通信技術(shù)入門第1頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通信：各種信息的傳遞現(xiàn)代通信（電信）

：使用電波或光波雙向傳遞信息的技術(shù)。如電報(bào)、電話、傳真等。第2頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通信三要素：

信源（信息的發(fā)送者）

信宿（信息的接收者）

信道（信息的載體與傳播媒介）產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端信源信宿通信線路信道噪聲外界的干擾接收信息的一端發(fā)(受)話人—信源(宿)話音為所傳的信息電話線是傳播媒介電話線中的電流是載體1.3.1概述第3頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月信道的種類按傳輸?shù)男盘?hào)類型可將信道分為：模擬信道：傳輸連續(xù)的模擬信號(hào)的信道 例如：傳輸語(yǔ)音信號(hào)的架空明線、雙絞線，傳輸廣播電視信號(hào)的寬帶同軸電纜數(shù)字信道：傳輸離散的數(shù)字信號(hào)

例如：傳輸計(jì)算機(jī)通信所用的信號(hào)的基帶同軸電纜、光纜等第4頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩類數(shù)字信號(hào)：基帶信號(hào)：用兩種不同的電壓值表示數(shù)字1和0的信號(hào)，需在數(shù)字信道上傳輸。寬帶信號(hào)：將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，將其頻譜搬移到較高的頻率處而形成的模擬信號(hào)，這種模擬信號(hào)可以采用頻分復(fù)用技術(shù)在模擬信道上傳輸。第5頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)制解調(diào)（進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸）調(diào)制（Modulation）將基帶數(shù)字信號(hào)的波形變換為適合于模擬信道傳輸?shù)哪M信號(hào)波形。（將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)）解調(diào)（Demodulation）將由調(diào)制器變換過(guò)的模擬信號(hào)波形恢復(fù)成原來(lái)的基帶數(shù)字信號(hào)波形。（將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)）基本調(diào)制方法：

調(diào)幅，調(diào)頻，調(diào)相第6頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多路復(fù)用（降低傳輸成本）多路復(fù)用 為了提高線路利用率，總是設(shè)法在一條傳輸線路上，傳輸多個(gè)模擬信號(hào)（例如，話路信息）或數(shù)字信號(hào)，這就是多路復(fù)用。多路復(fù)用技術(shù)通常有： 頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用，碼分復(fù)用，波分復(fù)用

信道多路復(fù)用器多路復(fù)用器終端終端終端終端終端終端終端終端第7頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)抗干擾能力強(qiáng)，差錯(cuò)可控制，無(wú)噪聲積累，傳輸質(zhì)量高靈活性好，能適應(yīng)多種應(yīng)用需求，聲音、圖像、數(shù)據(jù)均可傳輸傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)可以直接由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和處理數(shù)字信號(hào)的加密比模擬信號(hào)容易，所以通信的安全性高數(shù)字電路容易用超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，有利于通信設(shè)備的小型化、微型化，也降低了功耗1.3.2數(shù)字通信第8頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字通信的應(yīng)用當(dāng)今長(zhǎng)途電話系統(tǒng)的中繼通信衛(wèi)星電視數(shù)字傳輸：用數(shù)字傳輸技術(shù)傳輸模擬信號(hào)1.3.2數(shù)字通信第9頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸速率(簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)速率,datarate)指實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)位數(shù)目計(jì)量單位：“位/秒”(bps)、“千位/秒”(kbps)、“兆位/秒”(Mbps)或“千兆位/秒”(Gbps)等信道帶寬(也稱為信道容量,bandwidth)一個(gè)信道允許的最大數(shù)據(jù)傳輸速率信道帶寬與采用的傳輸介質(zhì)、傳輸距離、多路復(fù)用方法、調(diào)制解調(diào)方法等密切相關(guān)誤碼率(errorrate)指數(shù)據(jù)傳輸中規(guī)定時(shí)間內(nèi)出錯(cuò)數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例端－端延遲(end-enddelay)指數(shù)據(jù)從信源傳送到信宿所花費(fèi)的時(shí)間。1.3.2數(shù)字通信第10頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3光纖通信和無(wú)線通信（1）傳輸介質(zhì)的類型與特點(diǎn)（2）光纖通信（3）無(wú)線通信第11頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳輸介質(zhì)的類型與特點(diǎn)介質(zhì)類型特點(diǎn)應(yīng)用金屬導(dǎo)體雙絞線成本低，易受外部高頻電磁波干擾，誤碼率較高；傳輸距離有限固定電話本地回路、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)同軸電纜傳輸特性和屏蔽特性良好，可作為傳輸干線長(zhǎng)距離傳輸載波信號(hào)，但成本較高固定電話中繼線路、有線電視接入光導(dǎo)纖維光纜傳輸損耗小，通訊距離長(zhǎng)，容量大，屏蔽特性非常好，不易被竊聽(tīng)，重量輕，便于運(yùn)輸和鋪設(shè)。缺點(diǎn)是精確連接兩根光纖很困難電話、電視等通信系統(tǒng)的遠(yuǎn)程干線，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的干線無(wú)線無(wú)線電波微波紅外線激光建設(shè)費(fèi)用低，抗災(zāi)能力強(qiáng)，容量大，無(wú)線接入使得通信更加方便.但易被竊聽(tīng)、易受干擾廣播，電視，移動(dòng)通信系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)無(wú)線局域網(wǎng)第12頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙絞線和同軸電纜原理：利用電流(電壓)傳輸信息雙絞線分類3類線(10Mb/s)；5類線(100Mb/s)；6類線(200Mb/s)無(wú)屏蔽雙絞線(UTP)；屏蔽雙絞線(STP)同軸電纜內(nèi)層導(dǎo)線金屬屏蔽外絕緣層絕緣體同軸電纜分類基帶同軸電纜（50Ω）傳輸數(shù)字信號(hào)寬帶同軸電纜（75Ω）傳輸模擬信號(hào)信號(hào)線地線套管無(wú)屏蔽雙絞線第13頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.光纖通信傳輸介質(zhì)：光纖（光纜）傳輸?shù)男盘?hào)：光信號(hào)傳輸速率：1Gb/s以上包層纖芯光纖的構(gòu)成第14頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光纖與光纜多根光纖保護(hù)層防止光泄漏的吸收外殼起保護(hù)作用的防護(hù)層外絕緣層光線光波在光纖中的傳播光導(dǎo)纖維（光線的入射角足夠大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)全反射，重復(fù)此過(guò)程，光就沿著光纖傳播下去）纖芯

包層保護(hù)層光波光纜光纖保護(hù)層第15頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光纖通信原理電信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路光源中繼器輸出電路電信號(hào)發(fā)送單元(電/光轉(zhuǎn)換)傳輸單元接收單元(光/電轉(zhuǎn)換)光調(diào)制器光纖光纖放大電路光檢測(cè)器光纖主要用于傳輸數(shù)字信號(hào)，0信號(hào)或1信號(hào)直接對(duì)光進(jìn)行調(diào)制(即控制激光的通或斷——幅移鍵控ASK)光波的頻率為1014～1015Hz，目前一束光每秒能攜帶2.5G或10G的二進(jìn)位信號(hào)，通過(guò)波分多路復(fù)用（WDM）技術(shù)還可達(dá)到更大的通信容量在發(fā)送端，由需要傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)（電信號(hào)）去驅(qū)動(dòng)一個(gè)光源（半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管），并對(duì)發(fā)出的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制在接收端，信號(hào)經(jīng)放大后由光檢測(cè)器（半導(dǎo)體光電管）進(jìn)行檢測(cè)、解調(diào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)之后輸出調(diào)制后的光信號(hào)通過(guò)光纖進(jìn)行傳輸，為了補(bǔ)償光纖線路的損耗，消除信號(hào)失真和噪聲干擾，每隔一定的距離要接入中繼器第16頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月無(wú)線通信原理：模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)使用電磁波調(diào)制后進(jìn)行傳輸1041051061071081091010101110121013101410151016Hz雙絞線同軸電纜AM廣播FM廣播和TV衛(wèi)星地面微波光纖紫外線紅外線可見(jiàn)光微波無(wú)線電波超短波中波短波電磁波的種類與頻率范圍

無(wú)線電波: 104～1011(Hz) 中波： 0.3～3(MHz) 短波： 3～30(MHz) 超短波： 30～300(MHz) 微波： 0.3～300(GHz)紅外線： 1011～1014(Hz)可見(jiàn)光： 1014(Hz)紫外線： 1014～1016(Hz)

無(wú)線廣播電視、通信通信第17頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微波通信微波：300MHz～300GHz范圍內(nèi)的電磁波，波長(zhǎng)為1m～1mm特點(diǎn)：直線傳播，不能沿地球表面?zhèn)鞑ィo(wú)繞射性），需要每隔幾十公里設(shè)立一個(gè)中繼站容量大、可靠性高建設(shè)費(fèi)用低抗災(zāi)能力強(qiáng)應(yīng)用：長(zhǎng)途電話、蜂窩移動(dòng)電話、全數(shù)字高清晰度電視（HDTV）等第18頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信:中繼站在人造地球衛(wèi)星上的一種微波通信優(yōu)點(diǎn)：通信距離遠(yuǎn)、頻帶寬、容量大、抗干擾強(qiáng)、通信穩(wěn)定缺點(diǎn)：造價(jià)高、技術(shù)復(fù)雜、有較大延時(shí)、同步軌道衛(wèi)星數(shù)目?jī)H180顆通信衛(wèi)星地面站1地面站2地球衛(wèi)星衛(wèi)星衛(wèi)星地球35800公里赤道上方高度為35800公里的地方為地球同步軌道，衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)一圈的周期相同，在地面上看這種衛(wèi)星好似靜止不動(dòng)。一顆同步軌道衛(wèi)星覆蓋約120°，3顆同步定點(diǎn)軌道衛(wèi)星可以覆蓋地球的幾乎全部面積，進(jìn)行二十四小時(shí)的全天候通信第19頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.4移動(dòng)通信（1）什么是移動(dòng)通信（2）移動(dòng)通信原理（3）第2代和第3代移動(dòng)通信第20頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月什么是移動(dòng)通信？處于移動(dòng)狀態(tài)的對(duì)象相互間的通信，如手機(jī)、無(wú)繩電話、尋呼系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)：克服通信終端位置對(duì)用戶的限制，快速和及時(shí)地傳遞信息基站移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）移動(dòng)電話交換中心公用電話網(wǎng)第21頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蜂窩移動(dòng)通信原理每10km～20km的區(qū)域稱為單元（形似蜂窩），單元的中央建有一個(gè)基站，該單元內(nèi)所有手機(jī)都向該基站發(fā)送信號(hào)并接收基站發(fā)給的信號(hào)所有單元既相互分割，又彼此有所交疊，連成整個(gè)移動(dòng)通信服務(wù)網(wǎng)所有基站都通過(guò)微波或電纜、光纜與移動(dòng)交換中心通信手機(jī)每個(gè)時(shí)刻都處于某個(gè)特定單元的基站控制之下，通話時(shí)使用兩個(gè)頻率（一個(gè)上行頻率，一個(gè)下行頻率），同一單元內(nèi)同一時(shí)刻的不同手機(jī)使用不同的頻率進(jìn)行通信，相互不影響每個(gè)蜂窩單元中有200多個(gè)信道(GSM)。相鄰單元不允許使用相同的頻率，不相鄰單元的頻率允許重用移動(dòng)交換中心電話交換中心第22頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖菙?shù)字化的語(yǔ)音/文字信號(hào)使用頻段：900MHz/1800MHz我國(guó)使用的2種標(biāo)準(zhǔn)：GSM（歐洲移動(dòng)通信系統(tǒng)，也稱全球通、全數(shù)字系統(tǒng))中國(guó)電信的GSM網(wǎng)已基本實(shí)現(xiàn)縣以上城市的覆蓋,

接入號(hào)有139～135、130采用頻分多路復(fù)用技術(shù)(分為124個(gè)上下行信道)和時(shí)分多路復(fù)用(每個(gè)信道8個(gè)連接)，每個(gè)蜂窩理論上支持992個(gè)連接，實(shí)際上可有200多個(gè)CDMA(碼分多址接入，CodeDivisionMultipleAccess)所有手機(jī)都占用相同帶寬和頻率，在整個(gè)頻段上進(jìn)行信號(hào)傳輸,但它們分別采用不同的編碼原理加以區(qū)分，即CDMA給每一手機(jī)分配一個(gè)唯一的碼序列（擴(kuò)頻碼），并用它對(duì)承載信息的信號(hào)進(jìn)行編碼抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)容量大，接通率高，噪聲小，第23頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)第2代移動(dòng)通信的不足：（1）數(shù)據(jù)傳輸速率過(guò)低（9.6kb/s或57kb/s）（2）容量有限，不能滿足發(fā)達(dá)地區(qū)手機(jī)用戶高度密集的要求。（3）不能實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的無(wú)縫連接第3代移動(dòng)通信技術(shù)（簡(jiǎn)稱3G）的目標(biāo)：（1）全球漫游（2）適應(yīng)多種環(huán)境，地面移動(dòng)通信與衛(wèi)星移動(dòng)通信相結(jié)合