同步技术

第 9章 同步技术 光纤通信 星通信 星定位技术 牙技术 本章节教学说明 本章重点学习现代常用的通信技术 本章主要介绍光纤通信、卫星通信、蓝牙技术的基本原理 本章节内容概述 光纤通信基本概念 卫星通信以及卫星定位 蓝牙技术 本章节学习重点、难点 光纤通信系统 本章节学习目标 掌握光纤通信基本概念、特点以及系统 了解卫星通信概念以及卫星定位技术 了解蓝牙技术概念原理 本章节实做要求 查阅相关资料学习通信新技术 本章节学习方法建议 预习复习结合 课外学习与课堂学习结合 自学与探讨结合 课后作业与章节个人总结结合 寻求教师答疑与学习反馈结合 本章主要介绍光纤通信、卫星通信、 光纤通信 光纤通信的概念及特点 1传输频带宽，通信容量大 2传输损耗小，中继距离长 3重量轻、体积小 4抗电磁干扰性能好 5泄露小，保密性能好 6节省有色金属和能源 7光纤不会锈蚀，使用寿命长 8光纤接头不产生放电，没有电火花 光纤与光纤的导光原理 1光纤 （ 1）光纤的结构 图 9光纤的结构图 图 9光纤剖面结构图 （ 2）光纤的分类 光纤按传输模式划分，可分为单模光纤和多模光纤。 光纤按纤芯折射率分布划分，可分为阶跃型光纤、渐变型光纤和 所谓模式，实质上是电磁场的一种分布形式。 （ 3）光纤通信的实用工作波长 目前光纤通信使用的波长是在近红外区，即波长为 分为短波长波段和长波长波段，短波长波段是指波长为 波长波段是指波长为 是目前光纤通信所采用的 3个工作波长，也叫工作窗口。 （ 4）光缆的结构 缆芯 加强元件 护层 2光纤的导光原理 图 9光的反射和折射 图 9渐变型光纤的导光原理 光纤通信系统 图 9数字光纤通信系统 图 9光纤通信系统组成方框图 1光端机 （ 1）发射机 光源 光源驱动与调制电路 信道编码电路 （ 2）光接收机 光电检测器 光信号接收电路 信道解码电路 2中继器 光中继器主要由光接收设备和光发送设备组成。 3监控系统 监视控制系统简称监控系统。 （ 1）监测的内容 （ 2）控制的内容 卫星通信 微波通信 1微波通信的概念和特点 （ 1）微波的频段划分 名 称 英 文 波 长 范 围 频 率 范 围 极低频（极长波） 00 000 10 000 30低频（超长波） 0 000 1 0000 300低频（特长波） 000 10000 3 000低频（甚长波） 00 10 30频（长波） 0 10 300频（中波） 000 100m 300 3 000频（短波） 00 10m 3 30高频（米波） 0 1m 30 300波 特高频（分米波） 0 100 3 000高频（厘米波） 0 1 30高频（毫米波） 0 10 300高频（亚毫米波） 1 00 1 000 9线电波波段的划分 （ 2）微波通信的特点 通信频段的频带宽，传输信息容量大。 通信稳定、可靠。 欲增加通信距离，需采用接力通信技术。 通信灵活性较大。 天线增益高、方向性强。 投资少、建设快。 波 段 频率范围（ 波段 频率范围（ a S C u 9波频段的划分 2数字微波通信系统的组成 （ 1）数字微波通信系统的组成 （ 2）微波通信系统的简单工作过程 图 9数字微波通信系统设备组成示意图 3微波站设备 （ 1）发信设备 图 9发信设备组成方框图 （ 2）收信设备 图 9收信设备组成方框图 4中继设备 图 9二频制频率配置 图 9四频制频率配置 5数字微波通信系统的应用 （ 1）干线光纤传输的备份及补充 （ 2）边远地区和专用通信网中 （ 3）城市内的短距离直线连接 卫星通信 1卫星通信概况 （ 1）卫星通信的基本概念 （ 2）卫星通信分类 按卫星运行轨道及运动方式可分为同步卫星通信系统和移动卫星通信系统。 图 9卫星通信图 （ 3）卫星通信的特点 通信距离远，通信覆盖面积大。 通信机动灵活，可进行多址通信。 通信频带宽，传输容量大。 传播稳定可靠，通信质量高。 成本与通信距离无关。 当然，卫星通信也存在一些缺点，主要有以下几个方面。 卫星通信有较大的传输时延和回波干扰。 存在临时中继现象。 10 卫星通信技术复杂。 2卫星通信系统的组成及工作原理 图 9卫星通信线路组成框图 图 9通信卫星各系统组成方框图 （ 1）天线系统 （ 2）通信系统（转发器） （ 3）遥测指令系统 （ 4）控制系统 （ 5）电源系统 （ 6）卫星通信地面站 图 9地球站组成方框图 卫星定位技术 图 9卫星定位图 1 是美国为满足陆海空三军和民用部门对导航越来越高的要求而提出的一个技术解决方案。 2 大部分组成，即空间部份 面控制部分 地面监控系统；用户设备部分 （ 1）空间部分 空间部分由高度为 2 02001颗工作卫星和 3颗在轨备份卫星组成卫星星座。 （ 2）地面部分 地面部分主要完成星座系统的控制任务，包括 1个主控站、 3个注入站和 5个监测站。 （ 3）用户设备部分 用户设备部分主要是各种类型的 载体形式又可分为机载式、弹载式、星载式、舰载式、车载式、手持式等）。 3工作原理 用户接收机与卫星之间的距离为 2 2 21 1 1R x x y y z z 假设在接收卫星信号的瞬间，用户钟与卫星钟的时间差为 t，则式（ 9应改成 2 2 21 1 1R x x y y z z c t 中国北斗导航系统（ 图 9中国北斗导航系统 蓝牙技术 概述 “蓝牙”（ 一种短距离的无线连接技术标准的代称，蓝牙的实质内容就是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准。 图 9蓝牙技术应用方案 蓝牙系统组成 1无线射频单元 2连接控制单元 （ 1）媒体接入控制 （ 2）差错控制 （ 3）认证与加密 3链路管理（软件）单元 4软件（协议栈）单元 蓝牙技术的特点及应用 1特点 （ 1）采用跳频技术，抗信号衰落； （ 2）采用快跳频和短分组技术，减少同频干扰，保证传输的可靠性； （ 3）采用前向纠错编码技术，减少远距离传输时的随机噪声影响； （ 4）使用 工业、科学、医学）频段，无需申请许可证； （ 5）采用 低设备的复杂性，该技术以时分方式进行全双工通信，其基带协议是电路交换和分组交换的组合。 2典型应用 （ 1）三合一电话。 （ 2）因特网桥。 （ 3）交互性会议。 （ 4）房门公文包。 （ 5）数码相机中图像的无线传输。 （ 6）各种家用设备的遥控和组成家电网络。 小 结 1光纤即为光导纤维的简称。 光纤通信是以光纤为传输介质，以光信号为信息载体的通信方式。 目前光纤通信实用的波长即短波长波段的 波长波段的 常称其为光纤通信的 3个实用窗口。 在 数字光纤通信系统主要由 字复用设备、光端机、光纤和光中继设备组成。 2微波通信和卫星通信在无线通信中具有重要地位，它们都是利用微波波段进行传输，因此它们具有共同的微波通信的特征。 3 称为 该系统由分布在 6个轨道平面上的 24颗卫星组成，可以保证在地球上的任何一个位置能同时观测到 4颗卫星，且不受地形地貌、气象条件、航行距离的限制，可实现全球范围内的高精度定位。 北斗导航系统是我国自主研制、开发的区域性卫星导航定