第1章1.3 通信技术入门.ppt

1、1.3 通信技术入门,通信： 各种信息的传递 现代通信（电信） ：使用电波或光波双向传递信息的技术。如电报、电话、传真等。,通信三要素： 信源（信息的发送者） 信宿（信息的接收者） 信道（信息的载体与传播媒介）,发(受)话人信源(宿) 话音为所传的信息 电话线是传播媒介 电话线中的电流是载体,1.3.1 概述,信道的种类,按传输的信号类型可将信道分为： 模拟信道：传输连续的模拟信号的信道 例如：传输语音信号的架空明线、双绞线，传输广播电视信号的宽带同轴电缆 数字信道：传输离散的数字信号 例如：传输计算机通信所用的信号的基带 同轴电缆、光缆等,两类数字信号： 基带信号：用两种不同的电压值表示数字

2、1和0的信号，需在数字信道上传输。 宽带信号：将基带信号进行调制，将其频谱搬移到较高的频率处而形成的模拟信号，这种模拟信号可以采用频分复用技术在模拟信道上传输。,调制解调（进行远距离传输）,调制（Modulation） 将基带数字信号的波形变换为适合于模拟信道传输的模拟信号波形。（将数字信号转换成模拟信号） 解调（Demodulation） 将由调制器变换过的模拟信号波形恢复成原来的基带数字信号波形。（将模拟信号转换成数字信号） 基本调制方法： 调幅，调频，调相,多路复用（降低传输成本）,多路复用 为了提高线路利用率，总是设法在一条传输线路上，传输多个模拟信号（例如，话路信息）或数字信号，这就

3、是多路复用。 多路复用技术通常有： 频分复用，时分复用，码分复用，波分复用,数字通信的优点 抗干扰能力强，差错可控制，无噪声积累，传输质量高 灵活性好，能适应多种应用需求，声音、图像、数据均可传输 传输的数字信号可以直接由计算机进行存储、管理和处理 数字信号的加密比模拟信号容易，所以通信的安全性高 数字电路容易用超大规模集成电路实现，有利于通信设备的小型化、微型化，也降低了功耗,1.3.2 数字通信,数字通信的应用 当今长途电话系统的中继通信 卫星电视数字传输：用数字传输技术传输模拟信号,1.3.2 数字通信,数字通信系统的性能指标 数据传输速率(简称数据速率, data rate) 指实际进

4、行数据传输时单位时间内传送的二进位数目 计量单位： “位/秒”(bps) 、“千位/秒”(kbps) 、“兆位/秒”(Mbps) 或“千兆位/秒”(Gbps)等 信道带宽(也称为信道容量, bandwidth) 一个信道允许的最大数据传输速率 信道带宽与采用的传输介质、传输距离、多路复用方法、调制解调方法等密切相关 误码率(error rate) 指数据传输中规定时间内出错数据占被传输数据总数的比例 端端延迟(end-end delay) 指数据从信源传送到信宿所花费的时间。,1.3.2 数字通信,1.3.3 光纤通信和无线通信,（1） 传输介质的类型与特点 （2） 光纤通信 （3） 无线通信

5、,传输介质的类型与特点,双绞线和同轴电缆,原理：利用电流(电压)传输信息 双绞线分类 3类线(10 Mb/s)；5类线(100Mb/s)； 6类线(200Mb/s) 无屏蔽双绞线 (UTP)；屏蔽双绞线 (STP),同轴电缆分类 基带同轴电缆（50） 传输数字信号 宽带同轴电缆（75） 传输模拟信号,2.光纤通信,传输介质：光纤（光缆） 传输的信号：光信号 传输速率：1 Gb/s 以上,光纤与光缆,光线,光波在光纤中的传播,光导纤维（光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去）,光波,光缆,光纤通信原理,光纤主要用于传输数字信号， 0信号或1信号直接对光进行调制(即

6、控制激光的通或断幅移键控ASK) 光波的频率为10141015Hz，目前一束光每秒能携带2.5G或10G的二进位信号，通过波分多路复用（WDM）技术还可达到更大的通信容量,在发送端，由需要传输的数字信号（电信号）去驱动一个光源（半导体激光器或发光二极管），并对发出的光信号进行调制,在接收端，信号经放大后由光检测器（半导体光电管）进行检测、解调，转换成电信号之后输出,调制后的光信号通过光纤进行传输，为了补偿光纤线路的损耗，消除信号失真和噪声干扰，每隔一定的距离要接入中继器,无线通信,原理：模拟信号或数字信号使用电磁波调制后进行传输,微波通信,微波：300MHz300GHz范围内的电磁波，波长为1

7、 m1mm,特点： 直线传播，不能沿地球表面传播（无绕射性），需要每隔几十公里设立一个中继站 容量大、可靠性高 建设费用低 抗灾能力强 应用：长途电话、蜂窝移动电话、全数字高清晰度电视（HDTV）等,卫星通信,卫星通信: 中继站在人造地球卫星上的一种微波通信 优点：通信距离远、频带宽、容量大、抗干扰强、通信稳定 缺点：造价高、技术复杂、有较大延时、同步轨道卫星数目仅180颗,赤道上方高度为35800公里的地方为地球同步轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的周期相同，在地面上看这种卫星好似静止不动。一颗同步轨道卫星覆盖约120， 3颗同步定点轨道卫星可以覆盖地球的几乎全部面积，进行二十四小时的全天

8、候通信,1.3.4 移动通信,（1） 什么是移动通信 （2） 移动通信原理 （3） 第2代和第3代移动通信,什么是移动通信？,处于移动状态的对象相互间的通信，如手机、无绳电话、寻呼系统等 优点：克服通信终端位置对用户的限制，快速和及时地传递信息,基站,移动台 （手机）,移动电话交换中心,公用电话网,蜂窝移动通信原理,每10km20km的区域称为单元（形似蜂窝），单元的中央建有一个基站，该单元内所有手机都向该基站发送信号并接收基站发给的信号 所有单元既相互分割，又彼此有所交叠，连成整个移动通信服务网 所有基站都通过微波或电缆、光缆与移动交换中心通信 手机每个时刻都处于某个特定单元的基站控制之下，

9、通话时使用两个频率（一个上行频率，一个下行频率），同一单元内同一时刻的不同手机使用不同的频率进行通信，相互不影响,每个蜂窝单元中有200多个信道(GSM)。 相邻单元不允许使用相同的频率，不相邻单元的频率允许重用,第二代移动通信系统,传输的是数字化的语音/文字信号 使用频段：900MHz/1800MHz 我国使用的2种标准： GSM（欧洲移动通信系统，也称全球通、全数字系统) 中国电信的GSM网已基本实现县以上城市的覆盖, 接入号有139135、130 采用频分多路复用技术(分为124个上下行信道)和时分多路复用(每个信道8个连接)，每个蜂窝理论上支持992个连接，实际上可有200多个 CDM

10、A (码分多址接入，Code Division Multiple Access) 所有手机都占用相同带宽和频率，在整个频段上进行信号传输,但它们分别采用不同的编码原理加以区分，即CDMA给每一手机分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码 抗干扰能力强，系统容量大，接通率高，噪声小，,第三代数字移动通信系统,第2代移动通信的不足： （1）数据传输速率过低（9.6kb/s或57kb/s） （2）容量有限，不能满足发达地区手机用户高度密集的要求。 （3）不能实现覆盖全球的无缝连接 第3代移动通信技术（简称3G）的目标： （1）全球漫游 （2）适应多种环境，地面移动通信与卫星移动通信相结合 （3）提供高质量的话音通信、数据通信和高分辨率