第8章 通信网中传输介质与传输网

1、第8章 通信网中的传输介质与传输网 v拓扑结构拓扑结构：比如星形结构不适合选用同轴电缆，：比如星形结构不适合选用同轴电缆，可选择双绞线等方式；可选择双绞线等方式；v容量容量：介质提供的传输速率、可靠性和差错率应：介质提供的传输速率、可靠性和差错率应该能够满足要求。在可能的情况下，尽量选择可该能够满足要求。在可能的情况下，尽量选择可靠性高的介质；靠性高的介质；v应用环境应用环境：包括传输距离、环境恶劣程度、信号：包括传输距离、环境恶劣程度、信号强度等；强度等；v投资投资：要考虑已有投资，节省资源。：要考虑已有投资，节省资源。如何选择传送介质？如何选择传送介质？v通过频率通过频率：物理介质能够通过

2、的电磁波的频率范围：物理介质能够通过的电磁波的频率范围v频率越高，相同时间内传送的信息越多，比如频率越高，相同时间内传送的信息越多，比如100bit/s100bit/s，和，和1000bit/s1000bit/s。v但是通过频率高的物理介质，传送带宽并非更宽，但是通过频率高的物理介质，传送带宽并非更宽，只是将信号从只是将信号从基带信号基带信号调制到调制到频带信号频带信号，使信号更，使信号更容易在线路中传送而已。容易在线路中传送而已。从频谱到带宽从频谱到带宽思考思考：物理介质为什么能传送各种频率、各物理介质为什么能传送各种频率、各种带宽的信号呢？种带宽的信号呢？v带宽带宽：在通信中具有两方面的含

3、义：一个是频率范：在通信中具有两方面的含义：一个是频率范围（单位是围（单位是HzHz），一个是数据流的频率（单位是），一个是数据流的频率（单位是bit/sbit/s，每秒钟的位数）。，每秒钟的位数）。从频谱到带宽从频谱到带宽注意注意：标称带宽和实际带：标称带宽和实际带宽占用量不同。宽占用量不同。标称带宽为我们日常所描标称带宽为我们日常所描述的线路带宽的数值。述的线路带宽的数值。如如10/100M10/100M以太网，指这以太网，指这根网线的标称带宽为根网线的标称带宽为10/100Mbit/s10/100Mbit/s。传输介质及网络传输介质及网络传输介质包括传输介质包括有线传输介质有线传输介质与

4、与无线传输介质无线传输介质；有线传有线传输介质输介质光纤光纤同轴电缆同轴电缆双绞线双绞线无线传输介质为空间无线电磁波无线传输介质为空间无线电磁波有线网有线网络技术络技术PDHPDHSDHSDHWDMWDMASONASON无线网无线网络技术络技术微波通信微波通信扩频扩频Wi-FiWi-Fi蓝牙蓝牙卫星通信卫星通信通信系统的分类通信系统的分类通通 信信 系系 统统系统系统对对称称电电缆缆同同轴轴电电缆缆空空间间光光通通信信光光纤纤通通信信无线通信系统无线通信系统光光 纤纤要解决的几个问题：要解决的几个问题：1.1.光纤是如何传送信号的？光纤是如何传送信号的？2.2.海底光缆是如何埋下去的？海底光缆

5、是如何埋下去的？3.3.我国的光纤网络建设情况如何？我国的光纤网络建设情况如何？光纤光纤：光导纤维的简称，是一种光导纤维的简称，是一种能利用能利用光的全反射作用光的全反射作用来传导光来传导光线的透明度极高的线的透明度极高的( (玻璃玻璃) )纤维。纤维。光光 纤纤 光纤的基本结构一般是双层或多层的同心圆柱光纤的基本结构一般是双层或多层的同心圆柱体。其中心部分是纤芯，纤芯外面的部分是包层，体。其中心部分是纤芯，纤芯外面的部分是包层，纤芯的折射率高于包层的折射率，从而形成一种光纤芯的折射率高于包层的折射率，从而形成一种光波导效应，使大部分的光被束缚在纤芯中传输，实波导效应，使大部分的光被束缚在纤芯

6、中传输，实现光信号的长距离传输。现光信号的长距离传输。光光 纤纤光纤的基本结构光纤的基本结构 光传播的基本知识光传播的基本知识n1n2n1 n2n1n2临界角900临界角n1n2全反射入射角=反射角12产生全反射的条件：产生全反射的条件：n n1 1nn2 2 9090 临界角临界角 光纤：全反射条件光纤：全反射条件 当当2=902=90，c=1=sinc=1=sin-1-1 n2/ n1 n2/ n1cc就是临界角就是临界角光纤的传光原理光纤的传光原理( (全反射全反射) )纤芯纤芯(Core)(Core)62.5 5 mm125 mm包层包层(Clad)(Clad)Core8 mm125

7、mmClad85m 多模多模单模单模人的头发人的头发光光 纤纤单模光纤一般承载单模光纤一般承载1310nm1310nm或者或者1550nm1550nm波波长的光波；长的光波；多模光纤一般承载多模光纤一般承载850nm850nm或者或者1310nm1310nm波波长的光波。长的光波。单模和多模光纤单模和多模光纤v按芯数分为按芯数分为单芯单芯、双芯双芯、多芯。多芯。v按结构分为按结构分为层绞式层绞式、骨架式骨架式、带状带状等。等。v按敷设场合分为按敷设场合分为架空架空、直埋直埋、管道管道、移动移动、室内室内、水下水下、海底海底等。等。v按用途分为按用途分为通信用光缆通信用光缆和和非通信用光缆。非通

8、信用光缆。光光 缆缆(a)层绞式层绞式(b)单位式单位式(c)骨架式骨架式(d)带状式带状式光纤光纤光纤光纤光纤光纤光纤带光纤带加强加强构件构件单位单位塑料塑料骨架骨架加强加强构件构件综合综合护套护套防热层防热层2.2.海底光缆是如何埋下去的？海底光缆是如何埋下去的？有专门的铺设海底光缆的船，船上装有大量设施有专门的铺设海底光缆的船，船上装有大量设施用于铺设海缆，船在海上边行驶边拉线。用于铺设海缆，船在海上边行驶边拉线。海缆直接铺设在海床上，光缆很粗很重，外皮有海缆直接铺设在海床上，光缆很粗很重，外皮有很强的耐腐蚀性，不用在上面埋泥沙之类的覆盖物，很强的耐腐蚀性，不用在上面埋泥沙之类的覆盖物，

9、可以最少地触动周围的海底生态环境，并且增加海底可以最少地触动周围的海底生态环境，并且增加海底生物的遮掩和附着物面积，有利于海洋生态环境。生物的遮掩和附着物面积，有利于海洋生态环境。海底光缆的设计要考虑海底压力、船锚和海洋生海底光缆的设计要考虑海底压力、船锚和海洋生物的伤害、渔船拖网，还要考虑铺设与回收时的张力物的伤害、渔船拖网，还要考虑铺设与回收时的张力，还要具备远供电回路。其维护也非常复杂。，还要具备远供电回路。其维护也非常复杂。光光 纤纤起步于起步于2020世纪世纪7070年代，目前光纤光缆产业已雄踞年代，目前光纤光缆产业已雄踞世界前列。世界前列。目前我国长途传输网的光纤化比重已经超过目前

10、我国长途传输网的光纤化比重已经超过90%90%，国内已建成，国内已建成“八纵八横八纵八横”的主干光纤网，覆盖全国的主干光纤网，覆盖全国85%85%以上的县市。以上的县市。光光 纤纤3.3.我国的光纤网络建设情况如何？我国的光纤网络建设情况如何？同轴电缆同轴电缆金属的导电能力强；而铜金属因为蕴含丰富，物理特金属的导电能力强；而铜金属因为蕴含丰富，物理特性好，电子特性优异而被首选为通信电缆的原材料。性好，电子特性优异而被首选为通信电缆的原材料。金属电缆在通信金属电缆在通信网的应用中，以网的应用中，以同轴电缆同轴电缆和和双绞双绞线线最为广泛。最为广泛。应用：应用：E1/T1E1/T1接接口线缆、广电

11、网口线缆、广电网络、有线电视，络、有线电视，共用天线系统以共用天线系统以及射频监视器等及射频监视器等双绞线双绞线每对双绞线由绞合在一起的相互绝缘每对双绞线由绞合在一起的相互绝缘的两根铜线组成，每根铜线直径在的两根铜线组成，每根铜线直径在1mm1mm左右。绞合是为了抗干扰。很多左右。绞合是为了抗干扰。很多线对组成线对组成“大对数电缆大对数电缆”，铺设方便，铺设方便应用：电话线，局域网。应用：电话线，局域网。局域网中的双绞线有局域网中的双绞线有屏蔽屏蔽和和非屏蔽非屏蔽之分。之分。屏蔽双绞线屏蔽双绞线STPSTP抗干扰性好，性能高，最大传送距离可达十几千抗干扰性好，性能高，最大传送距离可达十几千米，

12、成本高。米，成本高。应用广泛的非屏蔽双绞线应用广泛的非屏蔽双绞线UTPUTP传输距离传输距离一般为一般为100m100m。有。有1 1，2 2，3 3，4 4，5 5共共5 5类。常用为类。常用为5 5类。类。接头有接头有RJ45RJ45或者或者RJ11RJ11水晶头水晶头。双绞线双绞线以太网延伸工具以太网延伸工具光纤收发器（光猫）光纤收发器（光猫）作用作用：用光纤延续：用光纤延续LANLAN的的信号，将接收来的以太信号，将接收来的以太网电信号转化为光信号网电信号转化为光信号，并在光纤上传送，到，并在光纤上传送，到达目的地后再通过另外达目的地后再通过另外一台光纤收发器将信号一台光纤收发器将信号

13、接收后转化为电信号，接收后转化为电信号，送入路由或者交换设备送入路由或者交换设备或者终端上的电接口。或者终端上的电接口。作为以太网长距离延伸作为以太网长距离延伸的工具。的工具。有线传输设备和网络有线传输设备和网络线路本身的物理特性决定其传输的容限和特征。线线路本身的物理特性决定其传输的容限和特征。线路不能交换和路由，只能传输。路不能交换和路由，只能传输。线路的传送带宽取决于两边链接设备的时钟频率。线路的传送带宽取决于两边链接设备的时钟频率。线缆两端连接着设备，它们的作用是接收外部信号线缆两端连接着设备，它们的作用是接收外部信号并进行有效的信号调整，以保证信号在接下来的线并进行有效的信号调整，以

14、保证信号在接下来的线路上稳定传送，或者将调整后的信号通过某种方式路上稳定传送，或者将调整后的信号通过某种方式呈现出来。呈现出来。同步技术同步技术v在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做准确无误，这就叫做“同步同步”。 v在数字传输系统中，有两种数字传输系列在数字传输系统中，有两种数字传输系列: : 准同步数字系列准同步数字系列PDHPDH （Plesio

15、chronous Digital Plesiochronous Digital HierarchyHierarchy）；）；同步数字系列同步数字系列SDHSDH （Synchronous Synchronous Digital HierarchyDigital Hierarchy）。）。PDHPDH技术技术v在光纤两端提供时钟和速率的较早设备之一，只能在光纤两端提供时钟和速率的较早设备之一，只能用作点对点的情况，无法呈环状布局；用作点对点的情况，无法呈环状布局；v最经典设备最经典设备“小八兆小八兆”。v注：光纤收发器用来传送注：光纤收发器用来传送IPIP数据包，数据包，PDHPDH用来传送用来

16、传送TDMTDM信号。信号。v目前已经基本被目前已经基本被SDHSDH，DWDMDWDM等所取代，但是在点对等所取代，但是在点对点网络中，还是被广泛应用着。点网络中，还是被广泛应用着。SDHSDH（Synchronous Digital HierarchySynchronous Digital Hierarchy，同步数字体，同步数字体系）系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。SDHSDH技术技术 SDH/SONET SDH/SONET称为称为“光同步数字传光同步数

17、字传输网输网”，是通信，是通信网中网中“传输网传输网”的代名词。的代名词。1.SDH1.SDH拥有一套标准化的信息结构等级拥有一套标准化的信息结构等级STMSTM，并采用同，并采用同步复用方式，使得利用软件就可以从高速复用信号步复用方式，使得利用软件就可以从高速复用信号中一次分出，插入低速支路信号，简化了上下话路中一次分出，插入低速支路信号，简化了上下话路的业务，方便实现交叉连接；的业务，方便实现交叉连接；SDHSDH技术特点技术特点2.SDH2.SDH有丰富的开销比特，用于网络的运行，维护，有丰富的开销比特，用于网络的运行，维护，并实现了远程管理；并实现了远程管理；4.SDH4.SDH网结构

18、具有很强的适应性，可以装载多种类型网结构具有很强的适应性，可以装载多种类型的信号，如的信号，如PDHPDH，ATMATM，IPIP等。等。3.SDH3.SDH有自愈保护功能，可大大提高网络的通信质量有自愈保护功能，可大大提高网络的通信质量和应付紧急状况的能力；和应付紧急状况的能力；SDHSDH分插复用分插复用ADMADM（Add/Drop MultiplexerAdd/Drop Multiplexer）设）设备备 SDH ADMSDH ADM设备串接在设备串接在SDHSDH链路中，链路中，可从过路的可从过路的SDHSDH信号中，分插沿信号中，分插沿途局所需的支路信号。因为途局所需的支路信号。因

19、为ADMADM插入插入SDHSDH链路工作，故链路工作，故ADMADM设备具设备具有两个线路侧，每一线路侧接有有两个线路侧，每一线路侧接有一对光纤；一个支路侧用于沿途一对光纤；一个支路侧用于沿途上下上下PDHPDH和和/ /或或SDHSDH支路信号支路信号 v光波分复用光波分复用（WDMWDM：Wavelength Division Wavelength Division MultiplexingMultiplexing）技术是在一根光纤中同时传输多波技术是在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术长光信号的一项技术。其实质是在光纤上进行光频。其实质是在光纤上进行光频分复用分复用(OFDM)(

20、OFDM)。v在同一窗口中信道间隔较小的波分复用称为在同一窗口中信道间隔较小的波分复用称为密集波密集波分复用分复用DWDMDWDM（Dense Wavelength Division Dense Wavelength Division MultiplexingMultiplexing）。波长密度较低的）。波长密度较低的WDMWDM系统，称为系统，称为粗波分复用粗波分复用CWDMCWDM。波分复用波分复用WDMWDM波分复用就是光的频分复用波分复用就是光的频分复用 8 2.5 Gb/s1310 nm 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm

21、4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 20 Gb/s复用器分用器EDFA120 km波分复用波分复用WDMWDM光发射机光发射机1光发射机光发射机2光发射机光发射机N合合 波波 器器光发射机光发射机1光发射机光发射机2光发射机光发射机N光功率光功率放大放大（BA）光线路放大光线路放大（OA）光线路放大光线路放大（OA）分分 波波 器器光前置放大光前置放大（PA） 1 2 N 1 2 N 1 2 N.发送端发送端接

22、收端接收端波分复用波分复用WDMWDMASONASON自动光交换网络自动光交换网络ASONASON定义：定义：Automatic Switched Optical NetworkAutomatic Switched Optical Network，在信令网控制下，完成光传送网内光络自动交换功在信令网控制下，完成光传送网内光络自动交换功能的新型网络。能的新型网络。ASONASON自动光交换网络自动光交换网络ASONASON用于核心骨干网络用于核心骨干网络，可以采用环状，网状组网，可以采用环状，网状组网，保证骨干网光路自由倒换，最大限度地支撑骨干网保证骨干网光路自由倒换，最大限度地支撑骨干网的安全

23、性。目前的安全性。目前处于初步研讨和试验网阶段处于初步研讨和试验网阶段。无线传输技术无线传输技术雷电雷电无线广播无线广播移移动动通通信信移动电视移动电视电视广播电视广播雷达辐射雷达辐射卫星广播卫星广播微波炉微波炉电磁环境电磁环境地波：沿着地球表面传播的电磁波。地波：沿着地球表面传播的电磁波。天波：经电离层或大气层折射返回地面的电磁波。天波：经电离层或大气层折射返回地面的电磁波。直射波：在视距内直线传播的电磁波。直射波：在视距内直线传播的电磁波。直射波直射波长波长波短波短波微波微波自由空间中电磁波的传播电磁波的传播电磁波的传播电磁波与通信的关系电磁波与通信的关系微波通信微波通信v 微波通信（微波

24、通信（Microwave CommunicationMicrowave Communication），是使用），是使用波长波长在在0.10.1毫米至毫米至1 1米米之间的电磁波之间的电磁波微波进行的通信。微波进行的通信。v 微波通信不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就微波通信不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。可以使用微波传送。v 利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离的优点，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也普遍适的优点，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也普遍适用于各种专用通信网。用于

25、各种专用通信网。中继站中继站终端站终端站目前地面微波中继通信干线己被光纤取代。目前地面微波中继通信干线己被光纤取代。微波中继通信微波中继通信：多工作在：多工作在3000MHz以上频段，通过中继站以上频段，通过中继站接力传输。接力传输。 60,70年代曾是通信干线的主要方式之一。年代曾是通信干线的主要方式之一。微波通信微波通信微波散射通信与流星余迹通信：微波散射通信与流星余迹通信：军用微波对流层散射通信车军用微波对流层散射通信车微波散射通信：微波散射通信：利用对流层不均匀对电利用对流层不均匀对电波产生散射而进行甲、乙两站的通信。波产生散射而进行甲、乙两站的通信。优点：优点：保密性好，通信距离远（

26、保密性好，通信距离远（150km以上），不怕核辐射。常用为军用。以上），不怕核辐射。常用为军用。缺点：缺点：要求大功率。要求大功率。流星余迹通信：流星余迹通信：利用流星使大气产生电利用流星使大气产生电离反射电波而进行通信。多工作于短波、离反射电波而进行通信。多工作于短波、超短波波段。常用于军事。超短波波段。常用于军事。微波通信微波通信 地面微波通信当前的主要应用：地面微波通信当前的主要应用：( 基 地 台 ）用 户用 户用 户用 户2. 2. 一点对多点（一点对多点（PMPPMP）局域网中微）局域网中微波数据传输波数据传输 组成：中心站，端站组成：中心站，端站 应用：不便敷设光纤或电缆的通信应

27、用：不便敷设光纤或电缆的通信网络干线系统。网络干线系统。1. 电视微波移动转播车电视微波移动转播车注：移动通信、卫星通信、无线接入虽工作在注：移动通信、卫星通信、无线接入虽工作在微波频段，但一般不划归于微波通信这一类。微波频段，但一般不划归于微波通信这一类。“微波通信微波通信”一般是指微波接力通信。一般是指微波接力通信。微波通信微波通信辐射计测量海冰 辐射计测量雪的辐射特性 散射计测量海洋风场微波遥感技术利用微波遥感器微波遥感技术利用微波遥感器进行广泛野外测量活动进行广泛野外测量活动散射计测量小麦卫星数据接收天线航空遥感灾害监测系统卫星数据接收站利用遥感、通信等先进技术对利用遥感、通信等先进技

28、术对自然灾害进行实时监测自然灾害进行实时监测计算机图像处理与传输天线实物图天线实物图移动定向天线移动定向天线MMDS-C型微波天线型微波天线全向天线全向天线微波中继天线微波中继天线抛物面天线抛物面天线八木天线八木天线天线实物图：天线实物图：长波天线长波天线多种短波军用、多种短波军用、民用电台民用电台扩频与跳频扩频与跳频v扩频扩频：利用与信息无关的伪随机码：利用与信息无关的伪随机码PNPN，以调制方法，以调制方法将已调制信号的频谱宽度扩展得比原调制信号的带将已调制信号的频谱宽度扩展得比原调制信号的带宽宽得多的过程。例如：跳频扩频宽宽得多的过程。例如：跳频扩频FHSSFHSS、直接序列、直接序列扩

29、频扩频DSSSDSSS。v跳频跳频：用一定码序列进行选择的多频率频移键控。：用一定码序列进行选择的多频率频移键控。也就是说，用扩频码序列去进行频移键控调制，使也就是说，用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断地跳变。载波频率不断地跳变。v跳频扩频跳频扩频就是使窄带数字已调信号的载波频率在一就是使窄带数字已调信号的载波频率在一个很宽的频率范围内随时间跳变，跳变的规律称作个很宽的频率范围内随时间跳变，跳变的规律称作跳频图案。跳频图案。v优点：有很强的抗干扰能力，安全性高。优点：有很强的抗干扰能力，安全性高。扩频与跳频扩频与跳频扩频与跳频扩频与跳频Wi-FiWi-FivWi-FiWi-Fi是一

30、种可以将个人电脑、手持设备（如是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDAPDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。手机）等终端以无线方式互相连接的技术。vWi-FiWi-Fi联盟采用联盟采用802.11b802.11b标准进行认证。标准进行认证。v只要有只要有APAP，安装，安装Wi-FiWi-Fi的计算机就可以接入局域网。的计算机就可以接入局域网。Access PointWireless “Cell”Channel 6Wireless ClientsLAN BackboneChannel 1Access PointWireless “Cell”Wireless Clients蓝牙技术蓝牙技

31、术v蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m10m内）的内）的无线电技术。能在包括移动电话、无线电技术。能在包括移动电话、PDAPDA、无线耳机、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。交换。v利用利用“蓝牙蓝牙”技术，能够有效地技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因信，也能够成功地简化设备与因特网特网InternetInternet之间的通信，从而之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为数据传输变得更加迅速高效，为无线通信

32、拓宽道路。无线通信拓宽道路。无线光纤无线光纤MMDSMMDS和和LMDSLMDSv是利用激光作为载体传输数据，提供无线高速点对点是利用激光作为载体传输数据，提供无线高速点对点或点对多点通信的一种方式，其传播介质不是光纤而或点对多点通信的一种方式，其传播介质不是光纤而是空气。是空气。v10GHz10GHz以上的点到多点固定无线传输设备称为本地多点以上的点到多点固定无线传输设备称为本地多点分配系统（分配系统（LMDSLMDS，Local Multipoint Distribution Local Multipoint Distribution SystemSystem）；）；v3.5GHz3.5G

33、Hz频率的设备称为多通道微波分配系统（频率的设备称为多通道微波分配系统（MMDSMMDS，Multichannel Microwave Distribution System Multichannel Microwave Distribution System ）；vMMDSMMDS的带宽为双向的带宽为双向几十兆比特几十兆比特/ /秒秒，LMDSLMDS带宽带宽一百多兆一百多兆比特比特/ /秒秒。WAPIWAPIvWAPIWAPI WLAN Authentication and Privacy Infrastructure WLAN Authentication and Privacy Inf

34、rastructure 无线局域网鉴别与保密基础结构。无线局域网鉴别与保密基础结构。vWAPIWAPI是我国首个在计算机宽带无线网络通信领域自主是我国首个在计算机宽带无线网络通信领域自主创新并拥有知识产权的安全接入技术标准。创新并拥有知识产权的安全接入技术标准。其他无线通信技术其他无线通信技术v超宽带超宽带UWBUWB；vZigBeeZigBee技术；技术；vZ-WaveZ-Wave技术；技术；vRFIDRFID技术；技术；v无线无线MeshMesh网。网。卫星通信卫星通信卫星通信的定义卫星通信的定义：利用人造地球卫星作为中继站来转利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电波，在两个或多个地

35、球站之间进行通发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行通信的技术。信的技术。卫星通信卫星通信卫星通信系统示意图卫星通信系统示意图优点优点: :通信距离远，覆盖面大，不受地形条件限制，通信距离远，覆盖面大，不受地形条件限制，可达海洋、沙漠、高山。可达海洋、沙漠、高山。主要应用：主要应用：卫星电视、数据传输、卫星移动通信等。卫星电视、数据传输、卫星移动通信等。缺点：缺点：可靠性不及光纤、微波中继通信。可靠性不及光纤、微波中继通信。卫星卫星卫星通信卫星通信优点优点便于实现多址联接便于实现多址联接 通信距离远，覆盖范围大通信距离远，覆盖范围大 频带宽、容量大，业务类型多频带宽、容量大，业务类型多

36、机动灵活，不受地理条件限制机动灵活，不受地理条件限制 可自发自收，利于监测可自发自收，利于监测 线路较稳定、通信质量好线路较稳定、通信质量好 1. 1. 卫星通信的优点卫星通信的优点（一）卫星通信概述（一）卫星通信概述卫星通信卫星通信 2. 2. 卫星通信的缺点卫星通信的缺点 静止卫星的发射与控制技术比较复杂静止卫星的发射与控制技术比较复杂 地球高纬度地区通信效果不好，地球高纬度地区通信效果不好，且两极为通信盲区且两极为通信盲区 卫卫星星通通信信的的缺缺点点 电波的传播时延较大并存在回波干扰电波的传播时延较大并存在回波干扰 （一）卫星通信概述（一）卫星通信概述卫星通信卫星通信3. 3. 卫星通

37、信的发展历史卫星通信的发展历史 1946 年年,人们就想利用某种天体的电话交换来转播无线电信号人们就想利用某种天体的电话交换来转播无线电信号, 美国科学家提出用月美国科学家提出用月球来充当电话交换器。球来充当电话交换器。 1957年年10月月4日日,苏联把第一颗人造地球卫星苏联把第一颗人造地球卫星“斯普特尼克斯普特尼克-1号号”送入了轨道送入了轨道1960年年8月月12日日,美国发射了第一颗通信卫星美国发射了第一颗通信卫星“回声回声-1号号”。无源通信卫星。无源通信卫星。 1962年年7月月10日，美国又发射了具有转发和放大信号功能的民用通信卫星日，美国又发射了具有转发和放大信号功能的民用通信

38、卫星“电星电星-1号号”。低轨道运行卫星。低轨道运行卫星 1965 年年，美国发射了第一颗第二代通信卫星，美国发射了第一颗第二代通信卫星-“晨鸟号晨鸟号”，开创了同步卫星的新时，开创了同步卫星的新时代。代。 之后若干年，这些国际通信卫星担负着大陆与大陆之间的一半电话和许多电视节之后若干年，这些国际通信卫星担负着大陆与大陆之间的一半电话和许多电视节目的转播工作。目的转播工作。 （一）卫星通信概述（一）卫星通信概述卫星通信卫星通信4. 4. 国际卫星通信系统国际卫星通信系统 INTELSAT 系统：系统： INTELSAT (简称简称IS)是一全球性的商业卫星通信组织，正式成立于是一全球性的商业卫

39、星通信组织，正式成立于1965年年11月，总部设在美国的华盛顿。该组织负责全球的商用卫星通信系统空间部分的月，总部设在美国的华盛顿。该组织负责全球的商用卫星通信系统空间部分的设计、研究、建造和维护使用。设计、研究、建造和维护使用。 自自1965年年4月发射第一代国际通信卫星月发射第一代国际通信卫星“IS-I”以来已历经以来已历经8代更新代更新(IS-IIS-VIII)，共发射了，共发射了40多颗卫星，构成了庞大的国际商业卫星通信系统，承担了大多颗卫星，构成了庞大的国际商业卫星通信系统，承担了大部分国际通信业务和全球性电视广播业务。部分国际通信业务和全球性电视广播业务。 （一）卫星通信概述（一）

40、卫星通信概述国际海事卫星电话（国际海事卫星电话（INMARSAT）：）： 海事卫星电话通过国际公用电话网和海事卫星网连通实现。海事卫星网络由海事卫星电话通过国际公用电话网和海事卫星网连通实现。海事卫星网络由海事卫星、海事卫星地球站、船站以及终端设备组成。海事卫星、海事卫星地球站、船站以及终端设备组成。卫星通信卫星通信5. 5. 中国卫星通信发展概况中国卫星通信发展概况 发展历程：发展历程： 1970年年4月月24日我国成功地发射了第一颗自行研制的东方红一号人造地球实验日我国成功地发射了第一颗自行研制的东方红一号人造地球实验卫星。卫星。 1972年初，在上海虹桥建立了第一个卫星通信地球站，天线直

41、径为年初，在上海虹桥建立了第一个卫星通信地球站，天线直径为10米。米。 之后之后,发射了东方红二号、东方红二号甲和东方红三号，它们均为地球静止轨发射了东方红二号、东方红二号甲和东方红三号，它们均为地球静止轨道通信卫星。道通信卫星。 1973年后，在北京、上海等地建立了年后，在北京、上海等地建立了3个个30米天线的标准地球站，并开展了国米天线的标准地球站，并开展了国际卫星通信业务。际卫星通信业务。 1975年建成我国自行设计制造的卫星通信地球站。年建成我国自行设计制造的卫星通信地球站。 2008年年10月月30日，我国在西昌卫星发射中心发射了委内瑞拉一号通信卫星，这日，我国在西昌卫星发射中心发射

42、了委内瑞拉一号通信卫星，这是我国首次向拉丁美洲用户提供整星出口和在轨交付服务。是我国首次向拉丁美洲用户提供整星出口和在轨交付服务。 （一）卫星通信概述（一）卫星通信概述卫星通信卫星通信中国卫星通信的应用：中国卫星通信的应用： 在在80年代中期，年代中期，4颗东二甲同步通信卫星的发射成功与交付使用，以颗东二甲同步通信卫星的发射成功与交付使用，以及引进国外卫星通信先进技术建立的单路单载波、国际海事卫星及引进国外卫星通信先进技术建立的单路单载波、国际海事卫星A型型站、站、VSAT（Very Small Aperture Terminal）数据站的生产线，为我）数据站的生产线，为我国建立了公用卫星通信

43、网和专用网。国建立了公用卫星通信网和专用网。 在公用通信网方面，到在公用通信网方面，到1998年为止，已建立了年为止，已建立了37座大中型卫星通信地座大中型卫星通信地球站，开通球站，开通7万条双向电话线路。万条双向电话线路。 在专用卫星通信网方面，近年来人民银行、煤炭、电力、石油、人民在专用卫星通信网方面，近年来人民银行、煤炭、电力、石油、人民日报、海关、民航、新华社、证券交易公司及许多部门和专用公司，日报、海关、民航、新华社、证券交易公司及许多部门和专用公司，建立了约建立了约80个低成本个低成本VSAT专用卫星通信网，终端约专用卫星通信网，终端约1万多个。万多个。 在卫星通信技术体制上，我国已研制生产了多种卫星通信体制的设备，在卫星通信技术体制上，我国已研制生产了多种卫星通信体制的设备，并用于各种不同的卫星通信系统中。目前，公用卫星通信网大都应用并用于各种不同的卫星通信系统中。目前，公用卫星通信网大都应用中速数据率中速数据率(IDR)和和TDMA通信体制，专用通信网和移动通信网正由原通信体制，专用通信网和移动通信网正由原有的单一体制向多种混合体制发展。有的单一体制向多种混合体制发展。 卫星通信卫星通信1.1.卫星通信系统组成卫星通信系统组成 卫星通信系统组成卫星通信系统组成: :由空间卫星、地球站、跟踪遥测及指令分系统和监