9-lx-通信概论-信息传输技术与系统解析

本章内容简介

9.1光纤通信技术

9.2数字微波中继通信技术

9.3卫星通信技术

9.4移动通信技术

9.5IP技术

利用光纤来传输携带信息的光波以到达通信的目的FiberOptics——以激光为光源折射角入射角包层（低折射率的媒体）包层（低折射率的媒体）纤芯（高折射率的媒体）包层纤芯9.1光纤通信技术光纤的工作原理高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射光纤通信的特点容量大衰减小体积小，重量轻抗干扰性能好节省有色金属本钱低光纤通信系统组成多模光纤与单模光纤输入脉冲输出脉冲单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤光波分复用技术波分复用波分复用就是光的频分复用1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm8

2.5Gb/s1310nm20Gb/s复用器分用器EDFA120km9.2微波通信技术微波的频率范围：300MHz~300GHz微波的特点：微波波段的频带宽适于传输宽频带信号天线增益高、方向性强外界干扰小投资少、建设快、通信敏捷性大承受中继传输方式雨衰数字微波中继通信数字中继承受中继的缘由：1.微波传播具有视距传播特性；2.微波在传播过程中有损耗。数字微波中继通信的特点数字信号可“再生”便于组建综合数字通信网性价比高保密性强占用频带宽数字微波中继通信系统的组成数字微波中间站的转接方式基带转接方式中频转接方式微波转接方式直放转接和无源转接方式数字微波中间站的转接方式9.3卫星通信技术卫星通信指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，在两个或多个地面站之间进展的通信过程或方式。卫星通信属于宇宙无线电通信的一种形式，工作在微波频段。宇宙通信以宇宙飞行体或通信转发体作为对象的无线电通信。宇宙通信有三种形式：地球站与宇宙站间的通信；宇宙站之间的通信；通过宇宙站的转发或反射进展的地球站之间的通信。卫星通信示意图通信卫星分类卫星构造无源卫星、有源卫星运行轨道赤道轨道卫星、极道轨道卫星、倾斜道轨道卫星离地面最大高度低高度卫星、中高度卫星、高高度卫星相对位置同步卫星、非同步卫星通信卫星轨道示意图全球卫星通信系统示意图卫星通信系统的分类卫星制式静止卫星通信系统、随机轨道卫星通信系统、低轨道卫星(移动)通信系统通信掩盖区域范围国际卫星通信系统、国内卫星通信系统、区域卫星通信系统用户性质公用(商用)卫星通信系统、专用卫星通信系统、军用卫星通信系统业务范围固定业务卫星通信系统、移动业务卫星通信系统、播送业务卫星通信系统、科学试验卫星通信系统基带信号体制模拟制卫星通信系统、数字制卫星通信系统多址方式频分多址、时分多址、空分多址、码分多址卫星通信系统运行方式同步卫星通信系统、非同步卫星通信系统卫星通信的特点掩盖区域大，通信距离远具有多址连接力量频带宽，通信容量大通信质量好，牢靠性高通信机动敏捷电路使用费用与通信距离无关对卫星通信系统也有一些特殊要求设备牢靠性和使用寿命；地面站浩大；时延较大卫星通信系统的组成及工作原理卫星通信线路组成框图通信卫星组成示意图地面站设备组成空分多址——SDMA所谓空分多址就是利用天线波束将空间分割出互不重叠的多个规律信道，以满足同频、同时向多点通信的目的。在实际应用中，一般不单独使用SDMA方式，而是与其它多址方式相结合。卫星通信新技术VSAT卫星通信系统低轨道〔LEO〕移动卫星通信系统中轨道〔MEO〕移动卫星通信系统静止轨道〔GEO〕移动卫星通信系统9.4移动通信技术移动通信是指通信双方或至少有一方在运动之中进展信息交换的通信方式，是用户随时随地快速牢靠交换多种信息的抱负形式。特点多普勒效应多径传播阴影效应远近效应干扰严峻对设备要求苛刻移动通信进展简史1897年，马可尼在陆地与一只拖船之间，用无线电进展了消息的传递，这是移动通信的开端。随着无线播送和无线电报的消失，早期的移动通信的雏形已开发了出来，如步话机、对讲机等等。60年月晶体管的消失，专用无线系统大量消失，在公安、消防、出租汽车等行业中应用。70年月初，贝尔试验室提出蜂窝系统的掩盖小区的概念和相关的理论后，马上得到快速的进展，很快进入了有用阶段。在1979年，AMPS制造模拟蜂窝式移动系统在美国芝加哥试验后，最终在1983年12月在美国投入商用。移动通信具有的主要功能网络掌握和交换功能无线信道选取、位置登记更新、监视和过界切换、计费编号方式地区号码+移动通信交换局号码+移动用户号码信令方式掌握信令、功能信令、网间信令、网内信令网络性能信噪比、接口电平、话务量标准、掩盖区、呼损率第一代移动通信(1G)模拟移动系统——主要承受模拟和频分多址技术特点：通信质量高传输速率：1.2kb/s~10kb/s缺点频分多址技术造成频率资源缺乏；保密性较差，极易被并机盗打；只能实现话音业务，无法供给丰富多彩的增值业务；网络掩盖范围小且漫游功能差；模拟手机体积大、重量沉、样式陈旧。现状目前手机供给商已停顿生产模拟手机，中国移动已于2023年12月31日后关闭模拟移动网，停顿经营模拟移动业务。其次代移动通信(2G)数字移动通信系统(GSM)是其次代移动通信的代表。它承受时分多址技术(TDMA)，对频谱利用率高、容量大，同时可以自动漫游和自动切换，通信质量好，其业务种类多、易于加密、抗干扰力量强等优点。传输速率:8kb/s.GSM通信系统构造框图我国GSM通信网构造承受独立网号方式组网移动、电信、联通各有不同的号段全国GSM移动网按大区设立一级汇接中心、省内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构成三级网路构造。移动通信进展趋势开发更高频段有效利用频谱频道窄带化，50kHz25kHz12.5kHz；承受频率复用、时分复用和多信道共用技术；窄带数字调制技术；扩展频谱传输技术。数字化2.5GGSM以它相对于第一代移动通信的优势，目前广泛地占有市场。同时，在GSM根底上，增加了一些新技术，如通用分组无限技术〔GPRS)、无线应用协议(WAP)和无线接口技术(篮牙技术)，增加了多媒体功能。称之为其次代向第三代过渡的“2.5G”。第三代移动通信(3G)特点供给更高的容量、更快的数据传输速率及多媒体业务。主要通过在现有网络上进展2.5G技术来实现。核心技术CDMA〔扩频〕以及更先进的空中接口技术。传输速率：9.6kb/s~32kb/s.第四代移动通信(4G)特点：高容量、更强的多媒体的传输。核心技术：OFDM(正交多任务)。其它技术：CDMA、无线区域环路(WLL)和数字音讯播送(DAB)等传输速率：最高可到达10Mb/s至20Mb/s常见的移动通信系统无线电寻呼系统有线电话公用电话网用户回路无线电寻呼控制中心及主发射台发射台发射台BB机车载台常见的移动通信系统典型的蜂窝移动通信系统公众通信网

MSBSBSMSBSBSMSCMSC移动交换中心或移动电话交换局MTSO基站移动台移动通信网MSMS常见的移动通信系统无绳系统普通电话电信点市话局手机1手机K用户线常见的移动通信系统集群移动通信系统移动卫星通信系统分组无线网…CDMA移动通信系统CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)上世纪50年月开头用于军用技术1989年，美国QualComm应用于蜂窝移动通信承受扩频通信技术Code—扩频码，称为PN(伪噪声)序列CDMA工作原理S站的码片序列S110ttttttm个码片tS站发送的信号SxT站发送的信号Tx总的发送信号Sx+Tx规格化内积S

Sx规格化内积S

Tx数据码元比特发送端接收端CDMA移动通信系统CDMA是扩频通信的一种，具有以下特点：抗干扰力量强；宽带传输，抗衰落力量强；功率话密度比较低，有利于信号隐蔽；利用扩频码的相关性来猎取用户信息，抗截获力量强；多个用户同时接收,同时发送。CDMA的优势系统容量大比GSM大4-5倍。系统容量的配置敏捷在CDMA系统中，用户数增加相当于背景噪声增加。通话质量更佳支持13kb的语音编码器，承受软切换技术。频率规划简洁不一样CDMA载波可在相邻的小区内使用。CDMA移动通信系统建网本钱低CDMA的站间距一般较GSM稀疏。网络绿色环保

技术体制平均放射功率最大放射功率GSM125毫瓦2瓦CDMA2毫瓦200毫瓦低功率谱密度

CDMA承受扩频技术,功率很低，好处有二：

(a)防止其它信道的干扰;(b)防止干扰其它信道。9.5IP技术IP即网络分类(网络组织方式)网络——利用因特网进展的语音通信经济(廉价)——利用IP技术，电信运营商间通过专线点对点连接进展的语音通信与传统的区分传输媒介不同信道占用方式不同费用差异IP的进展历程IP萌芽期一般加装IP呼叫盒IP网关——加速进展期PSTN和Internet互通IP系统组成我国IP系统组网构造IP的实现方式PC到PCPC到到通过Web网页连接呼叫中心机到机IP的相关技术标准国际标准化组织IP的国际标准化组织主要有：ITU―T〔国际电联标准化部门〕、ETSI〔欧洲电信标准协会〕、IETF〔Internet工程任务组〕