电工学-第15章现代通信技术.ppt

1、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

2、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/m 30 000 3 000 3 000 50 50 10 10 1 1 0.001,频率/kHz 10 100 100 6 000 6 000 30103 30103 300103 300103 30106,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,7,5351 605 kHz（属中波）。 1 MHz 通信宽度可提供 40 个信道。 信道间隔

3、为 25 kHz。 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

4、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

5、,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。,ASK FSK PSK,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1 MBS1,基站 N MBS N,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

6、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 150 m 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 200 m 内。 CT2 系统的组成 手机 基站 地区管理中心 本地集中器 管

7、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

8、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 1 min 。,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 46 GHz ， 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

9、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

10、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 6 400 km。 (2) TAT9 海底光缆系统，可提供 9 万路话路。 (3) 横跨太平洋的 TPC 3/HAW4 海底光缆 系统长 9 000 km。 (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 2 400 km。,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 15 km。 二、光的反射和折射,涂敷层,包层,一、光纤结构,n1 sin1 = n2 sin2,临界角 c 当1 c 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1