室提出蜂窝移动通信的概念。 移动通信的发展历程移动通信的发展历程2.1 现代通信基本概念 1980s1980s，第一代移动通信系统，第一代移动通信系统，19831983年美国的年美国的AMPSAMPS，19801980年北欧的年北欧的NMTNMT

17、，19791979年日本的年日本的NAMTS,1985NAMTS,1985年英年英国国TACSTACS系统系统,1987,1987年年1111月，第一个移动电话局在广月，第一个移动电话局在广州开通。州开通。 1990s1990s，第二代移动通信系统，第二代移动通信系统，19921992年商用的年商用的GSMGSM，19911991年北美的年北美的IS-54IS-54，19931993年日本的年日本的PDC,1993PDC,1993年美年美国提出的国提出的IS-95IS-95（N-CDMAN-CDMA） 2000s2000s，第三代移动通信系统，第三代移动通信系统，欧洲、日本欧洲、日本的的WCD

18、MAWCDMA ，北美北美的的CDMA-CDMA-20002000 ，中国中国的的TD-SCDMATD-SCDMA 移动通信的发展历程移动通信的发展历程2.1 现代通信基本概念1993年9月18日，浙江嘉兴首先开通了我国第一个数字移动通信网。1994年10月，第一个省级数字移动通信网在广东省开通。GSM以它相对于第一代移动通信的优势，目前广泛地占有市场。同时，在GSM基础上，增加了一些新技术，如通用分组无限技术（GPRS)、无线应用协议(WAP)和无线接口技术(篮牙技术)，增加了多媒体功能。如上网，聊天，传送彩色图片，后发电子邮件，数码照相机，语音拨号,彩色显示，称之为第二代向第三代过渡的“2

19、.5G”。 移动通信的发展历程移动通信的发展历程2.1 现代通信基本概念v系统间没有公共接口。v 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展。v 频率利用率低，无法适应大容量的要求。v 安全性差，易于被窃听，易做“假机”。第一代移动通信系统特点第一代移动通信系统特点2.1 现代通信基本概念系统的优点：v 频谱利用率，系统容量大。v 用户能获得多种服务（以话音业务为主，并提供低速率以电路型为主的数据业务）。v 能自动漫游。v 话音质量比第一代好, 保密性好。v 可以与ISDN、PSTN等网络互连。v 抗干扰能力强、用户设备小、成本低。v 传输速率:8kb/s第二代移动通信系统第二代

20、移动通信系统2.1 现代通信基本概念系统的缺点：v 数据功能差，不能支持多媒体业务。如使用GSM手机上网，理论上只能达到9.6k的上网速度。v全球不同的第二代移动通信系统彼此间不能兼容，使用的频率也不一样，全球漫游比较困难。第二代移动通信系统第二代移动通信系统2.1 现代通信基本概念v 具有全球标准，使用全球公共频带v 具有全球使用的小型终端v 具有全球漫游能力v 从媒体（Media）多媒体（Multi-media）v 微蜂窝结构v 提高改良的频率使用效率v 具有易于向下一代系统发展的灵活性v 具有高速的分级数据速率v 在固定位置环境下能达到2Mbps，对步行用户能达到384kbps，对车载用

21、户能达到144kbps 第三代移动通信系统第三代移动通信系统2.1 现代通信基本概念2.2 移动通信v人们还没有完全了解3G时，4G已经在实验室悄然进行。4G与传统通信技术相比，最明显的优势在于通话质量和数据通信速度。其数据速率将从3G的2Mb/s提高到100Mb/s，移动速率从步行到车速甚至更快。4G对无线信道的频率使用率将大大提高，之前通信系统的兼容性问题也将在4G标准中得到解决。2.2 移动通信v移动通信系统的组成 蜂窝移动通信系统由若干个六边形小区覆盖而成，呈蜂窝状，包括移动台（MS）、基站分系统（BSS）和移动业务交换中心（MSC），如图2-9所示。 2.2 移动通信图2-9 移动通

22、信系统组成2.2 移动通信2. GSM数字蜂窝移动通信系统 vGSM的特点 GSM-Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统，1991年开始投入使用，是世界上主要的蜂窝系统之一。 2.2 移动通信GSM的特点主要表现在以下几方面。vGSM的移动台具有漫游功能，可以实现国际漫游。vGSM可以提供多种数据业务。vGSM具有较好的保密功能。 vGSM系统容量大、通话音质好，便于数字传输，可与今后的ISDN兼容，还具有电子信箱、短消息业务等功能。vGSM系统采用小区制，小区覆盖半径大多为125km，每个小区设有一个（或多个）基站，用以负责本小区移

23、动通信的联络和控制等功能。2.2 移动通信vGSM的工作频率 我国GSM手机占用频段主要是900MHz和1800MHz，即GSM900和GSM1800，GSM1800也称为DCS1800（1800MHz的数字蜂窝系统）。 GSM900的工作频段如下：移动台发送、基站接收的上行频段为905915MHz；基站发送、移动台接收的下行频段为950960MHz。可见GSM900可用频带为10MHz，上下行频段间隔45MHz。 国际GSM1800规定的DCS频率为上行：17101785MHz，下行：18051870MHz。 2.2 移动通信3. CDMA移动通信系统vCDMA基本概念CDMA的英文全称是C

24、ode Division Multiple Access（码分多址），根据美国标准IS-95设计。CDMA是扩频通信技术的基础上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术，能够更加充分的利用频谱资源，更加有效的解决频谱短缺问题，因此被视为是实现第3代移动通信的首选。2.2 移动通信 扩频通信, 即扩展频谱通信（Spread Spectrum Communication），是一种把信息的频谱展宽之后再进行传输的技术。与普通通信相比较，扩频通信具有以下优点：v扩频信号具有隐蔽性，由于扩频信号被扩展到很宽的频带内，其功率谱密度明显低于环境噪声和干扰电平，信号难以检测，隐蔽性好；v扩频信号具有保密性，扩频

25、通信采用伪随机序列码，接收端只有按照发送端的伪随机序列规律才能解扩频，从而恢复传输的信息，因此信号保密性好；2.2 移动通信v扩频信号具有很强的抗干扰能力；v系统容量大，扩频通信中多个用户可以共用一个频段进行码分多址通信，他们通过不同的伪随机序列作为地址码区分不同用户的信号，因此通信容量比其他多址方式更大。2.2 移动通信vCDMA通信系统的特点： 具有软切换功能。 具有软容量特性，即系统容量是可变的。 具有小区呼吸功能 CDMA手机更加绿色环保 存在多址干扰和远近效应。 2.2 移动通信vCDMA通信系统的频率 我国CDMA系统最初频段为800MHz，其基站收信频段为825835MHz，基站

26、发信频段为870880MHz，随着技术的发展，目前CDMA也扩展到1900MHz频段，我国使用的18001900MHz的频段如下：基站收信频段是18001825MHz，基站发信频段是18751900MHz。2.3 光纤通信 1. 光纤通信的发展与现状 光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段： 第一阶段(19661976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。第二阶段(19761986年)，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。第三阶段(19861996年)，这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期。2.3 光纤通信 2.光纤通信系统的组成与特点

27、 数字光纤通信系统由发送设备、 传输信道和接收设备三大部分构成，如下图：调 制 光检测 放 大 判 决 再 生 电 端 机 光检测 光 源 电 端 机 光 源 光发信机 光收信机 图2-10 光纤通信系统基本组成示意图2.3 光纤通信 v光纤通信的特点 传输频带极宽，通信容量很大。一根光纤的潜在带宽可达20THz，可以同时传输1000亿个话路，虽然目前还未达到如此高的容量，400Gbit/s系统已经投入商业使用。 由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远。 光纤抗电磁干扰，保密性好。光纤通信不受各种电磁干扰，光纤中传输的光信号只在光纤的纤芯中传输，很少泄露出去，因此保密性好。 2.3 光纤通信

28、 v光纤尺寸小、重量轻，便于运输和敷设。 v耐高温，耐化学腐蚀，可以应用于多种场合。 v光纤是由石英玻璃拉制成形，原材料来源丰富，并节约了大量有色金属。 v光纤通信的缺点有：光纤质地脆，机械强度差，弯曲半径不宜过小；光纤的切断和连接操作技术复杂；分路、耦合不灵活。2.3 光纤通信 3. 光纤与光缆 v光纤 光纤芯线由纤芯、包层、涂覆层和套塑四部分组成。 纤芯完成光信号的传输，包层将光信号封闭在纤芯中并起到保护纤芯的作用。2.3 光纤通信 图2-11 光纤结构2.3 光纤通信 v光缆 光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成。缆芯是由单根或多根经二次涂覆处理后的光纤组成，用于传输光波。加强元件一

29、般用金属丝或非金属的合成纤维，其作用是增强光缆敷设时可承受的拉伸负荷。护层主要是对已形成光缆的光纤芯线起保护作用，避免受外界机械力和特殊环境的损伤，护层一般具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性。 图图 4.4 紧套和松套光纤结构示意图紧套和松套光纤结构示意图(a) 紧套光纤结构示意图；紧套光纤结构示意图； (b) 松套光纤结构示意图松套光纤结构示意图v 层绞式光缆 将若干根光纤芯线以强度元件为中心绞合在一起，如图 (a)所示。v 单位式光缆 将几根至十几根光纤芯线集合成一个单位，再由数个单位以强度元件为中心绞合成缆，如图 (b)所示。 骨架式光缆 将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内，骨架中心是强

30、度元件，骨架上的沟槽可以是V型、U型或凹型，如图 (c)所示。带状式光缆 将412根光纤芯线排列成行构成带状光纤单元，再将多个带状单元按一定方式排列成缆，如图 (d)所示2.3 光纤通信 4. 光源与光电检测器 v光源 光源是光发射机的关键器件，其功能是把电信号转换为光信号。目前光纤通信广泛使用的光源主要有半导体激光二极管或称激光器(LD)和半导体发光二极管或称发光管(LED)，有些场合也使用固体激光器。 光源一般应具有以下特点： 体积小，发光面积应与光纤芯径的尺寸相匹配，而且光源和光纤之间应有较高的耦合效率。2.3 光纤通信 v发射的光波波长应适合光纤的两个低损耗波段，即短波长0.85m和波

31、长 1.31m、1.55m。v可以直接进行光强度调制，而且与调制器的连接应该是很方便的。v可靠性高，工作寿命长，稳定性好，互换性好。v发射的光功率应足够大，并且响应速度要快。v温度特性要好。2.3 光纤通信 光电检测器v一般光纤通信系统对光电检测器有如下要求：v响应度足够高，即对一定的入射光功率能够输出尽可能大的光电流。v响应速度足够快，以适用于高速宽带系统。v噪声低，对信号影响小。vPI曲线线性好，信号光电转换不失真。v体积小，工作寿命长。 2.3 光纤通信 5. 全光网络 全光网络是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术完成的先进网络。它包括光传输、光放大、光再生、光交换、光存储

32、、光信息处理、光信号多路复接/分插、进网/出网等许多先进的全光技术。 6. 光纤通信系统的应用 光纤可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。光纤在通信网、广播电视网与计算机网，以及在其它数据传输系统中， 都得到了广泛应用。 2.3 光纤通信 v 通信网，包括全球通信网、各国的公共电信网、各种专用通信网、特殊通信手段。v 构成因特网的计算机局域网和广域网，如光纤以太网、 路由器之间的光纤高速传输链路。v 有线电视网的干线和分配网；工业电视系统，如工厂、 银行、商场、交通和公安部门的监控； 自动控制系统的数据传输。 v 综合业务光纤接入网，分为有源接入网和无源接入网， 可实现电话、数据、视频及多媒体

33、业务综合接入核心网，提供各种各样的社区服务。 2.4 微波通信 1.微波通信简介 微波通信是指用微波频率作为载波携带信息，进行中继（接力）通信的方式。微波是指频率在300MHz300GHz范围内的电磁波，目前通常使用的微波频率范围只有1GHz40GHz。其相应的波长为1m1mm，还可以细划为分米波（300MHz3GHz）、厘米波（3GHz30GHz）和毫米波（30GHz300GHz）。 微波中继通信系统的组成 一条微波接力通信线路通常由终端站、枢纽站、分路站（也有不设分路站的）和若干个中继站（也称再生站）组成，长度在几百公里甚至长达10002000公里，如图2-12所示。2.4 微波通信 中继

34、站 终端站 枢纽站 上下话路站 图2-12 微波通信线路 2.4 微波通信 微波通信的特点 v视距通信，接力传输。v稳定性好。微波的单色性特点使其受季节、时辰和气候等因素的影响较小，在视距范围内传播特性相当稳定，因此微波通信的稳定性较好。v通信灵活性大，受地理环境影响小，可靠性高。v建站快，投资少。2.4 微波通信 2. SDH数字微波通信系统 SDH（Synchronous Digital Hierarchy）同步数字系列是新一代的数字微波传输体制，具有以下优点：v统一的比特率，统一的接口标准，为不同厂家设备间的互连提供了可能。v网络管理能力大大加强。v提出了自愈网的新概念。用SDH设备组成

35、的带有自愈保护能力的环网形式，可以在传输媒体主信号被切断时，自动通过自愈网恢复正常通信。v采用字节复接技术，使网络中的上下支路信号变得十分简单。 2.4 微波通信 3. 数字微波通信的应用 v干线光纤传输的备份及补充，如点对点的SDH微波、PDH微波等。主要用于干线光纤传输系统在遇到自灾害时的紧急修复，以及由于种种原因，不适合使用光纤的地段和场合。v农村、海岛等边远地区和专用通信网中为用户提供基本业务的场合。v城市内的短距离支线连接。v应用于未来的宽带业务接入以及无线微波接入中。2.5 卫星通信1.卫星通信简介 卫星通信是宇宙无线电通信的一种形式，是利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电

36、波，在两个或多个地球站之间进行的通信。这里所指的地球站是指设在地球表面，包括地面、海洋和大气中的通信站。2.4 微波通信 卫星通信系统的特点 卫星通信系统与其他通信系统相比，具有以下特点。v通信距离远，建设成本几乎与距离无关。v覆盖面积大，可以进行多址通信。v通信频带宽，容量大。v通信质量好，可靠性高。2.4 微波通信 2. 卫星通信系统的组成与工作方式 卫星通信系统的组成 卫星通信系统包含通信卫星和各种地面站。从功能上分，地面除通信系统地面站外，还有测控和管理系统站，如图2-13所示。通信卫星 测控系统 地面站 监控管理系统 图2-13 卫星通信系统的基本组成 2.4 微波通信 v卫星通信系

37、统的工作方式 卫星通信系统可以实现单工或双工通信，其工作方式有单跳和双跳两种。中继地球站地球通信卫星2通信卫星1地球站A地球站B中 央 主站通信卫星地球站A地球站B通 信 卫星(a) 单跳(b) 同一卫星覆盖区双跳(c)两个卫星覆盖区双跳2.6 现代通信新技术1.3G移动通信技术 2000年IMT-2000国际移动通信系统（即3G移动通信系统）开始投入商用，从此3G逐渐走入了人们的视线，越来越多的人们开始了解3G并办理3G业务，享受其带来的高质量的话音业务和高速率的数据业务。v3G的标准 3G的主流标准为WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）

38、、CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000）和TD-SCDMA（Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access）。2.6 现代通信新技术 3G的频谱分配 国际电信联盟给3G划分了230MHz的频带，上行为18852025MHz，下行为21102200MHz。 我国3G频谱划分如下：v 1710-1755/1805-1850MHz和1865-1880/1945-1960MHz，带宽共120 MHz，用于蜂窝移动通信业务；v 1880-1900/1960-1980MHz，带宽共40MHz，

39、原计划用于无线接入（FDD方式），现只批准我国自行研制的S-CDMA系统使用1880-1885MHz的频段；v 2535-2599MHz，带宽共64MHz，临时性用于多路微波有线电视传输系统。2.6 现代通信新技术v1900-1920MHz，带宽共20MHz，用于无线接入（可用于DECT和PHS等时分或码分方式），主要用来解决集中在密集办公室区域的专业网以及机关、团体和家用无绳电话等需求；v2400-2483.5MHz，带宽共83.5 MHz，主要用于短距离、短信息的数据通信系统以及计算机数据通信系统等。该段频率与工业、科学、医疗设备（ISM）无线电电磁波辐射频段共用；2.6 现代通信新技术3G的特点 v3G是一个在全球范围内覆盖和使用的系统，它将实现全球无缝漫游。v3G具有支持多媒体业务的能力，特别是支持Internet业务。v3G的业务支持从话音、分组数据到多媒体业务；应能根据需要提供带宽。v3G便于过渡、演进。由于