第1章13--通信技术入门解析.ppt

1、1.3通信技术导论，通信：各种信息的传输现代通信(电信):利用无线电波或光波双向传输信息的技术。如电报、电话、传真等。通信的三个要素：信源(信息的发送者)信宿(信息的接收者)信道(信息的载体和传输媒介)，发送者(接收者)的声音信源(接收者)作为传输信息，电话线作为传输媒介，电话线中的电流作为载体，1.3.1概述，信道的类型，根据传输信号的类型，信道可分为：模拟信道：用于传输连续模拟信号的信道，如架空明线和双绞线；用于传输广播和电视信号的宽带同轴电缆数字信道；离散数字信号，如用于传输计算机通信信号的基带同轴电缆和光缆；和两种类型的数字信号：基带信号：代表具有两个不同电压值的数字1和0的信号，它们

2、需要在数字信道上传输。宽带信号：通过调制基带信号并将其频谱转移到更高频率而形成的模拟信号。该模拟信号可以通过频分复用技术在模拟信道上传输。调制和解调(长距离传输)，调制将基带数字信号的波形转换成适合模拟信道传输的模拟信号波形。(将数字信号转换为模拟信号)解调将调制器转换的模拟信号波形恢复为原始基带数字信号波形。基本调制方法：幅度调制、频率调制、相位调制、多路复用(降低传输成本)、多路复用为了提高线路利用率，我们总是尝试在一条传输线上传输多个模拟信号(例如信道信息)或数字信号，这称为多路复用。复用技术通常包括：频分复用、时分复用、码分复用和波分复用。数字通信的优点是抗干扰能力强、误差可控、无噪声

3、积累、传输质量高、灵活性好，可以满足各种应用需求。可以通过声音、图像和数据传输的数字信号可以由计算机直接存储、管理和处理。数字信号比模拟信号更容易加密。因此，通信安全性高，数字电路易于用超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化和小型化，也降低了功耗。1.3.2数字通信，数字通信的应用，卫星电视在当今长途电话系统中继通信中的数字传输：采用数字传输技术传输模拟信号，1.3.2数字通信，数字通信系统的性能指标，数据传输速率(简称数据速率，即数据速率)是指在实际数据传输过程中单位时间内传输的二进制数的测量单位：信道带宽(也称为信道容量)，如比特/秒(bps)、千比特/秒(kbps)， 兆位/秒(M

4、bps)或千兆位/秒(Gbps)，信道允许的最大数据传输速率与传输介质、传输距离、复用方法、调制和解调方法等密切相关。 差错率是指在数据传输过程中，在指定时间内错误数据与传输数据总数的比率。端到端延迟是指数据从源传输到目的地所需的时间。1.3.2数字通信，1.3.3光纤通信和无线通信，(1)传输介质的类型和特性，(2)光纤通信，(3)传输介质、双绞线和同轴电缆的类型和特性，原理：利用电流(电压)传输信息双绞线被归类为3类线路(10mb/s)；5类线路(100 MB/s)；6级(200兆字节/秒)非屏蔽双绞线(UTP)；屏蔽双绞线(STP)，同轴电缆分类基带同轴电缆(50)传输数字信号，宽带同轴

5、电缆(75)传输模拟信号，2。光纤通信，传输介质：由光纤(光缆)传输的信号：光信号传输速率：大于1 Gb/s，光纤和光缆，光和光波在光纤、光纤中传播(当光的入射角足够大时，会发生全反射)。光波、光缆和光纤通信原理，光纤主要用于传输数字信号，而0信号或1信号直接调制光(即控制激光器的开/关振幅移位键控)。光波的频率是10141015赫兹。目前，一束光可以每秒传送2.5G或10G的二进制信号，并且还可以通过波分复用(WDM)技术实现更大的通信容量。在发送端，光源(半导体激光器或发光二极管)被要传输的数字信号(电信号)驱动，并且发射的光信号被调制。在接收端，信号被光电探测器(半导体光电池)放大、检测

6、和解调，转换成电信号，然后输出。调制光信号通过光纤传输。为了补偿光纤线路的损耗，消除信号失真和噪声干扰，中继器应该以一定的间隔连接。无线通信，原理：模拟信号或数字信号经电磁波调制后传输，微波通信，微波：电磁波范围为300兆赫300千兆赫，波长为1米毫米，特点是沿地球表面直线传播，无衍射。每隔几十公里就要建立一个中继站，它容量大、可靠性高、造价低、抗灾能力强。应用：长途电话、手机、全数字高清电视(HDTV)、卫星通信、卫星通信：中继站具有人造地球卫星微波通信的优点，如通信距离远、频带宽、容量大、抗干扰能力强、通信稳定。它具有成本高、工艺复杂、延时大的缺点。只有180颗卫星在同步轨道上，而赤道上方

7、35800公里的地方在地球同步轨道上。这颗卫星的运行周期与地球自转一周的周期相同。在地面上，这种卫星似乎是静止的。一颗同步轨道卫星覆盖约120个，三颗同步定点轨道卫星可以覆盖几乎整个地球，并进行24小时全天候通信。1.3.4移动通信，(1)什么是移动通信，(2)移动通信的原理，(3)第二代和第三代移动通信，什么是移动通信？移动物体之间的通信，如移动电话、无绳电话、寻呼系统等。优点：克服了通信终端对用户位置的限制，快速、及时地传输信息，基站、移动台(手机)、手机交换中心、公用电话网、蜂窝移动通信原理，每10公里和20公里的区域称为一个小区(像一个小区)，基站建在小区的中心。手机中的所有手机都向基

8、站发送信号，并接收基站发送的信号。所有的细胞都被分开并相互重叠。所有基站通过微波、电缆和光缆与移动交换中心通信。手机每时每刻都处于特定小区基站的控制之下，通话时使用两个频率(一个上行频率和一个下行频率)。同一手机中的不同手机同时使用不同的频率进行通信，而不会相互影响。相邻单元不允许使用相同的频率，非相邻单元的频率允许重复使用。第二代移动通信系统传输数字语音/文本信号。使用的频带是900兆赫/1800兆赫。中国使用两种标准：全球移动通信系统(欧洲移动通信系统，也称为全球系统和全数字系统)。中国电信的GSM网络已基本实现覆盖县级以上城市。接入号码为139135和130，采用频分复用技术(分为124

9、个上行和下行信道)和时分复用技术(每个信道有8个连接)。每个小区理论上支持992个连接，但实际上有超过200个码分多址(码分多址)，所有移动电话占用相同的带宽和频率。信号传输是在整个频带内进行的，但它们有不同的编码原理，即码分多址给每个手机分配一个唯一的码序列(扩频码)，并用它来编码携带信息的信号，抗干扰能力强，系统容量大，连接速率高，噪声低。第三代数字移动通信系统和第二代移动通信的缺点是：(1)数据传输速率太低(9.6千字节/秒或57千字节)(3)无法实现覆盖全球的第三代移动通信技术(简称3G)无缝连接的目标：(1)全球漫游；(2)适应各种环境，地面移动通信与卫星移动通信相结合；(3)提供高质量的语音通信、数据通信和高分辨率