電信行業(yè)--現(xiàn)代通信技術(shù)--現(xiàn)代通信技術(shù)概述（PPT 32頁(yè)）

1、第 15 章 現(xiàn)代通信技術(shù) 下一章 返回主頁(yè) 15.3 衛(wèi)星通信 15.4 光纖通信 15.1 現(xiàn)代通信技術(shù)概述 15.2 移動(dòng)通信 115.1 現(xiàn)代通信技術(shù)概述 通信系統(tǒng)： 完成信息傳輸任務(wù)的系統(tǒng)。 按傳輸方式不同分類： 有線通信、無(wú)線通信。 系統(tǒng)組成： 發(fā)射機(jī)、信道、接收機(jī)。2 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但操作不便，不易保密。 接收與發(fā)射的轉(zhuǎn)換 接收與發(fā)射的轉(zhuǎn)換 1. 同頻單工方式 通信雙方使用同一頻率。 單工是指接受和發(fā)射不能同時(shí)進(jìn)行。 系統(tǒng)圖一、無(wú)線通信方式 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) f天線 3 系統(tǒng)圖 2. 雙頻雙工方式 f1f2 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) 天線 雙工器雙

2、工器f1f2f2f1 特點(diǎn)： 此法是最理想的，抗干擾能力強(qiáng)，但造價(jià)高。 43. 半雙工方式 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) f1 f2 用戶臺(tái) f1 f2 f1 用戶臺(tái) f2 雙工器 接收機(jī) 發(fā)射機(jī) 中繼臺(tái) f1 f1 f2 f2 f2 f1 5 波長(zhǎng)/m30 000 3 0003 000 5050 1010 11 0.001 頻率/kHz10 100100 6 0006 000 3010330103 300103 300103 30106 用 途電報(bào)通信無(wú)線電廣播、電報(bào)通信無(wú)線電廣播、電報(bào)通信電視、導(dǎo)航、無(wú)線電廣播電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、接力通信波 段長(zhǎng) 波中 波短 波超短波微 波二、電磁波的傳遞

3、 無(wú)線電波分為: 長(zhǎng)波、中波、短波、超短波、微波等。 6 5351 605 kHz（屬中波）。 1 MHz 通信寬度可提供 40 個(gè)信道。 信道間隔為 25 kHz。 電磁波的傳播方式(1) 地波 沿地球表面?zhèn)鞑ィㄈ玳L(zhǎng)波、中波、依靠地波傳播）。(2) 天波 依靠空中電離層的反射進(jìn)行傳播（短波、中波）。(3) 直射波 直接傳播方式傳播的電磁波（超短波、微波）。 我國(guó)無(wú)線電波的頻率范圍 7 按調(diào)制信號(hào)的不同調(diào)制方式可分為： 模擬信號(hào)的調(diào)制 數(shù)字信號(hào)的調(diào)制 按調(diào)制參數(shù)不同調(diào)制方式可分為： 振幅調(diào)制（簡(jiǎn)稱調(diào)幅 AM） 頻率調(diào)制（簡(jiǎn)稱調(diào)頻 FM） 相位調(diào)制（簡(jiǎn)稱調(diào)相 PM）三、調(diào)制和解調(diào) 8 無(wú)線通信發(fā)

4、射和接收部分原理圖 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) 載波振蕩 f 調(diào)制 功率放大 解調(diào) 功率放大 調(diào)制 將低頻信號(hào)搬移到高頻信號(hào)上去(載波信號(hào))。 解調(diào) 將有用信號(hào)從載波信號(hào)中分離出來(lái)。9uCC t O 調(diào)幅（AM） 1. 模擬信號(hào)的調(diào)制 高頻載波信號(hào)uc 傳送信號(hào)包含在上 下兩個(gè)帶內(nèi)，載波 本身不含任何信號(hào)。 調(diào)幅方式在無(wú)線 電廣播和載波電話 中應(yīng)用廣泛。低頻載波信號(hào) uM 調(diào)制后的信號(hào) uA uMO M t uAO C t AM uCuMuA10 載波信號(hào)在調(diào)制信 號(hào)的作用下瞬時(shí)頻 率發(fā)生了變化。 在電視和超短波 廣播中廣泛應(yīng)用。 缺點(diǎn):超短波只能 直線傳播一、二百 公里,收視距離較短。(2) 調(diào)頻（FM

5、）高頻載波信號(hào) uC 低頻載波信號(hào) uM 調(diào)制后的信號(hào) uF uCO C t uMO M t uFO F t FM uCuMuF11 使高頻載波信號(hào)的相位隨低頻調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí) 值正比變化的調(diào)制方式。 調(diào)頻和調(diào)相又統(tǒng)稱為調(diào)角。調(diào)頻時(shí)必然會(huì)引起 調(diào)相，調(diào)相時(shí)必然會(huì)引起調(diào)頻。 (3) 調(diào)相（PM） 122. 數(shù)字信號(hào)的調(diào)制 就是將二進(jìn)制信息搬移到高頻載波信號(hào)上， 調(diào)制方式可以是調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相。ASK FSK PSK 1315.2 移 動(dòng) 通 信 指雙方至少有一方在移動(dòng)中完成的通信。 按應(yīng)用環(huán)境分類 陸地、海上、空中移動(dòng)通信。 按服務(wù)對(duì)象分類 民用、軍用、專用移動(dòng)通信。 按技術(shù)設(shè)備和服務(wù)對(duì)象綜合分類

6、 (1) 公眾移動(dòng)電話系統(tǒng) (2) 無(wú)繩電話系統(tǒng) (3) 無(wú)線尋呼系統(tǒng) (4) 專用移動(dòng)通信系統(tǒng) (5) 無(wú)中心個(gè)人移動(dòng)通信系統(tǒng)14基站1MBS1基站 NMBS N一、公眾移動(dòng)電話系統(tǒng) 1. 系統(tǒng)組成 有線 市話局 MTSO 中繼線 有線用戶控制器 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) 共用器控制器 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) 共用器移動(dòng)電話交換臺(tái)15市話局2. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) MTSO 移動(dòng)電話交換局 移動(dòng)用戶臺(tái) 基站 蜂窩式公眾移動(dòng)電話系統(tǒng) 16 由三部分組成: 移動(dòng)電話交換局（MTSO） 各小區(qū)基站（MBS） 移動(dòng)用戶臺(tái)（MMS） 目前國(guó)際上使用的通信系統(tǒng)有 美國(guó)的 AMPS 系統(tǒng)、 英國(guó)的 TACS 系統(tǒng)、 北歐的 NMT9

7、00 系統(tǒng)、日本的 LMTS 系統(tǒng)。 蜂房式公眾移動(dòng)電話系統(tǒng) 17 第一代無(wú)繩電話（CT1） 是室內(nèi)使用的，服務(wù)半徑為 150 m 左右。 第二代無(wú)繩電話（CT2） 1989 年推出的數(shù)字無(wú)繩電話系統(tǒng)。 通信距離限定在 200 m 內(nèi)。 CT2 系統(tǒng)的組成 手機(jī) 基站 地區(qū)管理中心 本地集中器 管理中心 二、無(wú)繩電話系統(tǒng) 18 無(wú)繩電話系統(tǒng)圖 PSTN 本地 集中器 本地 集中器 地區(qū)控制中心 本地 集中器 本地 集中器 地區(qū)控制中心 管理中心 PSTN PSTN 市話網(wǎng) 基站 手機(jī) 19尋呼接收機(jī)尋呼控制中心有線 市話局 有線用戶專用交換機(jī)控制與編碼器發(fā)射臺(tái)發(fā)射臺(tái) 是一種單向的面向公眾的移動(dòng)

8、通信系統(tǒng)。 三、無(wú)線尋呼系統(tǒng) 無(wú)線尋呼系統(tǒng) 20 尋呼接收機(jī) 是一種便攜式無(wú)線接收機(jī)，具有地址識(shí)別功能。 門電路 顯示 地址識(shí)別 存儲(chǔ) 振鈴 接收機(jī)譯碼21N 群A 群四、專用移動(dòng)通信系統(tǒng) 只為某部門、某行業(yè)服務(wù)。 例如：軍事、公安、消防、鐵路、出租車等。 專用汽車調(diào)動(dòng)移動(dòng)通信系統(tǒng)（MCA）圖 覆蓋半徑 20 30 km 指令臺(tái)指令臺(tái)控制中心22五、無(wú)中心個(gè)人移動(dòng)通信系統(tǒng) 1982 年推出該技術(shù)。 特點(diǎn)：(1) 將中心集中控制變?yōu)榉稚⒖刂啤?2) 節(jié)省建網(wǎng)投資，提高了頻率利用率。(3) 加快了接續(xù)速度。(4) 通信范圍有限，適用于專用小系統(tǒng)。 專用移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)：(1) 所有通信均需控制中

9、心轉(zhuǎn)接。(2) 具有數(shù)據(jù)傳輸、傳真功能。(3) 限時(shí)服務(wù)，最長(zhǎng)服務(wù)時(shí)間 1 min 。 2315.3 衛(wèi) 星 通 信 是指以人造地球衛(wèi)星為中繼站，使地球上的各 中繼站之間實(shí)現(xiàn)通信。 衛(wèi)星通信發(fā)射頻率一般為 46 GHz ， 屬于微波波段。 特點(diǎn)：(1) A、B 站互發(fā)信息 所以頻率不同。 (2) 衛(wèi)星中繼站接收 到信號(hào)經(jīng)放大后， 換一個(gè)頻率再 發(fā)射出去。f2f3f4f1 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 通信衛(wèi)星A 站B 站24同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星地球自轉(zhuǎn)方向衛(wèi)星飛行方向 同步軌道 全球衛(wèi)星通信系統(tǒng) 35 786.5 km17.4o 信號(hào)盲區(qū)信號(hào)重疊區(qū)域 一顆同步衛(wèi)星覆蓋地球表面的 42.4%。 25(1)

10、應(yīng)用范圍廣 可傳輸電話、電報(bào)、傳真、廣播電視節(jié)目等。(2) 通信距離遠(yuǎn) 費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)（與時(shí)間有關(guān)）。(3) 覆蓋面大 便于多地址連接通信，即在衛(wèi)星覆蓋面積內(nèi)，所有地球 站可公用一顆衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)站與站之間的雙邊和多邊通信。(4) 傳輸容量大 通信衛(wèi)星的發(fā)射頻率在微波段，可供使用的頻帶很 寬。而且空間站可設(shè)多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，可容納的信道多。衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn) 26(5) 傳輸質(zhì)量高，通信線路穩(wěn)定可靠。 衛(wèi)星通信的缺點(diǎn) (1) 投資昂貴，要求地球站和空間站的技術(shù)含量高。 (2) 有星蝕和日凌中斷現(xiàn)象。2715.4 光 纖 通 信 大規(guī)模的光纜系統(tǒng)：(1) 橫跨大西洋的 TAT8 海底光纜系統(tǒng)， 總長(zhǎng) 6 4

11、00 km。(2) TAT9 海底光纜系統(tǒng)，可提供 9 萬(wàn)路話路。 (3) 橫跨太平洋的 TPC 3/HAW4 海底光纜 系統(tǒng)長(zhǎng) 9 000 km。(4) 我國(guó)已建成了以北京為中心的，連接各省會(huì) 城市的多條光纜系統(tǒng)，最長(zhǎng)為 2 400 km。28 纖芯 由若干根導(dǎo)線絞制成光纜， 光纜出廠長(zhǎng)度為 15 km。二、光的反射和折射 涂敷層包層一、光纖結(jié)構(gòu) 入射光反射光折射光介質(zhì) 2（折射率 n2）介質(zhì) 1（折射率 n1）1 1 2 n1 sin1 = n2 sin2 臨界角 c 當(dāng)1 c 時(shí)，2 = 90o 29三、光在光纖中的傳播 纖 芯包 層包 層（c 為臨界角） sinc =n2n1 當(dāng)1c 時(shí)，光波