信息及通信專業(yè)基礎(chǔ)知識

1、一、信息與通信工程-主要研究方向1數(shù)字電視圖像通信2光纖通信3計(jì)算機(jī)通信及網(wǎng)絡(luò)安全4無線通信5統(tǒng)計(jì)信號處理6生物信息技術(shù)7多媒體技術(shù)8智能信息處理二、計(jì)算機(jī)通信簡介：計(jì)算機(jī)通信是一種以數(shù)據(jù)通信形式出現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間或計(jì)算機(jī)與終端設(shè)備之間進(jìn)行信息傳遞的方式。它是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相融合的產(chǎn)物，在軍隊(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)、武器控制系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、決策分析系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)以及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)通信按照傳輸連接方式的不同，可分為直接式和間接式兩種。直接式是指將兩部計(jì)算機(jī)直接相聯(lián)進(jìn)行通信，可以是點(diǎn)對點(diǎn)，也可以是多點(diǎn)通播。間接式是指通信雙方必須通過交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。按

2、照通信覆蓋地域的廣度，計(jì)算機(jī)通信通常分為局域式、城域式和廣域式三類。局域式是指在一局部的地域范圍內(nèi)（例如一個(gè)機(jī)關(guān)、學(xué)校、軍營等）建立計(jì)算機(jī)通信。局域計(jì)算機(jī)通信覆蓋地區(qū)的直徑在數(shù)公里以內(nèi)。城域式是指在一個(gè)城市范圍內(nèi)所建立的計(jì)算機(jī)通信。城域計(jì)算機(jī)通信覆蓋地區(qū)的直徑在十公里到數(shù)十公里。廣域式是指在一個(gè)廣泛的地域范圍內(nèi)所建立的計(jì)算機(jī)通信。通信范圍可以超越城市和國家，以至于全球。廣域計(jì)算機(jī)通信覆蓋地區(qū)的直徑一般在數(shù)十公里到數(shù)干公里乃至上萬公里。在通常情況下，計(jì)算機(jī)通信都是由多臺計(jì)算機(jī)通過通信線路連接成計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)進(jìn)行的，這樣可共享網(wǎng)絡(luò)資源，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效能。三、各種無線通信傳輸方式簡介目前隨著通

3、信技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)的使用已經(jīng)滲透到社會(huì)的各個(gè)角落。要實(shí)現(xiàn)全球?qū)o人駕駛智能車的監(jiān)控，無線通信自然不能少。在我們實(shí)際生活中，可以接觸到的無線通信技術(shù)有：紅外線、藍(lán)牙、UWB、以及我們早期使用的Zigbee、無線數(shù)傳電臺、WIFI、GPRS、3G等等。下面針對這些技術(shù)做一些簡單的介紹。目前隨著通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)的使用已經(jīng)滲透到社會(huì)的各個(gè)角落。要實(shí)現(xiàn)全球?qū)o人駕駛智能車的監(jiān)控，無線通信自然不能少。在我們實(shí)際生活中，可以接觸到的無線通信技術(shù)有：紅外線、藍(lán)牙、UWB、以及我們早期使用的Zigbee、無線數(shù)傳電臺、WIFI、GPRS、3G等等。下面針對這些技術(shù)做一些簡單的介紹。3.1 常

4、見的短距離無線通信技術(shù)紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)：IrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信的技術(shù)，是由紅外線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（InfraredDataAssociation）制定的一種無線協(xié)議，其硬件及相應(yīng)軟件技術(shù)都已比較成熟。IrDA是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)無線個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）的技術(shù)。起初，采用IrDA標(biāo)準(zhǔn)的無線設(shè)備僅能在1m范圍內(nèi)以115.2kb/s速率傳輸數(shù)據(jù)，很快發(fā)展到4Mb/s（FIR技術(shù)）以及16Mb/s（VFIR技術(shù)）的速率。在小型移動(dòng)設(shè)備，如PDA、手機(jī)上廣泛使用。事實(shí)上當(dāng)今出廠的PDA以及許多手機(jī)、筆記本電腦、打印機(jī)等產(chǎn)品都支持IrDA，多用于室內(nèi)短距離傳輸，目前很多應(yīng)用場合逐漸被藍(lán)牙所取代

5、。其優(yōu)點(diǎn)：IrDA無需申請頻率使用權(quán)，因而紅外線通信成本低。并且具有移動(dòng)通信所需要的體積小，功耗低，連接方便，簡單易用的特點(diǎn)。此外，紅外線發(fā)射角嬌小傳輸上安全性高。其缺點(diǎn)：IrDA是一種視距傳輸，兩個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對準(zhǔn)，中間不能有其他的物體阻隔，也就是穿透能力差。其點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸連接，也導(dǎo)致無法靈活地組成網(wǎng)絡(luò)。藍(lán)牙（Bluetooth）：藍(lán)牙是我們生活隨處可見的傳輸技術(shù)，藍(lán)牙的數(shù)據(jù)速率為1Mbps，傳輸距離約10米左右。支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHzISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。藍(lán)牙較多用于手機(jī)，游戲機(jī)，PC外設(shè)，表，體育健身，醫(yī)療保健，汽車，家用電子等。其優(yōu)

6、點(diǎn)：使得各種設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信，也就是一點(diǎn)可以對多點(diǎn)，在10m范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)1Mb/s的高傳輸速率。其缺點(diǎn)：芯片大小和價(jià)格難以下調(diào)、抗干擾能力不強(qiáng)、傳輸距離太短、信息安全問題等等。WIFI（WirelessFidelity，無線高保真技術(shù)）：WiFi與藍(lán)牙一樣，同屬于短距離無線技術(shù)。wifi的頻段很多，2.4G，也有用5G的，一般的傳輸功率要在1毫瓦到100毫瓦之間。根據(jù)使用的標(biāo)準(zhǔn)不同，WIFI的速度也有所不同。最高傳輸速率為54Mbps(NetgearSUPERg技術(shù)可以將速度提升到108Mbps）。雖然在數(shù)據(jù)安全性方面，該技術(shù)比藍(lán)牙技術(shù)要差一

7、些，但是在電波的覆蓋范圍方面則要略勝一籌，WiFi的覆蓋范圍則可達(dá)300英尺左右（約合90米），廣泛的應(yīng)用于機(jī)場、酒店、以及辦公室等公共場合。其優(yōu)點(diǎn)：可以大大減少企業(yè)成本，提供WLAN接入，是目前WLAN的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不受墻壁等干擾物的阻隔。其缺點(diǎn)：安全性差，傳輸距離短。UWB（UltraWideband）超寬帶技術(shù)：UWB無線通信是一種不用載波，而采用時(shí)間間隔極短的脈沖進(jìn)行通信的方式，UWB也稱做脈沖無線電、時(shí)域或無載波通信。與普通二進(jìn)制移相鍵控（BPSK）信號波形相比，UWB方式不利用余弦波進(jìn)行載波而是利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。主要應(yīng)用于室內(nèi)通信、高速

8、無線LAN、家庭網(wǎng)絡(luò)、無繩電話、安全檢測、位置測定、雷達(dá)等領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)：成本低、系統(tǒng)復(fù)雜度低、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高（數(shù)百M(fèi)bit/s的速率）、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小，能夠穿透墻壁等諸多優(yōu)勢。其缺點(diǎn)：UWB標(biāo)準(zhǔn)化的工作還沒有完成一些技術(shù)問題需要不斷完善，傳輸距離只有10m左右。Zigbee技術(shù)：Zigbee主要應(yīng)用在短距離范圍之內(nèi)并且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間。它使用2.4GHz波段，采用跳頻技術(shù)，與藍(lán)牙相比Zigbee更簡單、速率更慢，功率及費(fèi)用也更低。它的基本速率是250kb/s，當(dāng)降低到28kb/s時(shí)，傳輸范圍可擴(kuò)大到134m，并獲得更高的可靠性?？梢员人{(lán)牙更好的支持

9、游戲、電子儀器和家庭自動(dòng)化應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)：成本低，功耗低，協(xié)議簡單、網(wǎng)絡(luò)容量大。其缺點(diǎn)：傳輸速率低，有效范圍?。?0m75m之間）。3.2 常見的遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)無線數(shù)傳電臺：它是采用數(shù)字信號處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能的一種無線數(shù)據(jù)傳輸電臺。工作頻率大多使用220240MHz或400470MHz頻段，有效覆蓋半徑約有幾十公里。無線數(shù)傳電臺發(fā)展早，也比較成熟應(yīng)用領(lǐng)域廣泛從航空航天、鐵路、電力、石油、氣象、地震等個(gè)行業(yè)均有規(guī)模的應(yīng)用，可以傳輸包括遙控遙測數(shù)據(jù)、數(shù)字化語音、動(dòng)態(tài)圖像等領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，通信技術(shù)成熟，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。其缺點(diǎn)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)的一次性造價(jià)高，

10、通信規(guī)約、協(xié)議沒有一個(gè)統(tǒng)一的明確的標(biāo)準(zhǔn)，大部分廠商產(chǎn)品自成體系?；ゲ患嫒荨SM（GlobalSystemofMobileCommunication全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）：它是作為全球數(shù)字蜂窩通信的DMA標(biāo)準(zhǔn)，是全球使用用戶最多的移動(dòng)通信系統(tǒng)，被稱為第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)。傳輸速率為9.628.8kbps。GSM使用900MHz頻帶。其優(yōu)點(diǎn)：幾乎實(shí)現(xiàn)了全球的覆蓋這也就是的使用其進(jìn)行通信的成本降低，防盜拷能力佳、網(wǎng)絡(luò)容量大、穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾、信息靈敏、通信死角少、耗電量低等。其缺點(diǎn)：按時(shí)計(jì)費(fèi)，上網(wǎng)連接速度慢，數(shù)據(jù)傳輸速率低。GPRS（GeneralPacketRadioService）通用分組無線服務(wù)

11、技術(shù)：GPRS是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說是GSM的延續(xù)。這項(xiàng)技術(shù)位于第二代（2G）和第三代（3G）移動(dòng)通訊技術(shù)之間，56115Kbps的傳輸速度，頻段有850/900/1800/1900MHz。GPRS可以讓工業(yè)用的RS232/485串口設(shè)備的串口通信立即轉(zhuǎn)換為GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信。內(nèi)置TCP/IP協(xié)議透明傳輸，可以用于長距離通信或控制。其優(yōu)點(diǎn)：突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，具有GSM所有的優(yōu)點(diǎn)，傳輸速率是GSM的四倍以上，按流量計(jì)費(fèi)，對于使用者來說降低了成本。其缺點(diǎn)：傳輸速率不是很高3G第三代移動(dòng)通信技術(shù)：3G標(biāo)準(zhǔn)有CDMA2000，WCDMA，TD

12、-SCDMA，WiMAX等，3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。其優(yōu)點(diǎn)：傳輸速率高，具有2G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾，能夠與GPRS，GSM技術(shù)兼容。其缺點(diǎn)：需要大面積的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，其覆蓋面積不如GPRS。四、常用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有：OSI（OpenSystemInterconnect）：開放系統(tǒng)互聯(lián)，是一個(gè)七層的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型，分別為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）：傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，是一個(gè)四層的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型，分別為：

13、網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。結(jié)合OSI和TCP/IP產(chǎn)生了一個(gè)五層結(jié)構(gòu)，分別為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。Internet就是采用的TCP/IP協(xié)議TCP（TransmissionControlProtocol，傳輸控制協(xié)議）：它是一個(gè)面向連接的協(xié)議，提供IP環(huán)境下的數(shù)據(jù)可靠傳輸，它提供的服務(wù)包括數(shù)據(jù)流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操作和多路復(fù)用。通過面向連接、端到端和可靠的數(shù)據(jù)包發(fā)送。通俗說，它是事先為所發(fā)送的數(shù)據(jù)開辟出連接好的通道，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。用于傳送容量大、安全性高的數(shù)據(jù)文件。UDP（UserDataProtocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）：它是一種面向無連接

14、的傳輸層的一個(gè)重要協(xié)議，它不與對方建立連接，而是直接就把數(shù)據(jù)包發(fā)送過去，為應(yīng)用程序提供一次性的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)它并，不為IP提供可靠性、流控或差錯(cuò)恢復(fù)功能。適用于需要分別與很多下屬通信、資源消耗小的情況。IP（InternetProtocol，因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議）：主要應(yīng)用于因特網(wǎng)通信，是網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議，他用來將多個(gè)包交換網(wǎng)絡(luò)連接起來，在源地址和目的地址之間傳送數(shù)據(jù)報(bào)。HTTP（Hypertexttransferprotocol，超文本傳輸協(xié)議）：是一個(gè)面向?qū)ο蟮膽?yīng)用層協(xié)議，由于其具有簡潔、快速的優(yōu)點(diǎn)，通常使用于分布式多媒體信息系統(tǒng)。FTP（FileTransferProtocol，文本傳輸協(xié)議）：

15、用于管理計(jì)算機(jī)之間的文件傳送。用戶連網(wǎng)的首要目的就是實(shí)現(xiàn)信息共享，文件傳輸是信息共享非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。FTP協(xié)議采用客戶/服務(wù)器模式，由FTP客戶端程序和服務(wù)器程序組成。SMTP：（SimpleMailTransferProtocol，簡單郵件傳輸協(xié)議）是一種提供可靠有效電子郵件傳輸協(xié)議，SMTP協(xié)議建立在FTP文件傳輸服務(wù)上的一種服務(wù)，主要用于傳輸系統(tǒng)之間的郵件信息與來信有關(guān)的通知。POP3（PostOfficeProtocol3，郵局協(xié)議版本3）是TCP/IP協(xié)議族中的一員，本協(xié)議主要用于支持使用客戶端遠(yuǎn)程管理在服務(wù)器上的電子郵件，提供了SSL加密功能。五、各種通信傳輸介質(zhì)的不同特性及其

16、應(yīng)用：一. 有線通信 有線通信介質(zhì)包括架空明線，雙絞線，同軸電纜，光纜等。1. 架空明線架空明線是一種最早發(fā)展和使用的傳輸介質(zhì)，它的通信容量較小而且很容易受外界干擾，線路損耗也大，但是設(shè)備技術(shù)簡單，價(jià)格便宜，因此目前在通信線路中仍占有一定比例，早期使用的長途電話線就是架空明線。2. 雙絞線雙絞線也稱為雙扭線，是最古老但又最常用的傳輸媒體。把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后用規(guī)則的方法絞合起來（這樣做是為了減少相鄰的導(dǎo)線的電磁干擾）而構(gòu)成雙絞線，局域網(wǎng)中的雙絞線是將四對雙絞線封裝在絕緣外套中的一種傳輸介質(zhì)。雙絞線電纜分為非屏蔽雙絞線（UTP: Unshielded Twisted Pair

17、）和屏蔽雙絞線（STP：Shielded Twisted Pair）兩大類。其中非屏蔽雙絞線易彎曲、易安裝，具有阻燃性，布線靈活，而屏蔽雙絞線價(jià)格高，安裝困難，需連結(jié)器，抗干擾性好。按傳輸質(zhì)量雙絞線分為1類到5類，局域網(wǎng)中常用的為3類，4類和5類雙絞線。3類線用于語音傳輸及最高傳輸速率為10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸；4類線用于語音傳輸和最高傳輸速率為16Mbps的數(shù)據(jù)傳輸；5類線用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高，近來又出現(xiàn)了超5類和6類雙絞線，其中6類雙絞線可滿足最新的千兆以太網(wǎng)的高速應(yīng)用，可望在不久的將來被國際電氣工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。在用

18、雙絞線聯(lián)起來的網(wǎng)絡(luò)中，由于存在信號衰減，因此每網(wǎng)段最多不能超過100米，接4個(gè)中繼器后最長可達(dá)到500米，因而也限制了它較大范圍的使用。在現(xiàn)代家庭通信網(wǎng)絡(luò)中，雙絞線又是必不可少的一部分，在這里介紹一下雙絞線及其接頭的制作：由于網(wǎng)卡使用的是RJ-45接頭方式，所以要用雙絞線來進(jìn)行連接，雙絞線共有8根線頭，如果是多臺微機(jī)通過集線器進(jìn)行連接，其線頭按顏色進(jìn)行排列為：橙白，橙，綠白，藍(lán)，藍(lán)白，綠，棕白，棕（如果只有兩臺微機(jī)，只需用網(wǎng)線直接連接兩網(wǎng)卡即可，但其接線方法則有所變化：要把線頭的1、3交換，2、6交換，兩頭依次為橙白，橙，綠白，藍(lán)，藍(lán)白，綠，棕白，棕，另一頭是綠白，綠，橙白，藍(lán)，藍(lán)白，橙，棕白

19、，棕）。然后兩頭分別用專用鉗子把RJ-45卡子頭夾好，一頭插在微機(jī)的網(wǎng)卡上，另一頭插在集線器的任意接口上。3. 同軸電纜同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線，絕緣層，網(wǎng)狀編制的外導(dǎo)體屏蔽層及保護(hù)塑料外層組成,內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體構(gòu)成一組線對。由于外導(dǎo)體屏蔽層的作用，同軸電纜具有很好的抗干擾性。此外，由于它比雙絞線有優(yōu)越的頻率特性，現(xiàn)已被廣泛用于較高速率和較高頻率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸中。通常按特性阻抗值的不同，將同軸電纜分為兩大類：基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜?；鶐S電纜用于傳輸離散的基帶數(shù)字信號，用這種同軸電纜可以將10Mb/S的基帶數(shù)字信號傳送1千米到1.2千米，因此被廣泛用于局域網(wǎng)中。寬帶同軸電纜常用于傳輸模擬信

20、號，是公用天線電視系統(tǒng)CATV中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜，利用頻分多路復(fù)用技術(shù)，一條同軸電纜可以同時(shí)發(fā)送一萬多個(gè)相互獨(dú)立的話音信道上的信息。但在傳送數(shù)字信號時(shí)，必須將數(shù)字信號用調(diào)制器轉(zhuǎn)換成模擬信號，在寬帶同軸電纜上傳送。同軸電纜又可分為細(xì)纜和粗纜兩大類，細(xì)纜使用較普遍，主要用于總線形網(wǎng)絡(luò)布線。細(xì)纜兩端裝BNC頭，可連接在網(wǎng)卡的T形頭上。細(xì)纜每段干線最大長度為185m，每段干線可接30臺計(jì)算機(jī)。若要拓寬網(wǎng)絡(luò)范圍則需加中繼器，最多加4個(gè)，最大傳輸距離可達(dá)925m。細(xì)纜安裝容易，造價(jià)低，但維護(hù)麻煩，中大型網(wǎng)一般不使用。粗纜每段干線最大長度為500米,每段干線可接100臺計(jì)算機(jī)，最長網(wǎng)絡(luò)范圍可達(dá)到2500米，收

21、發(fā)器間最小2.5米,收發(fā)器電纜最長50米。同軸電纜同雙絞線相比，價(jià)格較貴，但頻帶寬，傳輸數(shù)據(jù)速率高，傳輸距離大，抗干擾能力強(qiáng)，是用途廣泛的傳輸媒體。目前普遍用于長距離的電話或電報(bào)傳輸，有線電視，局域網(wǎng)絡(luò)和短距離系統(tǒng)連的通信線路（如主機(jī)和外設(shè)，終端的高速I/O通道的連接等）。4. 光纖通信光纖通信就是利用光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖來進(jìn)行通信，而光導(dǎo)纖維是光纖通信的媒體。光導(dǎo)纖維（光纖）是一種能夠傳導(dǎo)光信號的極細(xì)(50m100m)而柔軟的介質(zhì)。常用的光纖材料有：超純二氧化硅、多成份玻璃纖維、塑料纖維。光纖的模截面為圓形，由纖芯、包層兩部分構(gòu)成，二者由兩種光學(xué)性能不同的介質(zhì)構(gòu)成。其中，纖芯為光通路；包層由多

22、層反射玻璃纖維構(gòu)成，用來將光線反射到纖芯上。實(shí)用的光纜外部還須有一個(gè)保護(hù)層。每一纖芯及包層或緊或松地被外殼包裹著。在緊型結(jié)構(gòu)中，光纖被外層塑料殼完全包??；在松型結(jié)構(gòu)中，光纖與保護(hù)殼之間有一層膠體或其他材料。無論哪一種結(jié)構(gòu)，外殼都是起著提供必要的光纜強(qiáng)度的作用，以防止光纖受外界溫度、彎曲、外拉等影響而折斷。從傳輸點(diǎn)模數(shù)來分，光纖可以分為單模和多模兩種傳輸方式，單模提供單條光通路；多模光纖，即發(fā)散為多路光波，每一路光波走一條通路。單模光纖因?yàn)樗p小而具有更大的容量，但是它的生產(chǎn)要比多模光纖昂貴。光纖在任何時(shí)間都只能單向傳輸，因此，要實(shí)行雙向通信，它必須成對出現(xiàn)，一個(gè)用于輸入，一個(gè)用于輸出，光纖兩端

23、接到光學(xué)接口上。光纖與同軸電纜通信系統(tǒng)性能的比較：1. 光纖的傳輸系統(tǒng)比同軸電纜大的多，一般小同軸電纜的最大傳輸帶寬為20MHz左右，中同軸電纜的最大傳輸帶寬為60MHz左右。而目前一般工程實(shí)用的梯度多模光纖和單模光纖的帶寬都比同軸電纜的帶寬大得多。表一為同軸電纜與目前國際上發(fā)達(dá)國家已工程實(shí)用的較先進(jìn)的光纖帶寬比較。色散Ps/Kmnm單模光纖最大帶寬（MHz,Km）最大帶寬（MHz）梯度多模光纖小同軸電纜中同軸電纜2060工作波長（微米）0.851.310002000零色散波長（微米）1.33.0(1.3微米)17（1.55微米）1.552.5/1.55微米從表中可知，從現(xiàn)在已工程實(shí)用化的光纖

24、來說，已不但能滿足目前電話、數(shù)據(jù)、文字和圖像等帶寬綜合業(yè)務(wù)信息的傳輸要求，而且還可以適應(yīng)預(yù)見的將來信息業(yè)務(wù)日益發(fā)展的需求，可以這樣說，光纖是目前有線通信傳輸介質(zhì)中最良好的傳輸介質(zhì)，一但當(dāng)光纜敷設(shè)以后，通過頻分，時(shí)分和波分復(fù)用，傳輸容量可以管用幾十年，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。2光纖的傳輸衰耗要比同軸電纜小的多，而且光纖的傳輸衰耗不像同軸電纜那樣隨頻率和溫度而變。所以光纖通信不需要同軸電纜通信那樣復(fù)雜的頻率和溫度均衡。這樣，光纖通信設(shè)備就可做得比較簡單。表二為國際上先進(jìn)的，有代表性的光纖傳輸衰耗。最大傳輸衰耗（dB/Km）梯度多模光纖常規(guī)單模光纖色散移位單模光纖工作波長（微米）0. 851.32.

25、20.5零色散波長（微米）1.30. 4（1.3微米）0.25（1.55微米）1.550.2光纖通信的中繼間距比同軸電纜長的多，長途通信中中繼器數(shù)量的減少就使系統(tǒng)的可靠性得到較大的提高，這對于海底光纜通信和國防長途通信具有特別重要的意義。3光纖的抗電磁干擾能力比同軸電纜強(qiáng)的多，由于光纖是絕緣材料，只能導(dǎo)光而不能導(dǎo)電，所以，光纖不受電磁干擾。光纖的抗電磁干擾能力對現(xiàn)代通信網(wǎng)十分重要，既可以防止外部干擾信號的影響，又可以防止電磁波輻射而受到竊聽，這樣就可大大的提高現(xiàn)代通信網(wǎng)的完全性和保密性。4光纖還有一項(xiàng)同軸電纜所沒有的獨(dú)特性能，即光纖可波分復(fù)用。目前光纖已有三個(gè)波長區(qū)（0.85微米短波長區(qū)，1.

26、3微米和1.55微米兩個(gè)長波長區(qū)）。由于上述三個(gè)波區(qū)中的每一個(gè)波長都有幾百兆赫以上的帶寬，所以一根光纖通過波分復(fù)用就可得到非常巨大的傳輸容量。從上面的這些光纖特性來看，光纖是現(xiàn)代有線通信最理想的傳輸介質(zhì)。以上介紹的幾種傳輸介質(zhì)都是有線傳輸介質(zhì)，但有線介質(zhì)不可能在任何時(shí)候都滿足要求。例如，當(dāng)通信線路要通過某些建筑物、一座高山或一個(gè)島嶼時(shí)、施工挖掘、鋪設(shè)電纜往往是費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢，因而需要自由空間做通信介質(zhì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。這就是下面要介紹的無線通信和衛(wèi)星通信。二無線通信無線通信包括紅外通信，激光通信和微波通信。由于它們都是沿直線傳播的，有時(shí)也稱它們?yōu)橐暰€媒體，因?yàn)檫@三種技術(shù)都需要在發(fā)送方面和接受方面有

27、一條視線通路。紅外通信和激光通信將要傳輸?shù)男盘柗謩e轉(zhuǎn)換成紅外光信號和激光信號，直接在空間傳播。微波的頻率范圍為300MHz300GHz，但主要是使用240GHz的頻率范圍，在自由空間主要是直線傳播。下面主要介紹微波通信的特點(diǎn)：由于微波會(huì)穿透電離層而進(jìn)入宇宙空間，因此微波通信分為兩種主要方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。1. 地面微波接力通信由于微波在空間是以直線傳播的，而地球表面是曲面，微波在地面的傳播距離受到限制。為了增大直接傳播距離，而增大天線塔的高度，塔越高傳播距離。例如一般傳播距離為50km，但當(dāng)天線塔為100m時(shí)，距離可增大到100km。當(dāng)超過一定距離后，則需在一個(gè)無線通信信道的兩個(gè)終端之間建立若干個(gè)中繼站。中繼站把前一端送來的信號經(jīng)過放大后再發(fā)送到下一站，故稱為微波接力通信。大多數(shù)長途電話業(yè)務(wù)使用46GHz的