《网路通讯世界》PPT课件.ppt

網路通訊世界,組別：第八組,主題範圍：一、跨入太空通信 二、全台通信網的健全,指導老師：雷智偉 U9625089 余孟杰：中新一號衛星 U9641392 許筑婷：微波通信 U9643038 林漢生：衛星的發展 U9641388 呂耀源：衛星的發展(2) U9643034 盧睿明：公共電話,中新一號衛星,一、通訊衛星功能 二、我國第一枚商用衛星ST-1（中新一號） 三、衛星運用多元化 四、中新一號發射成功之影響,報告人：行銷1A U9625089 余孟杰 參考資料.tw/grandsoft/cm/058/afo587.htm,一、通訊衛星功能,人造衛星一般可分成資源衛星、氣象衛星、通訊衛星、間諜(偵察)衛星、科學衛星與定位導航衛星等幾類 通訊衛星特色：採地球同步軌道運行，高掛在36000公里高的高空上擔任通信訊號的中繼站與傳遞訊號，如國際間的國際電話、越洋電視轉播或目前電視新聞的SNG現場連線等，1998年所發射而我國擁有一半主權的中新一號衛星即是屬於這類的同步通訊衛星，值得一提的這種利用同步衛星來通信的概念是由著名科幻小說家亞瑟克拉克在人造衛星還未發明前所提出來的。,二、我國第一枚商用衛星ST-1,我國第一枚商用通訊衛星中新衛星(ST-1在1998年8月26日清晨，於南美洲法屬圭亞那太空中心順利升空，由亞利安太空公司亞利安四號火箭負責載送的重要任務，於1998年10月提供正式服務。中新一號衛星屬於高軌道同步衛星，距離地球表面三萬六千公里的軌道中，使用年限長達十二年。,三、衛星運用多元化,廣播電視應用 中繼通訊與備援通訊 衛星直播網際網路服務 小型衛星地面站(VSAT)網路,四、中新一號發射成功之影響,解決多年來，台灣的衛星通訊都是透過間接管道，毫無主控權可言。,微波通信,金三D 9641392 許筑婷,微波簡史,微波的發展是與無線通信的發展是分不開的 用於空間傳輸的電波是一種電磁波 微波通信是二十世紀50年代的產物,微波通信與應用,所謂微波是一種具有極高頻率（通常為300MHz300GHz），波長很短，通常為1m1mm的電磁波。在微波頻段，由於頻率很高，電波的繞射能力弱，所以信號的傳輸主要是利用微波在視線距離內的直線傳播，又稱視距傳播。這種傳播方式，雖然與短波相比，具有傳播較穩定，受外界干擾小等優點，但在電波的傳播過程中，卻難免受到地形，地物及氣候狀況的影響而引起反射，折射，散射和吸收現象，產生傳播衰落和傳播失真。 微波擴頻通信技術特點是利用偽隨機碼對輸入信息進行擴展頻譜編碼處理，然後在某個載頻進行調制以便傳輸。屬於中程寬帶通信方式。微波擴頻通信技術來源於軍事領域，主要開發目的是對抗電子戰干擾。,微波擴頻通信具有的特點,建設無線微波擴頻通信系統目前無需申請、帶寬較高、建設周期短 一次性投資、建設簡便、組網靈活、易於管理，設備可再次利用 相連單位距離不能太遠，並且兩點直線範圍內不能有阻擋物 抗噪聲和干擾能力強，具極強的抗窄帶瞄准式干擾能力，適應軍事電子對抗 能與傳統的調制方式共用頻段 信息傳輸可靠性高 保密性強，偽隨機噪聲使得信號不易被發現而有利於防止竊聽 多址復用，可以採用碼分復用實現多址通信 設備使用壽命較長,微波的其他應用,雷達 電視表演 國防系統 飛行中的飛彈,衛星的發展,報告人：林漢生 科系：財管系1A,何謂衛星?,衛星可以指： 天然衛星指的是環繞一顆行星按閉合軌道做周期性運行的天體。 人造衛星是由人類建造，以太空飛行載具如火箭、太空梭等發射到太空中，像天然衛星一樣環繞地球或其它行星的裝置。,衛星的歷史,基本上，凡是繞著行星在固定軌道上運行的物體，都可稱為衛星。不過，人造衛星並非只限定於繞著地球或其他行星的人造物體而已，如美國的 SOHO 衛星，繞著太陽進行觀測太陽的任務，應該算是人造行星，但仍稱為人造衛星。 第二次世界大戰後，火箭工業的發展突飛猛進，以美國與蘇聯兩大陣營為代表，都把發射衛星列為重要目標。一九五七年十月四日，蘇聯搶先發射了世界上第一顆人造衛星史普尼克一號（Sputnik 1）。同年十一月三日，蘇聯的史普尼克二號將一隻名為萊卡的小狗送上了太空，這是人類首度將生物送上太空。一九六一年四月十二日，蘇聯將太空人蓋加林（Yuri A. Gagarin, 1934-1968）以東方一號（Vostok 1）送上太空，這是人類首度 踏上太空的領域。 目前有能力發射衛星的國家有美國、俄羅斯、歐盟、日本、中共、印度與以色列，但這並不代表只有這幾個國家才擁有衛星，早在六與七年代，加拿大、印尼、巴西、義大利等國家就已有自己的衛星。,第一顆人造衛星,史潑尼克一號或稱史普尼克一號（俄語：-1，衛星一號或俄語：Sputnik，旅行者或音譯史潑尼克）是第一顆進入地球軌道的人造衛星。在蘇聯於1957年10月4日於拜科努爾太空中心發射升空。由於這時正值冷戰，史潑尼克一號的發射震撼了整個西方，在美國國內引發了一連串事件，如 史潑尼克危機、華爾街發生小股災。史潑尼克一號毫無先兆而成功的發射，導致美國的極大恐慌，並造成史潑尼克危機，因此亦激起美蘇兩國之後持續20多年的太空競賽，成為冷戰的一個兩強主要競爭點。 (附註:蘇聯在航太領域方面的起步雖比美國早,但後來由於資金,人才等各種問題,以致這場太空競賽的最後結果,是美國勝出而非蘇聯。),人造衛星必需具備的基本構造,衛星的外型以柱體的設計居多，因為要把一顆衛星塞到運載火箭的頭部，唯有柱狀能獲得最大的空間。衛星主要可分為兩大部分，一是有特定用途的酬載（payload），另一部分就是衛星本體，包括各種次系統。 酬載就是裝載在衛星中的乘客，如各種探測、照相設備，或是通訊天線等。何謂衛星的次系統呢？衛星除了因應任務所搭載的特殊儀器外，尚須有各種輔助系統來完成運作。,中華衛星2號,衛星載臺上的次系統,人造衛星必需承受火箭發射時的高加速度以及支持酬載與元件的安裝，所以必需要有一適合使用的結構體。 為避免太空中高低溫的差別而導致電子儀器的損壞，所以人造衛星必需有熱控系統以控制各部位的溫度。 人造衛星在運行中會逐漸偏離軌道，必須要有噴進系統以內藏的小型火箭推動衛星至所需的軌道。 為保持預定的位置及指向，人造衛星必需要有姿態控制系統以控制衛星的轉向。 人造衛星需要電力系統以提供各種儀器裝備的能源，通常電力系統包含太陽電能板及電池。 人造衛星必需要有通訊指令系統以保持與地面的通訊聯絡及接受地面控制人員的操作指令。,各式各樣的太空衛星,衛星的功能根據其酬載而不同，以下便是一般常見的衛星分類。 科學衛星： 送入太空軌道，進行大氣物理、天文物理、地球物理等實驗或測試的衛星，如中華衛星一號、哈伯等。 通訊衛星： 做為電訊中繼站的衛星，如：亞衛一號。 軍事衛星： 做為軍事照相、偵察之用的衛星。 氣象衛星： 攝取雲圖和有關氣象資料的衛星。 資源衛星： 攝取地表或深層組成之圖像，做為地球資源探勘之用的衛星。 星際衛星： 可航行至其他行星進行探測照相之衛星，一般稱之為行星探測器，如先鋒號、火星號、探路者號等。,通訊衛星,衛星問與答,何謂酬載（Payload）？ 酬載（Payload）就是太空飛行體中被裝載的貨物。火箭的酬載可能是人造衛星；而人造衛星的酬載便是做科學實驗的儀器，或者是用來做通訊的天線等。 何謂載具（Vehicle）？ 載具（Vehicle）是指載送衛星至太空軌道的工具，如火箭和太空梭。 人造衛星的用途如何決定？ 人造衛星的組成基本上可分為衛星本體及酬載兩部份。酬載即是衛星用來做實驗或服務的儀器，衛星本體為維持酬載運作的載具。衛星的用途依其所攜帶的酬載而定。,人造衛星為何可以在太空飛行而不掉落？ 依物理原理，當物體作圓周運動時即會產生一離心力，此離心力的大小與轉速平方成正比。因此速度越大則離心力越強，當離心力與地心引力平衡時物體即可環繞地球不停的運轉，所以人造衛星的飛行速度必需大到能平衡地心引力的地步，才可不停飛行而不掉落。 天上的人造衛星是否會互相碰撞？ 天上的人造衛星雖然很多，但每個衛星都有一個地面站控制它的運作，同時國際組織也有規定同一軌道中每個衛星間的距離，所以天上的人造衛星不會發生碰撞事件。,人造衛星為何有各種不同的形狀？ 一般而言，人造衛星的形狀和大小與它所完成的任務有關，也因設計的限制因素不同而有差異，這些設計因素包括發射火箭載送的空間、酬載的大小、以及太空中飛行時各項元件的方向等。由於太空中幾乎無空氣阻力，故人造衛星無須像飛機一樣做流線型設計。 人造衛星的壽命如何決定？ 人造衛星壽命的主要決定因素在於其攜帶的燃料。衛星的燃料用完後會因軌道上極稀薄的氣體粒子的影響而減速，並墜入大氣中燒毀或墜落地表。也有衛星的設計是用殘存燃料將衛星推入極高的軌道（太空墓場）中。,人造衛星設計最大的困難為何？ 人造衛星造價昂貴，而且在進入軌道後幾乎無法回收修理，所以人造衛星的設計要求高可靠度。 人造衛星的使用必需能涵蓋地球表面的特定位置，在高空中極小的偏差即可造成極大的位移，所以人造衛星的設計要求高精確度。 人造衛星必需使用火箭發射至需要的高度，火箭的載重有一定的限制，所以人造衛星的設計必需特別注重重量的控制，以便承帶更多的燃料延長衛星使用的壽命。,引用資料,國科會大眾科學推廣教育，遨遊太空衛星科技篇，作者林 穎裕、蔡禹擎 維基百科 奇摩知識家,衛星通信(2),金三D 9641388 呂耀源,衛星通信的功能,利用通信衛星作為中繼站實現地球上各點之間的通信。主要進行電話電報電視傳真和數據傳輸。衛星通信一般只經過一顆衛星由衛星通信地球站向衛星傳輸的上行線路和衛星向地球站傳輸的下行線路完成。但有時信號要經過多顆衛星和多條上下行線路。衛星通信是60年代中期航天技術與通信技術相結合而產生的新通信手段它是通過衛星通信系統來實現的。,發展,發展概況 1945年英國人A.C.克拉克提出在赤道上空35786公里高度的地球靜止衛星軌道上等間隔地放置3顆地球靜止衛星就可實現全球通信的設想(圖1 實現全球衛星通信圖 )。衛星通信是在空間無線電通信實驗基礎之上發展起來的。初期利用月球反射進行無源中繼通信試驗以後又發射了低軌道的反射型無源衛星。無源衛星反射的信號太微弱1960年開始有源衛星的通信試驗。1962年利用“電星” 1號衛星進行了首次橫跨大西洋的通信。1963年美國與日本之間通過“中繼” 1號衛星作了第一次跨越太平洋的電視轉播。,發展(2),低軌道衛星的通信時間短暫遂又出現能在各種天氣條件下實現晝夜通信的靜止衛星。1964年靜止通信衛星“辛康” 3號成功地轉播了東京夏季奧林匹克運動會的實況。該年成立了國際通信衛星組織次年“國際通信衛星”投入商業應用。在此期間蘇聯試驗了大橢圓軌道的通信衛星(見“閃電”號通信衛星)。70年代衛星通信迅速發展以解決遠距離大容量通信為主並向各個應用領域和國內衛星通信的方向深入。中國1972年開始了衛星通信試驗次年分別在北京上海建造了 3座直徑30米天線的標準地球站。1984年 4月開始使用中國試驗通信衛星進行衛星通信試驗。,衛星系統組成,1.系統組成 : 衛星通信系統由空間部分和地球部分組成。空間部分除通信衛星外還包括管理和控制衛星的地面衛星測控站。地球部分指衛星通信地球站(圖2 衛星通信系統組成圖 )。 2.通信衛星 : 相當於在太空的微波中繼站通過它轉發或反射無線電信號(見通信衛星)。 3. 衛星測控站: 為保證軌道上的通信衛星正常工作對衛星跟蹤遙測遙控和監視的地球站。它往往與一個標準衛星通信地球站設在同一地點構成操縱衛星和調度安排其他所有地球站業務工作的衛星通信控制中心。,衛星系統組成(2),4.衛星通信地球站 : 向衛星發射無線電通信信號並同時接收來自衛星信號的設備組合。分為固定地球站可搬運地球站和移動地球站。衛星通信地球站可以設在陸地上也可設在海洋和大氣層中例如設在船隻和飛機上因此統稱為地球站。 5.工作原理 : 衛星接收地球站發來的無線電通信信號加以放大變頻然後轉發給另一地球站。衛星通信的實質是把地面微波中繼站搬到了赤道上空的地球靜止衛星軌道上使地面微波視距一下擴大到18000公里從而一顆衛星即可覆蓋地球表面積的40左右。,設計問題 除高緯度地區的個別國家外現代世界各國都採用靜止衛星通信。在衛星通信系統設計中要考慮以下幾個重要問題。,1.頻率: 衛星通信的頻段主要根據電波 傳播特點和合理利用無線電頻譜等因素確定。通常使用的上下行頻段是6/48/714/11和30/20吉赫等。用得最廣泛的是3.74.2吉赫(下行線路)5.9256.425吉赫(上行線路)採用14/11吉赫頻段的也越來越多這兩個頻段已日益擁擠。,2.軌道位置: 通信衛星的軌道位置主要根據其覆蓋區內地球站對衛星的仰角要求和與相鄰衛星系統不產生相互干擾的原則來確定。選擇衛星的軌道位置使地球站天線對衛星的仰角儘量高這樣電波傳輸距離短大氣衰減小不受周圍環境干擾通信質量好。但為了避免不同的衛星通信系統之間和衛星通信系統與地面微波系統之間的相互干擾還需按照國際電信聯盟制定的無線電規則的有關規定進行協調兩者綜合考慮後再確定衛星可放置的軌道位置。,3.多址技術: 為了區分從同一顆衛星發向不同地球站的信號可以選用不同的多址通信方式。常見的有頻分多址時分多址碼分多址和空分多址(見通信技術)。在地址信道的分配上又可分為固定預分配多址和按需分配多址。由於信道固定分配給某地址多數情況下使信道的利用率不高所以又發展了各種根據需要臨時分配信道的按需分配多址一旦通信結束該地址立即釋放所佔的信道供其他地址選用這樣信道利用率可大為提高。,4.延遲和回音抑制 : 經過靜止軌道上衛星的通信信號來回一次傳播約8萬公里時間延遲近0.27秒使通信雙方對話時產生一點不自然的感覺。由於兩端地球站二四線轉換器的匹配問題常會使發話者聽到多次相隔約0.53秒的回音因此需要用回音抑制器來消除時延引起的“回音”。,5.衛星食和太陽干擾 : 靜止軌道處在赤道平面內每年春秋分前後共90天裡每天會發生幾分鐘至72分鐘的衛星食衛星處在地球的陰影裡在此期間衛星上太陽電池不能工作要用蓄電池供電。此外春秋分前後白天某時刻從地球站看太陽和靜止衛星在同一方向上地球站天線將接收到強烈的太陽噪聲使信號明顯惡化此現象稱為太陽干擾。它要持續數日最長一天達10分鐘左右。太陽干擾累積時間約佔全年的0.02但它是可以預報的。在干擾期間可採用切換到與備份衛星通信的方法來加以避免。,特性:,衛星通信具有通信容量大覆蓋區域廣通信質量高經濟效益好的特點尤其具有其他通信方式所沒有的多址靈活性和可移動通信的好處，採用頻率複用技術能傳遞上萬路電話和幾路電視節目。同時通信衛星天線的球波束覆蓋地球面大不僅能轉發一個地球站發射的信息供多個地球站接收而且還可採用頻分或時分技術轉發多個地球站發射的載波從而實現多址通信。此外衛星通信還具有通信距離遠可靠性高靈活性強以及通信成本低等特點。因而成為國內國際乃至全球通信的重要方式之一。,展望,為增加衛星的通信容量和解決常用頻段及靜止軌道的擁擠今後將普遍採用頻率復用多波束技術向更高頻段擴展進一步改善衛星和地球站天線的旁瓣電平發展接力通信的衛星間鏈路使用航天飛機在空間建造大型“通信平台”。衛星通信將廣泛應用於由計算機互連的數據網絡電視會議電視教育電子郵遞數據採集新聞報刊印刷航空航海通信遠距離醫療和診斷政府行政管理和應急救災等領域。,早年由於國內經濟起飛，國民所得大幅提昇各種經濟、觀光、休閒等社會活動日益頻繁、流動人口大增，使公話成為當時不可或缺的大眾化通信工具。民國36年4月台灣郵電管理局令台北、台中、台南、嘉義、花蓮、高雄等六局營業處開放市內公用電話，此乃局營公話起源，早期營運採信用式(即良心電話)，顧客通話後再投擲話費於錢箱內。民國64年2月2日裝設TW672型長途撥號公話機，開放公話40公里以上長途自動撥號業務。公用電話機歷經功能技術研發及業務需求發展至今成為各種功能性之話機。民國九十一年五月中華電信為提供民眾多元的網際網路服務，由電信研究所結合現有IC卡公話機技術與公用資訊站的經驗，開發出新型的多媒體公用電話機並自同年七月一日起陸續推廣建置，使公用電話正式邁入多采多姿的影音新紀元。,公用電話的源起及發展,公共電話,財管1A U9643034 盧睿明,台灣區歷代公用電話話機簡介,W-4型磁石式投幣話機 民國44年7月將信用制公用電話(所謂良心電話)一律改裝為國人自製之後付式投幣公用電話機，此為第一部由國人自製之話機，係供應及設置於人工局市內電話用。,W-5投幣式話機民國51年12月將台北市公用電話由後付式改成預付式投幣話機，將先搖鈴接通值機員方式改成直接撥號，供掛接短程長途電話用。,W-5-A型投幣式話機民國54年9月1日，台北市公用電話費用由新台幣角調整為1元，所以公用電話機之角投幣口改裝為元投幣口。,101型投幣式話機 此話機於民國57年1月起用。因當時台灣銀行發行一種小型五角硬幣,致民眾常誤投此硬幣於公用電話機,而造成故障。經台北電話局研究改進,設計一種錢幣材質選別器,使各種硬幣皆可順利通過,而錢道不再卡住。此錢幣材質選別器於同年三月底裝置完成。,104型投幣式話機 民國62年3月起改裝設此型話機。此話機具有一元及五元之雙投幣口,以供台北地區撥叫短程人工台長途電話之用。,TW-672型公用電話機 民國64年2月2日開始啟用之長途撥號公用電話機,從此開放公用電話長途自動撥號業務。,102B型公用電話機 民國66年4月30日開始裝置102B型按鍵式公用電話機,此話機係由台灣電信管理局自行研發而成。,103-STD型公用電話機 民國67年3月針對TW-672型話機缺失,採用互補式金屬氧化半導體邏輯電路之長途撥號公用電話機,從此以後公用電話業務一日千里。,103B型公用電話機 為提供民眾更便利之公用通信服務,促進地方繁榮及配合電信第七期中程計劃之普及公用電話裝設數量,於民國67年3月15日啟用改良成功之103B型按鍵式長途公用電話。,TW-620P型公用電話機 民國71年針對TW-672型話機缺失,採用互補式金屬氧化半導體邏輯電路之長途按鈕式公用電話機。,TK-123卡式公用電話機 民國73年7月1日裝設於台北市,為我國卡式公用電話機之始,至此我國公用電話發展進入另一里程;此機種為瑞士研製,接受全圖像光學電話卡,對撥叫國際通話極為方便。,113-STD型公用電話機 民國76年2月啟用,為單一投幣口可接納1、5、 10元硬幣,採單晶片微處理器設計及對客戶最 優惠智慧型方式收幣之長途按鈕式公用電話機。,TIC-1 IC卡式公用電話機 民國78年8月電信研究所裝設第一具 IC卡式公用電話機;其間不斷地改善研發,至民國85年9月陸續裝設IC卡式公用電話機於各重點地區,此機種可接受IC電子通話卡及IC金融卡等卡片,自此公用電話便邁入IC電子通話卡時代。,TIC-3 IC卡式公用電話機 民國88年3月由電信研究所完成製作,除