第一節(jié)信道及其分類

1、第二章第二章 信道信道主要內容：主要內容： 信道的定義、分類和模型信道的定義、分類和模型 常用的傳輸媒質常用的傳輸媒質 無線電波的傳播方式無線電波的傳播方式 信道對信號的影響信道對信號的影響 信道容量和香農(nóng)公式信道容量和香農(nóng)公式2.1 信道信道下一頁上一頁傳輸信道是傳輸信道是以傳輸介質為基礎的信號通道，是以傳輸介質為基礎的信號通道，是任任何通信系統(tǒng)中必不可少的組成部分何通信系統(tǒng)中必不可少的組成部分。信道的傳輸特性將直接影響系統(tǒng)的信道的傳輸特性將直接影響系統(tǒng)的性性能。能。根據(jù)信道或傳輸媒質的特性以及分析問題的需要，根據(jù)信道或傳輸媒質的特性以及分析問題的需要，可以對信道進行不同的分類?？梢詫π诺肋M

2、行不同的分類。2.1.12.1.1 信道分類信道分類下一頁上一頁廣義信道狹義信道信道調制信道編碼信道有線信道無線信道恒參信道變參信道無記憶編碼信道有記憶編碼信道雙絞線同軸電纜光纖長波信道短波信道微波信道1. 狹義信道和廣義信道 狹義信道即可以傳輸光或電信號的各種傳輸媒介 廣義信道由傳輸媒介和部分收發(fā)端的通信設備組成（為方便研究），常用的有調制信道和編碼信道。2.2 傳輸介質之有線下一頁上一頁1. 雙絞線 雙絞線由兩根相互絕緣的銅線以均勻的扭矩對稱扭絞在一起形成。扭矩越短抗干擾能力越強 絞合的目的: (1) 減少線對之間的相互干擾， (2) 同時增強了機械和電氣穩(wěn)定性 分類雙絞線2.2 傳輸介質

3、之有線UTP與STP的區(qū)別：STP要求建筑物要有良好的接地系統(tǒng)。STP能減少輻射，防止信息被竊聽。STP可阻止外部電磁干擾的切入，使屏蔽雙絞線比同類的非屏蔽雙絞線具有更高的傳輸速率。雙絞線2.2 傳輸介質之有線雙絞線的優(yōu)缺點：優(yōu)點：占用空間小，便宜，靈活，易彎曲，易安裝。缺點：傳輸衰減大，因而傳輸距離短，有時有來自臨近信道的串話干擾。應用：主要應用于電話線路，傳輸語音和數(shù)據(jù)雙絞線的類型：常見的有3類線，5類線和超5類線，以及最新的6類，7類線，前者線徑細而后者線徑粗雙絞線2.2 傳輸介質之有線下一頁上一頁2. 同軸電纜 同軸電纜由內導體，絕緣層外導體和塑料保護外套組成，如下圖示： 分類 內外導

4、體組成一組線對，外導體同時起到屏蔽外界電磁干擾的作用 基帶同軸電纜：阻抗為50歐姆，用于局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸1 寬帶同軸電纜：阻抗為75歐姆，CATV網(wǎng)以及PSTN局間傳輸同軸電纜2.2 傳輸介質之有線同軸電纜的優(yōu)缺點：優(yōu)點：與雙絞線比，抗干擾能力強，支持更高的數(shù)據(jù)傳輸率，可以在相對長的無中繼器的線路上支持高帶寬通信（細纜的傳輸距離為185米，粗纜為500米）。缺點：體積大，細纜的直徑0.26厘米，粗纜直徑1.27厘米，占用電纜管道空間大；不能承受纏結、壓力和嚴重的彎曲，否則損壞電纜結構，阻止信號的傳輸；成本高，接頭制作復雜。這些缺點正是雙絞線能克服的，因此在局域網(wǎng)環(huán)境中，基本已被基于雙絞線的以太網(wǎng)

5、物理層規(guī)范所取代。應用：設備的支架連線，閉路電視(CCTV)，共用天線系統(tǒng)(MATV) 以及彩色或單色射頻監(jiān)視器的轉送。同軸電纜2.2 傳輸介質之有線光纖1. 光纖 光纖由纖芯、包層和涂覆層構成光纖是由兩層折射率不同的玻璃組成。內層為纖芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑0.1-0.2mm。一般內芯玻璃的折射率比外層玻璃大1%。根據(jù)光的折射和全反射原理,當光線射到內芯和外層界面的角度大于產(chǎn)生全反射的臨界角時，光線透不過界面，全部反射。2.2 傳輸介質之有線光纖的分類：單模光纖：單模光纖是指按工作波長，只能傳輸一個傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖（SMF：Single ModeFiber）。

6、目前，在有線電視和光通信中，是應用最廣泛的光纖多模光纖：多模光纖是指按工作波長，能傳播多個模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUltiModeFiber）光纖2.2 傳輸介質之有線光纖的優(yōu)缺點：優(yōu)點：頻帶寬，頻帶的寬窄代表傳輸容量的大??；損耗低，比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸?shù)木嚯x要遠得多。在全部有線電視頻道內具有相同的損耗（無需均衡器），同時損耗幾乎不隨溫度而變；重量輕，光纖非常細，安裝十分方便；抗干擾能力強，光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的的影響，因此，在光纖中傳輸?shù)男盘柌灰妆桓`聽，因而利于保密。保真度高，因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引入新的非線

7、性失真；工作性能可靠，一個系統(tǒng)的可靠性與該系統(tǒng)的設備數(shù)量有關。設備越多，發(fā)生故障的機會越大。光纖系統(tǒng)包含的設備數(shù)量少(不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個放大器)，可靠性自然也就高；成本不斷下降。光纖2.2 傳輸介質之有線光纖的應用：通信應用：在有線電視和光通信中，是應用最廣泛的光纖醫(yī)學應用：光導纖維內窺鏡可導入心臟和腦室，測量心臟中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等。用光導纖維連接的激光手術刀已在臨床應用。傳感器應用：與敏感元件組合或利用本身的特性,則可以做成各種傳感器,測量壓力、流量、溫度等。藝術應用：由于光纖的良好的物理特性，光纖照明和LED照明已越來越成為藝術裝修美化的用途。光纖2.3 傳輸介質之

8、無線無線電波的波段劃分：2.3 傳輸介質之無線無線電波的傳播方式： 由于地面、高山、電離層等對各波段無線電波的吸收、反射、透射等性能的不同，無線電波在空間適宜的傳播方式通常有以下三種： 地波傳播 天波傳播 視距（空間波）傳播2.3 傳輸介質之無線地波傳播： 定義：地波傳播是無線電波沿地球表面附近空間的傳播，傳播時可隨地球表面的彎曲而改變傳播方向。 地球表面分布有起伏不平的山巒，以及高低不平的建筑物等障礙物，無線電波只能繞過這些障礙物，才能傳到較遠的地方。當電磁波的波長大于或等于障礙物的尺寸時，波的衍射性能好，即可繞過障礙物。 長波、中波和波長較長的短波能實現(xiàn)地波傳播。 特點：適合2MHZ以下的電磁波，性能穩(wěn)定，距 離受限，要求天線的長度很長。2.3 傳輸介質之無線天波傳播 定義：天波傳播是無線電波通過電離層的反射而進行的傳播。 電離層的反射特性還與無線電波的波長有關，波長越長，越容易反射，所以長波、中波、短波都可以被電離層反射，而微波和超短波則穿透電離層不反射。 天波最適合短波傳播，因為電離層對長波的吸收太強。 特點：適合230MHZ波段，頻率越高，越適合反射，但頻率太高，將穿透電離層。2.3 傳輸介質之無線視距（空間波）傳播： 定義：視距（空間波）傳播是指無線電波像光一樣傳播。 由于地球近似球體，因此，空