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1第1章電信傳輸?shù)幕靖拍?內(nèi)容提要通信基本概念及發(fā)展史電信傳輸系統(tǒng)模型電信傳輸信道及傳輸介質(zhì)傳輸特性和傳輸單位1.1通信基本概念及發(fā)展史通信的定義

通信的目的是傳遞消息中所包含的信息。消息是客觀物質(zhì)運動和主觀思維活動的狀態(tài)的一種反映，在不同時期具有不同的表現(xiàn)形式。例如，話音、文字、符號、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動圖像等都是消息。人們接收消息，關(guān)心的是消息中包含的有效內(nèi)容，即信息。通信則是進(jìn)行信息的時空轉(zhuǎn)移，即把信息從一方傳送到另一方。基于這種認(rèn)識，“通信”也就是“信息傳輸”或“消息傳輸”。341.1通信基本概念及發(fā)展史通信發(fā)展史：在1837年，人類歷史上第一次用電報、電話進(jìn)行電信聯(lián)系，英國人在1.5km的距離上作了電報表演。1876年，貝爾獲美國專利局授予的電話專利，并在1877年用硬雙銅線架設(shè)了電話線路，從此傳輸線開始了傳輸比電報信號頻率高得多的語音信號。1948年美國建設(shè)了從紐約到波士頓的微波中繼線路，傳送480路電話和1路電視信號。1955年，完成從紐芬蘭到蘇格蘭海底越洋同軸電話電纜。1966年，英籍華人提出可以從石英中提煉超純的細(xì)絲狀纖維，并用于光頻成為光波導(dǎo)。51.1電信傳輸發(fā)展及廣泛應(yīng)用1977年，美國芝加哥建成第一條光纖通信線路，長度為6km。1988年建成了橫跨大西洋的海底光纜系統(tǒng)，采用的是單模光纖，總長達(dá)到19200km。在移動通信方面，1946年美國在圣路易斯城建立了世界上第一個公用汽車電話業(yè)務(wù)，頻率從150~450MHz。在衛(wèi)星通信方面，1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，1965年4月美國發(fā)射了第一顆商用衛(wèi)星。1.1電信傳輸發(fā)展及廣泛應(yīng)用1.1電信傳輸理論的發(fā)展史1865年，麥克斯韋在題為《電磁場的動力學(xué)理論》的論文中奠定了電磁場理論的基礎(chǔ)，利用麥克斯韋的成果進(jìn)行傳輸線理論研究成為了可能。1876年，亥維塞利用麥克斯韋方程推導(dǎo)出了經(jīng)典電報方程。1893年，英國物理學(xué)家湯姆遜（電子的發(fā)現(xiàn)者）出版了一本論述麥克斯韋電磁理論的書，肯定了圓金屬壁管子傳輸電磁波的可實現(xiàn)性。1897年，英國物理學(xué)家瑞利在發(fā)表的論文中，討論了矩形截面和圓形截面“空柱”中的電磁振動，即對應(yīng)后來的矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)，并引進(jìn)了截止波長的概念1936年，貝爾實驗室的科學(xué)家做出了實驗波導(dǎo)線長為260m的青銅管，直徑為12.5cm，信號波長為9cm。671.2電信傳輸系統(tǒng)模型電信及電信傳輸電信傳輸系統(tǒng)模型信號的類型與電磁波波段的劃分電磁波常見傳播模式電信傳輸?shù)闹饕攸c81.2.1電信及電信傳輸所謂“電信”，就是利用電子技術(shù)實現(xiàn)傳送信息和交流信息的通信方式。通俗解釋“電信”是指利用有線、無線的電磁系統(tǒng)或光電系統(tǒng)，對語音、文字、數(shù)據(jù)、圖像以及其他形式信息的電信號進(jìn)行的傳送過程。那么，“電信傳輸”就是指含有信息的電信號通過具體物理媒質(zhì)從一處傳到另一處的傳輸過程。91.2.2電信傳輸系統(tǒng)模型電信傳輸由電信傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)，電信傳輸系統(tǒng)包括了用戶之間的許多電氣設(shè)備和傳輸媒質(zhì)（如金屬導(dǎo)線、光纖、自由空間等）所構(gòu)成的總體。一個最簡單的傳輸系統(tǒng)，至少要由一個發(fā)送器（也叫做變換器）、一個接收器（也叫做反變換器）和把它們連接起來的傳輸媒質(zhì)所組成。所以，連接發(fā)送器、接收器二者的傳輸媒質(zhì)是構(gòu)成電信傳輸系統(tǒng)的基本組成部分。101.2.2電信傳輸系統(tǒng)模型信宿

信源圖1-1電信傳輸系統(tǒng)模型示意圖

發(fā)信設(shè)備收信設(shè)備變換器A反變換器B111.2.2電信傳輸系統(tǒng)模型圖1-1中發(fā)信終端置于變換器A的這一端，其功能為：把消息變換成與信道相適配的電信號或光信號，并讓信號進(jìn)入該信道。收信終端位于反變換器B的那一端，其功能為將從信道收下來信號進(jìn)行衰減補償，并消除或減小畸變和噪聲對有用信號的干擾，進(jìn)行反變換，使其消息重現(xiàn)原貌。121.2.2電信傳輸系統(tǒng)模型圖1-2電信傳輸系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)131.2.2電信傳輸系統(tǒng)模型在電信傳輸系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)圖中：1）話機(jī)、移動臺作用：是將話音信號轉(zhuǎn)換成電信號，或者進(jìn)行反變換。2）交換設(shè)備的作用：實現(xiàn)局內(nèi)用戶間的信號交換，還能同其它局的用戶實現(xiàn)連接或轉(zhuǎn)接。3）多路復(fù)用設(shè)備的作用：實現(xiàn)多路信號的匯接(復(fù)用)，用以提高信道的傳輸容量。4）傳輸終端設(shè)備的作用：將待傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換成適合信道傳輸?shù)男盘枺蜻M(jìn)行反變換等。

141.2.2電信傳輸系統(tǒng)模型電纜、光纜、微波、衛(wèi)星是不同形式的傳輸介質(zhì)或信號載體。當(dāng)電信傳輸系統(tǒng)采用電纜作傳輸介質(zhì)時，此時傳輸終端設(shè)備為電纜傳輸終端設(shè)備，相應(yīng)的傳輸系統(tǒng)稱為電纜傳輸系統(tǒng)或稱為電纜通信系統(tǒng)。若采用光纜作傳輸介質(zhì)，此時的傳輸終端設(shè)備為光端機(jī)，相應(yīng)的傳輸系統(tǒng)就稱為光纜傳輸系統(tǒng)，或稱為光纖通信系統(tǒng)。若采用微波作載體，用微波中繼站作信號轉(zhuǎn)接，此時傳輸終端設(shè)備就是微波端站，相應(yīng)的傳輸系統(tǒng)就稱為微波傳輸系統(tǒng)，或稱微波通信系統(tǒng)。151.2.2電信傳輸系統(tǒng)模型電纜、光纜、微波、衛(wèi)星是不同形式的傳輸介質(zhì)或信號載體。若仍采用微波作載體，用衛(wèi)星作中繼站，此時傳輸終端設(shè)備就是衛(wèi)星地面站（或地球站），相應(yīng)的傳輸系統(tǒng)就稱為衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)或稱為衛(wèi)星通信系統(tǒng)。由此可見，無論是電纜通信系統(tǒng)、光纖通信系統(tǒng)，還是微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)，它們的基本結(jié)構(gòu)形式都很類似，其之間的差異僅在于電信號載體（或傳輸媒質(zhì)）和傳輸終端設(shè)備不同。161.2.3信號的類型與電磁波波段的劃分按照電信號傳載信息的形式不同，可分為：（1）模擬信號：是指模擬、仿照原有消息變化的電信號。這種信號的幅度變化是時間的連續(xù)函數(shù)。如圖1-4所示。模擬通信——普通電話、傳真、電視。（2）數(shù)字信號：時間上和幅度上的取值都是離散的。數(shù)字信號在傳輸上最主要的是它的抗干擾性強。如圖1-6所示。數(shù)據(jù)通信——通信傳輸?shù)亩际菙?shù)字信號，如人與計算機(jī)和計算機(jī)與計算機(jī)之間的通信。171.2.3信號的種類和電磁波波段的劃分圖1-4模擬信號波形圖1-6數(shù)字信號波形181.2.3信號的種類和電磁波波段的劃分圖1-7電磁波段劃分圖191.2.3信號的種類和電磁波波段的劃分

通信所采用的傳輸方式是由電磁波的頻率所決定的。電通信的容量幾乎與使用的頻率范圍成正比，對通信容量的要求越高，使用頻率范圍就越高。由圖1-7所示，通常無線電通信所用波段是在波長為米至亞毫米范圍，目前，移動通信、微波通信和衛(wèi)星通信這三種無線電通信方式都落在微波波段，而除光纖通信以外的有線電通信所用波段是在波長為千米至米范圍；有線電視用戶接入和計算機(jī)局?jǐn)?shù)據(jù)接入這2種通信方式則落在超短波（VHF）左右。光纖通信在0.8～1.65微米紅外波段。表1-1波段（頻段）劃分及典型應(yīng)用

3×10-5～頻率范圍波長符號傳輸媒質(zhì)用途3Hz～30kHz104～108m甚低頻VLF有線線對或長波無線電音頻、電話、數(shù)據(jù)終端長距離導(dǎo)航、時標(biāo)30～300kHz103～104m低頻LF有線線對或長波無線電導(dǎo)航、信標(biāo)、電力線通信300kHz～3MHz102～103m中頻MF同軸電纜或短波無線電調(diào)幅廣播、移動陸地通信、業(yè)余無線電3～30MHz10～102m高頻HF同軸電纜或短波無線電移動天線電話、短波廣播定點軍用通信、業(yè)余無線電30～300MHz1～10m甚高頻VHF同軸電纜或米波無線電電視、調(diào)頻廣播、空中管制、車輛、通信、導(dǎo)航300MHz～3GHz10～100cm特高頻UHF波導(dǎo)或分米波無線電微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達(dá)3～30GHz1～10cm超高頻SHF波導(dǎo)或厘米波無線電微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達(dá)、無線寬帶接入30～300GHz1～10cm極高頻EHF波導(dǎo)或毫米波無線電雷達(dá)、微波接力、射電天文學(xué)107～108GHz3×10-4

cm紫外、可見光、

紅外光纖或激光空間傳播光通信1.2.4電磁波常見傳播模式在研究傳輸線理論時主要包括以下兩方面的內(nèi)容：一是研究所傳輸波類型的電磁波在傳輸線橫截面內(nèi)電場和磁場的分布規(guī)律（場結(jié)構(gòu)或模式或波型），稱為橫向問題；二是研究電磁波沿傳輸線軸向的傳播特性和場的分布規(guī)律，稱為縱向問題。在傳輸線（有界空間中）導(dǎo)行的電磁波的類型（也稱為模式或場結(jié)構(gòu)或場分布），按其有無縱向場分量Ez和Hz，可分為四類：一是橫電磁波（TEM波），這種波在傳播方向Z上既無縱向電場Ez分量又無縱向磁場Hz分量，即Ez=0且Hz=0。電場、磁場分量都在橫截面上與傳播方向垂直。這種模式只能存在于雙導(dǎo)體傳輸線和無線傳輸（無界空間理想介質(zhì)）中。

。211.2.4電磁波常見傳播模式二是橫電波（TE波），這種波的Ez=0，其電場分量與傳播方向垂直，但Hz≠0。這種模式存在于金屬波導(dǎo)中。三是橫磁波（TM波），這種波的Hz=0，其磁場分量與傳播方向垂直，但Ez≠0。這種模式存在于金屬波導(dǎo)中。四是EH波或HE波（混合模），這種波的Ez≠0且Hz≠0。它們是TE波和TM波的線性疊加，縱向電場占優(yōu)勢的模式稱做EH波，縱向磁場占優(yōu)勢的模式稱做HE波。這類波存在于介質(zhì)波導(dǎo)中。以上TEM波、TE波、TM波的電場方向及磁場方向與傳播方向的關(guān)系，如圖1-8所示。注意，無論何種波型，其電場與磁場總是相互垂直的。22圖1-8TEM波、TE波、TM波電場及磁場與傳播方向關(guān)系圖1-9同軸電纜中TEM波的場結(jié)構(gòu)圖1-10波導(dǎo)中TE10波電磁場分布模型圖1-11波導(dǎo)中幾種TMmn波電磁場分布模型圖1-12無界空間TEM波的電磁場分布模型251.2.4電信傳輸?shù)闹饕攸c電信傳輸?shù)闹饕攸c：1）傳輸信號的多頻率。無論是模擬通信還是數(shù)字通信，電信傳輸中的信號都包含著豐富的頻率。如普通電話機(jī)發(fā)出的話音信號頻率大約在300HZ到3400HZ左右；有線電視CATV的傳輸頻帶達(dá)750MHZ左右。2）有線傳輸?shù)墓β时容^小，它一般只有毫瓦量級；在無線傳輸方式中，電信傳輸?shù)墓β瘦^大，它一般在瓦量級。3）電信傳輸?shù)男瘦^高，由于電信傳輸是弱電傳輸，其傳輸效率非常重要。有線傳輸效率高于無線傳輸?shù)男省?）電信傳輸離不開信號的變換。例如,模--數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)--模轉(zhuǎn)換技術(shù)的廣泛應(yīng)用。1.3電信傳輸信道及傳輸介質(zhì)電信傳輸信道是電信傳輸系統(tǒng)必不可少的組成部分；任何一個電信傳輸系統(tǒng)均可視為由發(fā)送設(shè)備、信道與接收設(shè)備三大部分組成。傳輸信道通常是指以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號通道，而傳輸介質(zhì)的多種類型對應(yīng)著不同用途的通信系統(tǒng)。因而，對信道和傳輸介質(zhì)（或媒質(zhì)）的研究是研究通信的傳輸問題的基礎(chǔ)。26271.3.1信道的概念及分類信道是指以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號通道。具體來說，信道是指由有線或無線線路提供的信號通路；抽象來說，信道是指定的一段頻帶，它讓信號通過，同時又給信號以限制和損害。信道的作用是傳輸信號。信道可大體分為兩類：狹義信道和廣義信道。根據(jù)信道的定義，如果信道僅是指信號的傳輸媒質(zhì)，這種信道稱為狹義信道；如果信道不僅是傳輸媒質(zhì)，而且包括傳輸系統(tǒng)中的一些轉(zhuǎn)換裝置，這種信道稱為廣義信道。1.3.1信道的概念及分類按照狹義信道具體傳輸媒質(zhì)的不同類型可分為有線信道和無線信道兩類。有線信道需利用人造的傳輸媒質(zhì)來傳輸信號，它包括明線、對稱電纜、同軸電纜及光纖等一類能夠看得見的媒質(zhì)。無線信道利用電磁波在自由空間中的傳播來傳輸信號，它包括地波傳播、短波電離層反射、超短波或微波視距中繼、衛(wèi)星中繼、散射及移動無線電信道等。按照廣義信道的功能，通常也可以分為調(diào)制信道和編碼信道等，如圖1-13所示。調(diào)制信道還可分為恒參信道和隨參信道兩類。編碼信道也可細(xì)分為無記憶信道和有記憶信道。有記憶編碼信道是指信道中碼元發(fā)生差錯的事件不是獨立的，即碼元發(fā)生錯誤前后是有聯(lián)系的。281.3.1信道的概念及分類

29圖1-13調(diào)制信道和編碼信道信道分類歸納如下：301.3.2有線信道及特性1.有線信道及常見有線介質(zhì)結(jié)構(gòu)

在有線信道傳輸中，理想導(dǎo)體（傳輸線）內(nèi)部的電磁場都等于零，因此，電磁波只能在導(dǎo)體周圍的有限空間內(nèi)沿著有線介質(zhì)定向傳播，并構(gòu)成直接信息流通的通路。有線信道包括明線、對稱電纜、同軸電纜、金屬波導(dǎo)和光纜等。

明線是利用金屬裸導(dǎo)線捆扎在線擔(dān)上的隔電子上，平行架設(shè)在電線桿上的一種通信線路。它主要由導(dǎo)線、電桿、線擔(dān)、隔電子和拉線等組成，如圖1-15（a）所示。1.3.2有線信道及特性對稱電纜是由若干對（或組）的導(dǎo)電芯線加絕緣層組合而成的纜芯放在一根保護(hù)套內(nèi)制成一個整體，保護(hù)套可由金屬屏蔽層和絕緣層組成，如圖1-15（b）所示。同軸電纜又稱為同軸線對，屬于不對稱的結(jié)構(gòu)。它由內(nèi)、外導(dǎo)體和內(nèi)、外導(dǎo)體之間的絕緣介質(zhì)和外護(hù)層四部分組成，如圖1-15（c）所示。波導(dǎo)指的是“用來導(dǎo)引電磁波，使它按人們意圖向某個方向傳輸?shù)脑O(shè)備”。光纜由光纖、加強件和外戶層構(gòu)成，光纖由纖芯、包層和涂敷層組成，如圖1-15（d）所示。311.3.2有線信道及特性

32圖1-15通信傳輸線路1.3.2有線信道及特性2.有線信道特性

有線信道（或恒參信道）的主要傳輸特性通?？捎闷湔穹?頻率特性和相位-頻率特性以及頻率漂移等來描述。振幅-頻率特性（或幅頻傳輸特性）是指信道在各種頻率下的幅度衰減與頻率的關(guān)系曲線，它將影響信號的幅度衰減量。相位-頻率特性（或相頻傳輸特性）是指信道在各頻率下的相位移與頻率的關(guān)系曲線，它將影響被傳輸信號的相位移。331.3.2有線信道及特性

34圖1-16理想有線信道的傳輸特性圖1-17失真的有線信道傳輸特性1.3.3無線信道及特性1.無線信道及常見傳播方式在無線信道中信號的傳遞是利用電磁波在大氣層的傳播來實現(xiàn)的。原則上，任何頻率的電磁波都可以產(chǎn)生。但是，為了構(gòu)成一條無線信道，實現(xiàn)有效地發(fā)射（T）或接收（R）電磁波尤為重要，其中一點是要求天線的尺寸不小于電磁波波長的1/10。因此，頻率過低，波長過長，則天線難于實現(xiàn)。無線信道的傳輸媒質(zhì)比較多，再加上通信距離、頻率和位置的不同，電磁波的傳播方式可分為中長波地表波傳播、超短波及微波視距傳播、短波電離層反射、對流層散射、電離層散射等，如圖1-18所示。351.3.3無線信道及特性

36圖1-18大氣層的結(jié)構(gòu)和無線電波的傳播1.3.3無線信道及特性地表波（長波）

頻率較低（大約2MHz以下）的電磁波趨于沿彎曲的地球表面?zhèn)鞑ィ幸欢ǖ睦@射能力。這種傳播方式稱為地表波傳播，在低頻和甚低頻段，地表波能夠傳播超過數(shù)百千米或數(shù)千千米。天波（短波）

頻率較高（2～30MHz）的電磁波稱為高頻電磁波，它能夠被電離層的一次或數(shù)次反射，通信距離可達(dá)上萬千米，利用電離層反射的傳播方式稱為天波傳播。主要用于應(yīng)急、抗災(zāi)中的電報、電話及數(shù)據(jù)通信。371.3.3無線信道及特性直射波（超短波）

頻率為30～300MHz的電磁波將穿透電離層，不能被為反射回來。它沿地面繞射的能力也很小，主要以直線視距方式在大氣層中傳輸，傳輸距離約為50km。此外，也可在對流層中作數(shù)百千米的超視距通信。主要用于150MHz無線尋呼、280MHz高速尋呼、無繩電話，對講電話及超短波數(shù)字通信等。直射波（微波）

頻率為300MHz～300GHz。微波主要用于900MHz、1800MHz和2000MHz蜂窩移動電話；地面微波中繼通信；衛(wèi)星通信；對流層散射通信；空間通信（即用微波在地球站與人造衛(wèi)星和航天器之間通信）等。381.3.3無線信道及特性2.無線信道特性

影響信道特性的主要因素是傳輸媒介，如電離層的反射和散射，對流層的散射等。無線信道的傳輸媒質(zhì)有以下3個特點：①對信號的衰耗隨時間而變化。無線信道的傳輸媒介參數(shù)隨氣象條件和時間的變化而隨機(jī)變化。②傳輸?shù)臅r延隨時間而變化。③多徑傳播。由發(fā)射點出發(fā)的電波可能經(jīng)多條路徑到達(dá)接收點，這種現(xiàn)象稱為多徑傳播現(xiàn)象。391.3.5信道的傳輸能力信道的傳輸能力即傳輸容量C的主要限制可由克勞德·香農(nóng)（ClaudeElwoodShannon，1916—2001）公式給出，在帶限高斯白噪聲信道中，傳送M進(jìn)制數(shù)字信號的信道容量為：

（b/s）

式中，C指運載信息的能力（比特／秒，b/s），B是信道帶寬（又稱為鏈路帶寬），S/N為信噪比。香農(nóng)公式給出了運載能力的極限值C，它也常被稱為“香農(nóng)極限”。這個公式來自于信息理論，它對于所有的技術(shù)都適用。40§1.4傳輸特性和傳輸單位1.4.1傳輸特性電信號在各種媒質(zhì)構(gòu)成的信道上傳輸時，主要看重的特性是衰減和帶寬。這兩大傳輸特性直接關(guān)系到傳輸信道的功能和存在的價值。傳輸線特性指標(biāo)?衰減/近端串?dāng)_損耗421.4.1傳輸特性衰減電信號在各種介質(zhì)構(gòu)成的信道上傳輸時，都會因傳輸線介質(zhì)本身存在漏電阻和分布電容或自由空間的吸收和散射等，信號功率被逐步損失掉，通常把信號功率的損失稱為衰減（或損耗）。顯然傳輸信道越長，其衰減就越大，電信號強度會越弱。為了防止信號功率被繼續(xù)衰減以至于為零，造成通信中斷，所以當(dāng)信號傳輸一定距離后，需由傳輸信道沿途所設(shè)增音站或中繼器對衰減后的信號進(jìn)行放大處理，補償傳輸過程帶來的衰耗。為了衡量傳輸過程中的衰減（損耗）或增益大小，常用傳輸電平描述。431.4.1傳輸特性衰減當(dāng)信號經(jīng)過某一傳輸網(wǎng)絡(luò)，若輸出的信號功率Pout小于輸入端的信號功率Pin，則稱信號經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)時受到衰減為A或傳輸網(wǎng)絡(luò)對信號給予了衰減。例如電衰減器、光衰減器等。如圖1-8所示。

圖1-19增益與衰減441.4.1傳輸特性1衰減當(dāng)信號經(jīng)過某一傳輸網(wǎng)絡(luò)，若輸出的信號功率Pout大于輸入端的信號功率Pin，則稱信號經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)時受到增益為G或傳輸網(wǎng)絡(luò)對信號給予了放大。例如電放大器、光放大器等。增益與衰減大小的衡量：增益與衰減大小的衡量不是直接用信號輸出功率與輸入功率之差來表示，而是采用信號的輸入功率與輸出端功率的比值取以e為底的自然對數(shù)或取以10為底的常用對數(shù)來表示。

451.4.1傳輸特性1衰減增益G和衰減A公式如下：或（1-1）或（1-2）式中，單位分貝（dB），奈培（NP）被稱為傳輸單位。461.4.1傳輸特性2帶寬帶寬是指在固定的時間內(nèi)可傳輸?shù)男畔⑷萘?。傳輸線的帶寬表示的是在單位時間內(nèi)從傳輸線某一點到另一點所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。實際參與傳播的信號由許多頻率成分組成，而傳輸線的衰減是頻率的函數(shù)，故當(dāng)不同頻率的信號經(jīng)過傳輸線時，其衰減不同，把傳輸線輸出不同頻率的功率的最大值降低一半所對應(yīng)的頻率寬度，稱為該傳輸線的傳輸帶寬。471.4.1傳輸特性2帶寬如果將脈沖信號經(jīng)過同樣一段長度的傳輸線傳輸后，在其終端觀察，出射端脈沖將發(fā)生時間展寬，把這種波形展寬現(xiàn)象稱為色散，色散大小也直接影響傳輸線的帶寬。481.4.2傳輸單位1相對電平2絕對電平3正電平、負(fù)電平和零電平的意義4絕對電平的修正值5相對電平與絕對電平之間的關(guān)系

491.4.2傳輸單位傳輸單位用“分貝（dB）”來描述的原因：由聲學(xué)分析知，人耳對聲音強弱變化的感覺不是與信號功率的變化成正比，而是與信號功率變化的對數(shù)成正比的。例如將功率為0.1mw的信號提高到1mw，信號功率增大了10倍，但對人的聽覺來說聲音響度只增大lg1/0.1=lg10=1倍。另一方面，人眼對亮度變化同人耳一樣，也是和功率變化的對數(shù)規(guī)律成正比的。因此，采用功率比的對數(shù)作為傳輸單位，正好反映聽覺和視覺的特性。501.4.2傳輸單位目前國際上通用的傳輸單位為有兩種，一為分貝（用dB表示），一為奈培（用NP表示）。傳輸電平就是用分貝或奈培這樣的計量單位，電平高意味著信號強、功率大、電壓高、電流大，電平低則相反。所謂某點的電平，是指電信系統(tǒng)中某一信號的實測功率（或電壓、電流）值與某參考點的信號功率（或電壓、電流）之比的對數(shù)值，某參考點的信號功率（或電壓、電流）又稱為基準(zhǔn)功率（或基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電流）。511.4.2傳輸單位需指出的是：基準(zhǔn)功率是基本不變的，而基準(zhǔn)電壓或基準(zhǔn)電流則是根據(jù)在某一阻抗上所獲得的基準(zhǔn)功率來確定的。當(dāng)阻抗變化時，基準(zhǔn)電壓或基準(zhǔn)電流也要隨之而變化。由于對數(shù)有常用對數(shù)和自然對數(shù)之分，因此電平的單位也有分貝dB和奈培NP兩種。521.4.2傳輸單位1相對電平以功率進(jìn)行計算時，則兩點間的相對功率電平為：或(1-3)以電壓進(jìn)行計算時，則兩點間的相對電壓電平為:或(1-4)531.4.2傳輸單位1相對電平以電流進(jìn)行計算時，則兩點間的相對電流電平為：或(1-5)以上式中P2、U2、I2分別為被測點(實測點)的信號功率、電壓、電流。P1、U1、I1分別為某參考點(又稱為基準(zhǔn))的信號功率、電壓、電流。541.4.2傳輸單位奈培和分貝之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系：設(shè)[LP]=1NP,則由式(1-3)知：，這個功率比如用常用對數(shù)表示則是：以上分析說明:

，(1-6)傳輸電平可分為絕對電平和相對電平，兩者的定義方式和符號都各不相同。551.4.2傳輸單位2絕對電平絕對電平與相對電平不同的是基準(zhǔn)值為固定值。在電話通信中,絕對電平的基準(zhǔn)參考點的阻抗R0=600歐姆,功率值P0=1mw時,就可分別計算出絕對電壓電平的基準(zhǔn)參考點電壓U0值和絕對電流電平基準(zhǔn)參考點電流I0值。U0值是根據(jù)在600歐姆阻抗上獲得1mw基準(zhǔn)功率來確定的，即：561.4.2傳輸單位2絕對電平同理，IO值也是根據(jù)在600歐阻抗上獲得lmw基準(zhǔn)功率確定的，即：若被測點阻抗RX=600歐姆時，則測試點X的絕對功率電平可以表示為；或(1-7)571.4.2傳輸單位2絕對電平同理，測試點X的絕對電壓電平可表示為:或(1-8)581.4.2傳輸單位2絕對電平同理，測試點X的絕對電流電平可表示為：或（1-9）591.4.2傳輸單位2絕對電平例1-1：設(shè)某傳輸設(shè)備中測試點阻抗RX=600歐姆，若該點信號功率分別為0.1mw,1mw,10mw，試計算該點絕對功率電平值是多少？解：601.4.2傳輸單位3正電平、負(fù)電平和零電平的意義由例1-1可以看出,絕對功率電平(或絕對電壓電平、絕對電流電平)可為正、零、負(fù)值。以功率電平為例，由定義知：當(dāng)PX=P0時，電平為零，其含義是該點的功率等于基準(zhǔn)功率。當(dāng)PX＜P0時,電平是負(fù)值,其含義是該點的功率小于基準(zhǔn)功率。當(dāng)PX＞P0時,電平是正值,其含義是該點的功

率大于基準(zhǔn)功率。611.4.2傳輸單位3正電平、負(fù)電平和零電平的意義對于絕對功率電平來說，因為基準(zhǔn)功率是lmw，所以當(dāng)PX＞lmw時，電平是正值；當(dāng)PX=lmw