无线通信基础知识PPT

前两天内容1、电信基础知识2、通信电源技术3、配线设备结构、原理与防护4、防雷基础知识5、EMC基础知识6、防腐蚀原理与技术7、产品安全基础8、ESD原理与防护通信基础知识固网产品课程开发室引入您知道通信系统的组成吗？您知道两个用户如何通信吗？您知道通信的未来发展吗？学习目标熟悉通信系统的组成掌握通信相关的基本概念了解通信技术的发展方向学习完本课程，您应该能够：课程内容

第一章通信系统模型第二章通信相关基本概念第三章常用通信技术介绍通信系统模型

通信系统基本模型图模拟通信系统基本组成图数字通信系统基本组成图通信系统基本模型图噪声信宿接收变换器信道发送变换器信源信息信息信号信号信息：声音，图形，图像，文字等信号：随信息做相应变化的电压或电流（也可以是光）模拟通信系统基本组成图噪声收信者解调器信道调制器发信源调制：按被传输的基带信号的变化规律去改变被调载波的某一参数，如幅度，频率，相位等

解调：调制的逆过程数字通信系统基本组成图噪声源解调器收信者信道调制器信道编码器信源编码器发信源信道译码器信源译码器编码：将量化后的信号用二进制代码表示的过程解（译）码：编码的逆过程课程内容

第一章通信系统模型第二章通信相关基本概念第三章常用通信技术介绍通信相关基本概念

信号模拟信号的数字化数字信号的码型PCM编码原理同步PCM基群幀结构复用技术信号（1）模拟信号（2）数字信号时间电压010模拟信号：连续变化的信号数字信号：离散的信号模拟信号的数字化（1）时间电压时间电压（1）模拟信号（2）信号采样（3）信号量化（4）信号编码模拟信号的数字化（2）抽样：将连续变化的信号变成离散的信号奈奎斯特准则抽样频率8KHz，每秒样值为：8000个量化：使抽样出来的样值归为某一临近的“整数”采用“四舍五入”的办法编码：8000×8=64Kbit/s数字信号的码型（1）（a）NRZ（b）AMI（c）HDB311111111111100000000000000000000数字信号的码型（2）NRZ：单极性不归零码NRZ是简单的二进制数字信号，其频谱包含有直流分量与较多的低频分量，只能用于设备内部传输及交换，不能作为在电缆信道上进行基带传输的码型

AMI：极性交替反转码

AMI码又称伪三元码，有“0”码，“＋1”码和“－1”码（三元）。二进制码中的“0”码对应AMI中的“0”码，而二进制码中的“1”码则对应AMI中交替变化的“＋1”和“－1”，解决了多个连“1”的直流分量问题HDB3：三阶高密度双极性码

将连“0”码给予限制，使之不超过3个，它既保持了AMI码的优点（无直流分量，低频分量少），又克服了AMI码的连“0”码所引起的缺点，因此，在PCM中它被广泛采用，在AMI基础上，又解决了多个连“0”的直流分量问题30/32PCMA律13折线非线性编码原理（1）30/32PCMA律13折线非线性编码原理（2）为什么采用非线性编码？为什么叫A律13折线？量化误差：采样值（真实值）与量化结果的差值误差的后果产生“量化噪声”信噪比：表示通信质量的一个重要指标信噪比=10lg信号/噪声=10lg信号/（信号-采样值）采用均匀（线性）量化法：由于量化误差对大小信号一样，使小信号信噪比较大，通信质量较差A率13折线：中国与欧洲采用的一种非线性量化编码法，保证大小信号通信质量不变同步

数字通信的同步：是指收、发两端的数码率及各种定时标志都步调一致，不仅要求频率相同，而且要求相位一致。接收端和发送端在时间上的同步是正确接收、识别信息和分出每一路的信息码和信令码的保证

同步包括：比特同步、帧同步、复帧同步和网同步

比特同步：比特同步也称位同步，又称码元同步

帧同步：接收端每帧的起止时间与发送端一致

复帧同步：接收端每复帧的起止时间和发送端一致PCM基群帧结构（30/32）PCM基本原理抽样频率为8000Hz（周期为125us），对每一话路每抽样一次经过量化可以编成8位码组，占用一个时隙。30/32路PCM系统中，32路复用125us。这32路时隙构成一个“帧”。而16帧又合成一个复帧。

计算几个数据：1帧时长为125μS，1时隙的时长为125/32=3.9μS，一个复帧占用2ms。1帧的位长：8×32=256位。信道的速率：256位/帧×8000帧/秒=2048KBPS话路的速率：8位/路×8000路/秒=64KBPS一个模拟信号的带宽最大为4K(300~3000HZ).数字信号的优点靠牺牲带宽获得的。复用技术（1）时间时间时间频率频率频率扩频码频分复用码分复用时分复用（1）FDM（2）TDM（3）CDM复用技术（2）TDM基本原理课程内容

第一章通信系统模型第二章通信相关基本概念第三章常用通信技术介绍常用通信技术介绍

SDH单模光纤与多模光纤TCP/IPATMHDLCSDH传输基本概念（1）

SDH：SynchronousDigitalHierarchy同步数字体系（SDH）传输网由SDH网络单元组成。在光纤线路或其它传输媒体上，SDH传输网可以完成同步信息的传输，复用和交叉连接。SDH的基础模块被称为STM-1叫同步传输模块（SynchronousTransportModule）。更高等级的模块有STM-4、STM-16、STM-64。SDH网络单元主要有同步光缆线路系统，终端复用器（TM）分/插复用器（ADM）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。STM-1：155520kbit/sSTM-4：622080kbit/sSTM-16：2488320kbit/sSTM-64：995328kbit/sSDH传输基本概念（2）

TM用作线路终端设备，主要功能是将准同步信号（1.5、2、6、34、或140Mbit/s）复接成STM-N信号，并完成电-光转换及其逆过程，也可以将准同步支路，同步支路（电的或光的）或将若干个同步支路（电的或光的），复接成STM-N信号，并完成电光转换及其逆过程。终端复用器TMSDH传输基本概念（3）

ADM：AddDropMultiplexer是一个三端口设备，它的输入和输出均为STM-N光信号，支路信号可以是准同步的，也可以是同步的。ADM的特点是可以从主流信号中分出一些信号并接入另外一些信号。如，可从STM-4中分出一个2Mbit/s和接入另一个2Mbit/s的信号分/插复用器ADMSDH传输基本概念（4）

SDXC：SynchronousDigitalCrossConnect的功能是在监控单元控制下完成接入端信号间的交换。一般，参与交叉连接的信号速率等于或低于接入信号的速率，需要复接和分接来完成分叉连接信号速率和接入信号速率之间的转换，既每个输入信号被分接成若干个交叉连接信号，交叉连接网络按照预先存放的交叉连接图对这些交叉连接信号进行重新安排，最后将这些重新安排后的信号复接成高速率信号输出。同步数字交叉连接设备（SDXC）单模光纤与多模光纤单模光纤：SINGLEMODEFIBRE/monomodefiber

单模光纤是在指定波长下只可能传播一种模式的光纤多模光纤：MULTIMODEFIBRE

在特定的波长上能传播两个以上束缚模式的光纤多模传输距离近，一般在200M-2KM单模的传输距离比较远，范围可以在10KM-70KM多模光纤纤芯要比单模光纤纤芯粗单模光纤可以传输的数据量比较大多模光纤的光波长为850NM单模的有1310NM1550NM

两种：其中1550NM更适于远距离传输多模光纤是可见光，光源为红外发光二极管单模是激光光纤一、光纤结构二、裸纤尺寸三、光纤涂覆及尺寸四、光纤的抗拉力和弯曲半径和温度特性五、光纤的折射率、模式与传光过程六、光纤的损耗与色散七、光纤的形状参数包层(n2)纤芯(n1)一、光纤结构示意图n1>n2折射率折射率材料的折射(n)==——材料中的光速真空中的光速Cv例：单模光纤中纤芯与包层的折射率：n1=1.4675n2=1.4580n1—n2＝0.0095n1—n2n1=0.00951.4675=0.0065单模裸纤多模裸纤125（单位：m）50二、裸纤尺寸9-10125250m0.9mm一次涂覆光纤二次涂覆光纤（芯线）三、光纤涂覆及尺寸（素线）涂覆的优点：1、增强抗拉抗压能力。2、便于区分涂覆的缺点：温度特性变差，引起微弯损耗。微弯的缺点：引起光泄漏，导致信号衰减。微弯的优点：判断故障等。四、光纤的抗拉力和弯曲半径和温度特性一次涂覆光纤：800Kg/mm2(39KG)裸纤：7Kg/mm2(86G)铜线：30Kg/mm2裸纤弯曲半径>5mm光纤与涂覆层的物理特性差异很大，涂覆层热胀冷缩的系数比纤芯大103，温度变化将导致光纤的衰减发生变化。所以光缆不宜采用架空敷设五、光纤的折射率、模式与传光过程（色散较大）（色散较小）（色散小）包层n2包层n2反射光纤芯3211112传光过程

0临界角2221光从大气中以0的角度进入光纤纤芯，在纤芯与包层介面引起反射，同时可能进入包层引起折射，若折射角等于900时，0叫临界角。折射定理：n1.sin1=n2.sin2n1六、光纤的损耗与色散1、光纤的损耗材料的固有损耗：包括紫外和红外吸收、瑞利散射，固有损耗是不可克服的，但是在0.85、1.31、1.55um处有低损耗窗口，其中，1.55um处损耗最低，可达0.2dB/km。不完善引起的损耗：包括金属正离子、OH-负离子吸收和生产工艺不完善(可通过改善工艺加以克服)。附加损耗：施工过程当中引起的损耗(只有通过提高技术水平加以改善)第一节光纤2、光纤的色散色散是指脉冲波形展宽，将引起码间串扰，进而导致误码，光纤的色散直接影响到光纤的传输带宽。色散包括：模式色散(限于多模光纤)材料色散(多模和单模光纤均有)结构色散(一般限于单模光纤)单模光纤在1.31um附近色散为0，色散位移光纤即是将0色散波长从1.31um移到1.55um第一节光纤

3、常见的几种代号的光纤及特点和应用A、G.652光纤：标准光纤（常规光纤）1310um处色散为01550um处损耗最小用于10G以下信号传送B、G.653光纤：色散位移光纤1310um处的0色散移到1550um处，使1550um处损耗最小，色散为0。不利于波分复用即DWDM。C、G.655光纤：非0色散位移光纤1550um处损耗最小，但附近色散不为0。利于波分复用DWDM（密集型波分复用）。第二节、光缆二、光缆的种类外护套内护层松套管光纤加强芯多芯光缆结构第二节光缆一、光缆的结构

（一）、缆芯（二）、护套（三）、加强元件第二节光缆常用的缆芯基本结构1、层绞式结构光缆；2、骨架式结构光缆；3、束管式结构光缆；4、带式结构光缆。我国及欧亚各国用得最多的有传统结构的层绞式和骨架式。第二节光缆（一）、缆芯1、层绞式结构光缆光纤包层第二节光缆内护层加强元件松套管或填充棒2、骨架式光缆结构骨架光纤加强元件内护层槽口第二节光缆光纤填充油膏3、束管式光缆结构第二节光缆大束管护层加强元件光纤带状光纤单元4、带状光缆结构第二节光缆护套除了为缆芯提供机械保护外，还可以阻止潮气或水进入缆芯。护套位于缆芯外围，由内护层和外护套组成。目前光缆通信工程中常用的光缆护套材料有聚乙烯(PE)、铝箔聚乙烯粘接护套(PAP)和双面涂塑皱纹钢带(PSP)，在缆芯外纵包粘接构成。架空、管道光缆使用PAP护套比例较大；直埋光缆用PSP比例较大；多数光缆的外护套均为PE材料。（二）、护套第二节光缆外护套能为光缆提供进一步的保护。通常在直埋、爬坡、水底及防鼠啃咬等场合需要对光缆铠装。铠装如同光缆穿上金属铠甲，使光缆坚不可摧。铠装可使光缆强度大大增加。但光缆的某些特点如重量轻、抗干扰特性等则会相应减弱。外护套第二节光缆无铠装光缆皱纹钢带铠装光缆钢丝铠装光缆皱纹钢带铠装防蚁光缆双钢线铠装光缆12345目前常用的光缆外护套有：第二节光缆（三）、加强元件由于光纤脆弱容易断裂，光缆对任何拉伸、压缩、侧压等等的承受能力差。因此，在光缆中必须设有一根或多根加强元件(亦称加强芯)。从机械上保证光纤的安全，使光缆具有承受施工安装时拉伸负荷的能力。第二节光缆加强元件一般用金属丝，它可以是单根高强度钢线，也可以是多股钢绞线，亦可由非金属的纤维增强塑料(FRP)或玻璃纤维制成。加强元件的外面通常都挤包或绕包塑料，以保证加强元件与光纤接触的表面光滑并且有一定的弹性。

放置在缆芯的中央，称为“中心加强元件”。常用于层绞式、骨架式、单位式结构；放置在护层内，称为“外周加强元件”。多用于带式和束管式结构。加强元件的放置方式:第二节光缆护层：其作用是进一步保护光纤，使光纤能适应在各种场地敷设；加强元件：其作用是承受光缆敷设时的拉力，以增强光缆的机械强度；油膏：具有可靠的防潮特性，防止潮气在缆芯中的扩散。缆芯与护层材料之间除了油膏填充，还可以用阻水带填充。综上所述第二节光缆TCP/IP—TCP/IP分层模型IP是TCP/IP体系中最重要的协议之一与IP协议配套的三个协议：地址转换协议ARP反向地址转换协议RARPInternet控制报文协议ICMPTCP/IP—TCP/IP的体系结构（1）

IP协议提供了一种全球统一的编址方式，屏蔽了物理网络地址的差异，使路由查找成为可能IP协议提供了一种全球统一的报文格式，屏蔽了网络链路层差异，使网络互联成为可能TCP/IP—TCP/IP的体系结构（2）

TCP/IP—IP数据包的格式TCP/IP—IP地址的格式和类型

全0的网络号码：表示“本网络”或“我不知道号码的这个网络”全1的网络号码全0的主机号码：表示该IP地址就是网络的地址全1的主机号码：表示广播地址，即对该网络上所有的主机进行广播全0的IP地址：即0.0.0.0网络号码为127.X.X.X：用于本地软件回送测试（loopbacktest）全1地址255.255.255.255：表示“向我的网络上的所有主机广播”，原先是使用0.0.0.0TCP/IP—保留的IP地址私网IP地址不能够出现在internet上10.0.0.0—10.255.255.255172.16.0.0—172.31.255.255192.168.0.0—192.168.255.255TCP/IP—私网IP地址TCP/IP体系规定用一个32bit的子网掩码来表示子网号字段的长度子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成“1”对应于网络号码和子网号码字段“0”对应于主机号码字段“1”和“0”不能交叉出现TCP/IP—子网掩码异步转移模式ATM（1）GFCGenericFlowControlVPlVirtualPathldentifierVClVirtualChannelldentifierPTPayloadTypeRESReservedCLPCellLossPriorityHECHeaderErrorControlATM信元：在ATM中，数字化的语音、数据图像都被分割成固定长度的数字块，每小块数据附加一些与用户有关的数据，再加上一个识别路由的信头，就构成信息的转送单元，简称信元。把信头叫信元头，其它部分叫信息域。信元：424bit元头：40bit信息：48*8=384bit异步转移模式ATM（2）

ATM的特点统计复用信元长度固定ATM可以作为广域网（WAN）或局域网（LAN）的无缝网络ATM能综合多种业务，可以在一个光纤以不同的速率传播话音、数据、图像等不同类型的信号ATM的带宽可以动态分配，ATM的速率范围可以从2Mbit/s到5Gbit/s异步转移模式ATM（3）

ATM的发展前景ATM交换机可把多媒体工作站、服务器、高档微机等连接起来，形成一个资源共享，并能提供多种功能的综合系统可利用ATM交换机作为骨干网，通过网桥、路由器、服务器等设备高速互连，可以覆盖较大本地网范围ATM可用于LAN-LAN，LAN-WAN互连，提供宽带多媒体业务，如高分辨医疗图像传送，远端教学，视频点播等LANLocalAreaNetworkWANWideAreaNetworkVODVideoOnDemandsHDLC（1）HDLC（High_levelDataLinkControl）：高级数据链路规程面向比特的同步数据控制协议的典型特点：协议不依赖于任何一种字符编码集数据报文可透明传输，用于透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现全双工通讯，不必等待确认可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重收，传输可靠性高传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性和较完善的控制功能

由于以上特点，目前网络设计及整机内部通讯设计普遍使用HDLC数据链路控制协议HDLC（2）标志字段（F）：标志字段为01111110