信息的傳輸與通信技術(shù) 課件 第1-3章 概述、世界通技術(shù)、高速公路

現(xiàn)代智能控制實用技術(shù)叢書

ModernintelligentcontrolpracticaltechnogySeries信息的傳輸與通信技術(shù)信息的傳輸與通信技術(shù)簡介

《現(xiàn)代智能控制實用技術(shù)叢書》共分為四本，其內(nèi)容按照信號傳輸?shù)逆湕l編寫：

傳感器

調(diào)制與解調(diào)

信息的傳輸與通信技術(shù)

智能控制技術(shù)的應(yīng)用

本書系統(tǒng)地對信息傳輸與現(xiàn)代通信技術(shù)的密切關(guān)系、通信技術(shù)的發(fā)展簡史，現(xiàn)代通信技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢進行了介紹；

簡述了世界通用的有線通信的載波技術(shù)、無線通信的微波接力通信的基本概念、基本原理，以及各類通信系統(tǒng)的組成、特點、優(yōu)勢、不足及適用領(lǐng)域。信息的傳輸與通信技術(shù)簡介

本書還對現(xiàn)代通信技術(shù)的“高速公路”，即光導(dǎo)纖維通信、５Ｇ通信、衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)，以及近距離小容量的通信手段———無線保真（ＷｉＦｉ）、藍牙和可見光通信技術(shù)進行原理、功能及應(yīng)用的闡述。

對未來的通信技術(shù)，即量子通信技術(shù)的概況進行介紹，并預(yù)測量子通信技術(shù)將在計算機技術(shù)、通信傳輸技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等方面應(yīng)用的可期待前景。

本書可作為大專院?；蚋叩仍盒Ｖ悄芸刂祁愊嚓P(guān)專業(yè)的參考書籍，也可供從事智能控制信息的傳輸方面的設(shè)計、制造、應(yīng)用領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員作為參考資料。

信息的傳輸與通信技術(shù)叢書序

自動控制、智能控制、智慧控制是相對ＡＩ控制技術(shù)的普遍話題。在當今的生產(chǎn)、生活和科學(xué)實驗中具有重要的作用。

在控制技術(shù)中離不開將甲地的信息傳送到乙地，以便遠程監(jiān)測（遙測）、視頻顯示和數(shù)據(jù)記錄（遙信）、狀況或數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)（遙調(diào)）和智能控制（遙控），統(tǒng)稱為智能控制的四遙工程。

信息是物理現(xiàn)象、過程或系統(tǒng)所固有的。信息本身不是物質(zhì)，不具有能量，但信息的傳輸卻依靠物質(zhì)和能量。

而信號則是信息的某種表現(xiàn)形式，是傳輸信息的載體。信號是物理性的，并且隨時間而變化，這是信號的本質(zhì)所在。

在無線電通信中，電磁波信號承載著各種各樣的信息。所以信號是有能量的物質(zhì)，它描述了物理量的變化過程，在數(shù)學(xué)上，信號可以表示為關(guān)于一個或幾個獨立變量的函數(shù)，也可以表示隨時間或空間變化的圖形。

信息的傳輸與通信技術(shù)叢書序

實際的信號中往往包含著多種信息成分，其中有些是我們關(guān)心的有用信息，有些是我們不關(guān)心的噪聲或冗余信息。傳感器的作用就是把未知的被測信息轉(zhuǎn)化為可觀察的信號，提取所研究對象的有關(guān)信息，將原始信息轉(zhuǎn)換成信號。將有效信息轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)男盘?，或?qū)⑿盘柗糯?，或?qū)⑤^低頻率的原始信息“調(diào)制”到較高頻率的信號；滿足遠距離傳輸?shù)囊?，或?qū)⒃寄M信息處理為數(shù)字信號等。這就是智能控制發(fā)送部分的“職責”———信息的收集與調(diào)制。然后，將調(diào)制后的信號置于所選取的傳輸通道上進行傳輸，使調(diào)制后的信號傳輸至信宿端———乙地在乙地接收到經(jīng)傳輸線路傳送來的信號后，然后進行調(diào)制器的反向操作“解調(diào)”。即將高頻信號或數(shù)字信號還原成原始信息。

信息的傳輸與通信技術(shù)叢書序

原始信息通過揚聲器器（還原的音Ⅳ頻信號）、顯示器（還原的圖像或視頻信號）、打（還原的計算結(jié)果）或進行力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等轉(zhuǎn)換，對原始信息控制目的物進行作用，從而達到智能控制的目的。本套叢書就是對智能控制系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的一些關(guān)鍵技術(shù)的原理、特性、基本計算公式和方法、基本結(jié)構(gòu)的組成、各個部分參數(shù)的選取，以及主要應(yīng)用場合及其優(yōu)勢和不足等問題進行討論和分析。本套叢書則沿著“有效信息的取得”、“有效信息的調(diào)制”、“調(diào)制信號的傳輸“、“調(diào)制信號的解調(diào)”以及“智能控制系統(tǒng)的舉例應(yīng)用”這一線索展開，對比較典型的智能控制系統(tǒng)，應(yīng)用于實踐的設(shè)計計算及控制的邏輯關(guān)系進行舉例論述。本套叢書雖然經(jīng)歷了十多年的知識積累，但仍然覺得時間倉促，加之水平有限，錯誤與疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正。編撰者

蘇遵惠

信息的傳輸與通信技術(shù)

叢書序

前言第一章簡說通信技術(shù)與信息傳輸?shù)谌?jié)現(xiàn)代通信技術(shù)特點第五節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展第二章世界通用的通信技術(shù)

第二節(jié)有線通信的載波通信技術(shù)

第三節(jié)微波接力通信和衛(wèi)星微波

通信第三章通信技術(shù)的“高速公路”第二節(jié)無線通信的第五代移動通信技術(shù)——５Ｇ

第三節(jié)近距離小容量無線通信技術(shù)——無線保真通信、藍牙通信、可見光通信第四節(jié)有線通信的光導(dǎo)纖維通信技術(shù)

第四章通信技術(shù)的綜合應(yīng)用———脈沖碼編調(diào)制的可見光通信系統(tǒng)第五章未來的量子通信技術(shù)

第一節(jié)量子通信技術(shù)

第二節(jié)量子計算機的工作原理附錄附錄Ａ名詞術(shù)語及解釋附錄Ｂ相關(guān)技術(shù)標準參考文獻重點目錄

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一章簡說通信技術(shù)與信息傳輸?shù)谝还?jié)通信技術(shù)概述第二節(jié)通信技術(shù)的發(fā)展簡史第三節(jié)現(xiàn)代通信技術(shù)特點第四節(jié)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢第五節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展第六節(jié)通信技術(shù)的社會作用

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

通信技術(shù)概述

通信技術(shù)的定義

通信技術(shù)是指將信息從一個地點傳送到另一個地點所采取的方法和措施。通信技術(shù)是電子技術(shù)極其重要的組成部分，先后由人體傳遞信息通信，簡易信號通信、發(fā)展到有線通信和無線通信，直至未來的量子通信技術(shù)。

通信技術(shù)與信息傳輸

通信技術(shù)原理清晰，技術(shù)成熟，使用廣泛，發(fā)展快速，并已建立了完善的體系。

智能控制、智慧控制技術(shù)中的信息傳輸，具有多種傳輸方式、傳輸內(nèi)容和傳輸手段供信息傳輸選擇和使用。

可見，通信技術(shù)為成熟的、系統(tǒng)的、能夠滿足信息傳輸需要的、不斷發(fā)展和提高的技術(shù)，而信息傳輸是通信技術(shù)在自動控制中的應(yīng)用，二者為密不可分，且互為相輔相成的關(guān)系。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展簡史

近代通信產(chǎn)生于1835年

其標志為莫爾斯（S.F.Morse）發(fā)明了電報;1876年貝爾（A.G.Bell）發(fā)明了電話機;1878年人工電話交換機出現(xiàn)1912年美國Emerson公司制造出世界上第一臺收音機1925年英國人約翰.貝德發(fā)明了世界上第一臺電視機

20世紀30年代控制論、信息論等理論形成。

近50年間，通信技術(shù)包括了數(shù)據(jù)傳輸信道的發(fā)展、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的

發(fā)展和20世紀80年代后的多方向發(fā)展。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展簡史

數(shù)據(jù)傳輸信道的發(fā)展包括同軸電纜、雙絞線、光纖、越洋海底電纜、微波信道、短波信道、無線通信和衛(wèi)星通信等數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展包括基帶傳輸!、頻帶傳輸及調(diào)制技術(shù)、同步技術(shù)、多路復(fù)用技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)、編碼/譯碼技術(shù)、加密技術(shù)、差錯控制技術(shù)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、通信成套設(shè)備、通信協(xié)議等的快速發(fā)展。20世紀80年代以后，電報發(fā)展為用戶電報和智能電報

電話發(fā)展為自動電話、程控電話、可視圖文電話和IP電話,同時出現(xiàn)了移動無線通信、多媒體技術(shù)和數(shù)字電視等多種通信技術(shù)。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展簡史

近年來，以計算機為核心的信息通信技術(shù)（InformationandCommunicatiorisTechnology,ICT）憑借網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展%滲透到社會生活的各個領(lǐng)域,ICT不同于世界通用的通信技術(shù),其字面意思為信息通信技術(shù),實際上為信息通信技術(shù)的廣義擴展。ICT產(chǎn)生的背景是行業(yè)間的融合,以及復(fù)雜的信息形式和龐大的交換量,特別是信息社會的強烈訴求。

ICT作為信息通信技術(shù)的表述更能準確地反映支撐信息社會發(fā)展的通信方式,同時也反映了電信事業(yè)在信息時代自身職能和使命的演進$

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第三節(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)特點

一、通信數(shù)字化

模擬通信向數(shù)字通信的轉(zhuǎn)化。

通信數(shù)字化可以使信息傳遞更為準確可靠，抗干擾性與保密性強$，數(shù)字信息便于處理、存儲和交換，通信設(shè)備便于集成化、固態(tài)化和小型化，適合多種通信形式，使通信信道達到最佳運行狀態(tài)二、通信容量大現(xiàn)代通信容量大，在各種通信系統(tǒng)中，光纖通信更能反映這個特點。光纖通信的容量為電器通信容量的10億倍以上

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第三節(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)特點

三、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)化現(xiàn)代通信形成了由各種通信方式組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

通信網(wǎng)絡(luò)是由終端設(shè)備、交換設(shè)備、信息處理、信號轉(zhuǎn)換設(shè)備及傳輸線路構(gòu)成的。

網(wǎng)絡(luò)化的宗旨是共享功能與共享信息，提高信息利用率。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括：局部地區(qū)網(wǎng)、分布式網(wǎng)、遠程信息的傳輸與通信技術(shù)網(wǎng)分組交換網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等。

采用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等技術(shù)將各種網(wǎng)絡(luò)連接起來，進一步擴大信息傳遞的范圍。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第三節(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)特點

四、通信計算機化通信技術(shù)與計算機技術(shù)的結(jié)合使通信與信息處理融為一體，表現(xiàn)為終端設(shè)備與計算機相結(jié)合，產(chǎn)生了智能化的多功能電話機。與此同時，與計算機相結(jié)合的數(shù)字程控交換機的推廣應(yīng)用，特別是利用通信衛(wèi)星進行計算機通信是近年來計算機通信的一個重要方面，也是我國計算機通信發(fā)展的一個極有潛力的途徑。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第三節(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)特點

現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)或正在促使通信進入一些新的領(lǐng)域：1）通信衛(wèi)星減少了時間和地理距離給通信費用帶來的限制；2）綜合業(yè)務(wù)通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，對于話音、數(shù)據(jù)和圖像以及視頻信號等各種信息媒介，在傳輸和交換上取得了綜合性作用；3）采用衛(wèi)星直接廣播和光纖入戶取代電纜電視傳送手段；4）國家經(jīng)營的全國通信網(wǎng)和企業(yè)經(jīng)營的事務(wù)網(wǎng)將并行發(fā)展，相互補充5）人機通信和信息機器之間通信的占比正在增加；6）立即通信和存儲轉(zhuǎn)發(fā)通信、即時通信和定時通信、透明通信和增值通信等正在被開發(fā)使用。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第四節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、融合趨勢融合將成為下一代通信技術(shù)發(fā)展的主旋律，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速向網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議（InternetProtocol，IP）匯聚,網(wǎng)絡(luò)將逐漸向著IP業(yè)務(wù)最佳的分組化網(wǎng)絡(luò)的方向演進和融合,下一代網(wǎng)絡(luò)將是電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合和發(fā)展.

融合將體現(xiàn)在語言與數(shù)據(jù)、傳輸與交換、電路與分組、有線與無線、移動與無線局域網(wǎng)、管理與控制、電信與計算機、集中與分布、電域與光域等多個方面。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第四節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

2、交換技術(shù)的分組交換隨著從語音向數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移，則傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)將逐步轉(zhuǎn)向分組交換技術(shù)。特別是以無連接IP技術(shù)為基礎(chǔ)的整個電信新框架將是一個發(fā)展趨勢。從電路交換向分組交換的轉(zhuǎn)變,同時從電路交換網(wǎng)到分組化網(wǎng)絡(luò)將是一個較長時期的漸進過程,采用具有開放式體系架構(gòu)和標準接口,實現(xiàn)呼叫控制與媒體層和業(yè)務(wù)層分離的軟交換將是完成這一平滑過渡任務(wù)的關(guān)鍵！

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第四節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

3、傳輸技術(shù)向光互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為電信網(wǎng)提供了巨大的容量和低廉的傳輸成本，有力地支撐著上層業(yè)務(wù)和應(yīng)用的發(fā)展。但是,點對點WDM系統(tǒng)只提供了原始的傳輸帶寬，需要有靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點才能實現(xiàn)高效的組網(wǎng)能力?，F(xiàn)代“自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）”的出現(xiàn)，吸取了IP網(wǎng)的智能化經(jīng)驗,有效解決了IP層與光網(wǎng)層的融合問題,代表了下一代光網(wǎng)絡(luò)的研究方向。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第四節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

4、接入技術(shù)的寬帶化光波面對核心網(wǎng)和用戶側(cè)帶寬的快速增長，而接入網(wǎng)則成為全網(wǎng)帶寬的最后瓶頸。接入網(wǎng)的寬帶化和IP化將成為本世紀初接入網(wǎng)發(fā)展的主要大趨勢。有線接入除發(fā)展數(shù)字用戶線路和以太網(wǎng)等寬帶接入技術(shù)外，以以太無源網(wǎng)絡(luò)（EthernetPassiveOpticalNetwork,EPON）為代表的寬帶光接入技術(shù)以及城域以太網(wǎng)技術(shù)將成為主要的研究方向和應(yīng)用重點。無線接入技術(shù)方面，具有更高速率、頻譜效率和智能的新一代帶寬移動通信技術(shù)“5G”將成為新的發(fā)展方向。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第四節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

5、無線技術(shù)向更高頻譜發(fā)展無線傳輸技術(shù)從3G/4G向更高頻譜發(fā)展，從單一無線環(huán)境到通用無線環(huán)境轉(zhuǎn)變。無線傳輸作為個人通信的重要手段，盡管第4代（4G）能提供Mbit/s量級的傳輸速率，但遠遠不能滿足未來個人通信的要求。具有高數(shù)據(jù)率、高頻譜利用率、高速傳輸、極低延時和延時一致性、靈活業(yè)務(wù)支撐能力的無線移動通信系統(tǒng)（5G）可將無線通信的傳輸容量和速率提高數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。同時根據(jù)各種接入技術(shù)的特點，構(gòu)建分層無縫隙全覆蓋整合系統(tǒng)，形成“通用無線電環(huán)境”，并實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的互通，將是通往未來無線與移動通信系統(tǒng)的必然途徑。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第五節(jié)

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的基本方向是開放、集成、融合、高性能、智能化和移動性。通信網(wǎng)絡(luò)正逐步朝著高速、寬帶、大容量、多媒體、數(shù)字化、多平臺、多業(yè)務(wù)、多協(xié)議、無縫連接、安全可靠和保證質(zhì)量的新一代網(wǎng)絡(luò)演進，同時充分考慮固定與移動的融合。1、開放體系“開放”是指開放的體系結(jié)構(gòu)、開放的接口標準，使各種異構(gòu)系統(tǒng)便于互聯(lián)和高度的互操作性。其關(guān)鍵是標準化問題。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第五節(jié)

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展

2、服務(wù)與應(yīng)用的集成“集成”表現(xiàn)在各種服務(wù)與多種媒體應(yīng)用的高度集成上。在同一個網(wǎng)絡(luò)上，允許各種信息傳遞，既能提供單點傳輸，也能提供多點投遞；既能提供盡力而為的無特殊服務(wù)質(zhì)量要求的信息傳遞，也能提供有一定時延和差錯要求的確保服務(wù)質(zhì)量的實時傳遞。3、網(wǎng)絡(luò)的高性能“高性能”在于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供高速的傳輸、高效的協(xié)議處理和高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；應(yīng)具有可縮放功能，即能夠接納增長的用戶數(shù)目，而不降低網(wǎng)絡(luò)的性能；能高速、低延時地傳送用戶信息；按照應(yīng)用要求來分配資源；具有靈活的網(wǎng)絡(luò)組織和管理。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第五節(jié)

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展

4、多方面的融合“融合”將成為網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展的“主旋律”。融合體現(xiàn)在“話音與數(shù)據(jù)”、“傳輸與交換”、“電路與分組”、“有線與無線”、“移動與固定”、“管理與控制”、“電信與計算機”、“集中與分布”、“電域與光域”等多個方面。5、網(wǎng)絡(luò)和傳輸?shù)闹悄芑爸悄芑痹诰W(wǎng)絡(luò)的傳輸和處理上能向用戶提供更為方便、友好的應(yīng)用接口；在路由選擇、擁塞控制和網(wǎng)絡(luò)管理等方面應(yīng)有更強的主動性。尤其是主動網(wǎng)絡(luò)（AN，ActiveNetwork）的研究，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計算能動態(tài)地變化，該變化可以是“用戶指定”或“應(yīng)用指定”，且用戶數(shù)據(jù)可以利用這些計算。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第五節(jié)

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展

6、移動技術(shù)的不斷發(fā)展移動技術(shù)向5G、甚至更高頻譜的制式發(fā)展是社會發(fā)展的需求，也是科技發(fā)展的必然。從單一移動環(huán)境向通用移動環(huán)境發(fā)展是通信技術(shù)的必由之路。盡管4G能夠提供較高量級的傳輸速率，但遠遠不能滿足未來個人通信日益提升的要求。具有高數(shù)據(jù)率、高頻譜利用率、低發(fā)射功率、低延時傳輸、靈活業(yè)務(wù)的5G將無線通信的傳輸容量和速率大幅度地提高。構(gòu)建分層的無縫隙全覆蓋的整合系統(tǒng)，形成通用無線環(huán)境，并實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，將是通往未來無線與移動通信系統(tǒng)的必然途徑。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第四節(jié)

通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、融合趨勢融合將成為下一代通信技術(shù)發(fā)展的主旋律，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用加速向網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議（InternetProtocol，IP）匯聚,網(wǎng)絡(luò)將逐漸向著IP業(yè)務(wù)最佳的分組化網(wǎng)絡(luò)的方向演進和融合,下一代網(wǎng)絡(luò)將是電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合和發(fā)展.

融合將體現(xiàn)在語言與數(shù)據(jù)、傳輸與交換、電路與分組、有線與無線、移動與無線局域網(wǎng)、管理與控制、電信與計算機、集中與分布、電域與光域等多個方面。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第六節(jié)

通信技術(shù)的社會作用

通信是現(xiàn)代社會的神經(jīng)系統(tǒng)，通信產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和先行產(chǎn)業(yè)。通信技術(shù)是隨社會和人類的需要而發(fā)展起來的；反過來又對社會的發(fā)展起著巨大的推動作用。通信技術(shù)為國民經(jīng)濟發(fā)展的“加速器”和社會效益的“倍增器”，現(xiàn)代通信技術(shù)是改變?nèi)藗兩罘绞降摹按呋瘎?，是信息時代和信息社會的生命線。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第六節(jié)

通信技術(shù)的社會作用

1、對其他產(chǎn)業(yè)的促進作用作為國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的通信產(chǎn)業(yè)，通信產(chǎn)業(yè)可以帶動國民經(jīng)濟各個部門的發(fā)展，而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。日本在1995年建成的高級通信網(wǎng)總投資為800～1200億美元，由此誘發(fā)國民經(jīng)濟所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益可達到4000億美元，其增長系數(shù)為3.3～5。美國哈迪博士研究了50多個發(fā)達、發(fā)展中國家的電話普及率與其所引起的國民經(jīng)濟增長的關(guān)系為：如果前5年電話普及率提高1%，則后7年人均國民生產(chǎn)總值可提高3%?？傊ㄐ女a(chǎn)業(yè)和通信事業(yè)對于國民經(jīng)濟各個產(chǎn)業(yè)部門，如交通、能源、航空、鐵道、水利、金融、廣播電視等的發(fā)展有著重要的促進作用。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第六節(jié)

通信技術(shù)的社會作用

2、促進資源和資金的周轉(zhuǎn)通信事業(yè)的發(fā)展能夠縮短時間和空間的跨度，加快資源和資金周轉(zhuǎn)。通信技術(shù)可以提高各種設(shè)備的運營效率和能力，尤其在當代，經(jīng)濟關(guān)系的國際化、數(shù)據(jù)交換的全球化，使發(fā)達國家可以通過國際互連的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)讓資金周游世界。如美國、日本等國的某些財團利用利用東半球和西半球的時間差，通過通信手段調(diào)撥資金，讓資金在24小時內(nèi)都能充分發(fā)揮作用。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第六節(jié)

通信技術(shù)的社會作用

3、減少人員流動和實物流通總量通信事業(yè)的發(fā)展能夠明顯地緩和交通運輸?shù)膲毫?，大大減少人員的流動和實物的流通總量，節(jié)約能源消耗。利用通信技術(shù)手段可以替代出差、外出聯(lián)系和信息的獲取。據(jù)統(tǒng)計在中國由此每天節(jié)約的能源是當日用量的7%，同時還減少了廢氣和噪聲的污染，保護了生態(tài)環(huán)境。4、實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫資源的共享通信事業(yè)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫等資源的共享，為經(jīng)濟發(fā)展提供更加簡捷的通道。在信息社會里，信息不僅是資源，而且也是資本，是產(chǎn)品。通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)及與數(shù)據(jù)庫相連的計算機通信終端，科研院所和大小企業(yè)能迅速得到有價值的數(shù)據(jù)資料，為科研和生產(chǎn)的決策服務(wù)。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第六節(jié)

通信技術(shù)的社會作用

5、促進勞動生產(chǎn)力和工作效率的提高通信技術(shù)促進勞動生產(chǎn)力和工作效率的顯著提高是顯而易見的。據(jù)報道，法國巴黎最新設(shè)計的服裝資料通過因特網(wǎng)，只需1分鐘便在中國廣州的計算機上顯示出來，再不到1個小時，這種最新設(shè)計的服裝便可以展示在商店的櫥窗內(nèi)。可見通信技術(shù)使生產(chǎn)效率和工作效率提高到驚人的地步。據(jù)美國對201種行業(yè)的440種職業(yè)調(diào)查統(tǒng)計，信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的價值占美國國民經(jīng)濟的48%。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第六節(jié)

通信技術(shù)的社會作用

6、通過計算機技術(shù)實現(xiàn)“電子信息戰(zhàn)”通信技術(shù)與計算機技術(shù)的結(jié)合，使現(xiàn)代戰(zhàn)爭成為“現(xiàn)代電子信息戰(zhàn)”。通信技術(shù)已成為現(xiàn)代信息戰(zhàn)爭取得勝利的關(guān)鍵因素。1991年的海灣戰(zhàn)爭就是電子信息戰(zhàn)爭的雛形。過去的戰(zhàn)爭以硝煙彌漫，以飛機、坦克為核心，以摧毀對方的肉體和設(shè)備來戰(zhàn)勝對方；而現(xiàn)代、特別是將來的戰(zhàn)爭，將悄然無聲，戰(zhàn)場上是以計算機通信為核心，以摧毀對方的“神經(jīng)中樞”系統(tǒng)而奪取戰(zhàn)爭勝利，成為雙方在通信技術(shù)和計算機技術(shù)等高技術(shù)方面發(fā)展水平的較量。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第六節(jié)

通信技術(shù)的社會作用

7、改變著人類傳統(tǒng)的生活方式通信技術(shù)的發(fā)展正在改變?nèi)祟悅鹘y(tǒng)的生活方式?，F(xiàn)代社會信息交流已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚摹氨匦杵贰?。隨著信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，上網(wǎng)又成為人們獲取和交流信息的重要方式之一；“家庭辦公”、“電子貨幣”已成為當今時尚；“遠程教育”、“遠程醫(yī)療”也蓬勃興起.......這一切正在改變?nèi)祟惖纳罘绞?，使人們的生活更加豐富多彩。

8、促進便捷靈活的工作生產(chǎn)平臺形成現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展為政府機關(guān)、企事業(yè)單位提供了快速高效、便捷靈活的工作生產(chǎn)平臺。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第六節(jié)

通信技術(shù)的社會作用

總之，在信息社會中，人類的行為、觀念和生活、學(xué)習、工作都將發(fā)生深刻的變化。通信作為信息社會的生命線將成為現(xiàn)代社會的“神經(jīng)系統(tǒng)”。日新月異的通信技術(shù)和各種各樣的通信手段、通信終端與我們每個人息息相關(guān)。了解通信技術(shù)的形成與發(fā)展，熟悉通信方式的原理和應(yīng)用，認識現(xiàn)代通信工具的特點與功能，將會對提高人們的學(xué)習、工作和生活質(zhì)量產(chǎn)生極為積極的作用，也是人們步入信息時代，適應(yīng)人類進步和社會發(fā)展的必要準備。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二章

世界通用的通用技術(shù)

現(xiàn)代智能控制實用技術(shù)叢書

ModernintelligentcontrolpracticaltechnogySeries信息的傳輸與通信技術(shù)敬請繼續(xù)閱讀感謝各位觀

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現(xiàn)代智能控制實用技術(shù)叢書

ModernintelligentcontrolpracticaltechnogySeries信息的傳輸與通信技術(shù)信息的傳輸與通信技術(shù)簡介

《現(xiàn)代智能控制實用技術(shù)叢書》共分為四本，其內(nèi)容按照信號傳輸?shù)逆湕l編寫：

傳感器

調(diào)制與解調(diào)

信息的傳輸與通信技術(shù)

智能控制技術(shù)的應(yīng)用

本書系統(tǒng)地對信息傳輸與現(xiàn)代通信技術(shù)的密切關(guān)系、通信技術(shù)的發(fā)展簡史，現(xiàn)代通信技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢進行了介紹；

簡述了世界通用的有線通信的載波技術(shù)、無線通信的微波接力通信的基本概念、基本原理，以及各類通信系統(tǒng)的組成、特點、優(yōu)勢、不足及適用領(lǐng)域。信息的傳輸與通信技術(shù)簡介

本書還對現(xiàn)代通信技術(shù)的“高速公路”，即光導(dǎo)纖維通信、５Ｇ通信、衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)，以及近距離小容量的通信手段———無線保真（ＷｉＦｉ）、藍牙和可見光通信技術(shù)進行原理、功能及應(yīng)用的闡述。

對未來的通信技術(shù)，即量子通信技術(shù)的概況進行介紹，并預(yù)測量子通信技術(shù)將在計算機技術(shù)、通信傳輸技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等方面應(yīng)用的可期待前景。

本書可作為大專院校或高等院校智能控制類相關(guān)專業(yè)的參考書籍，也可供從事智能控制信息的傳輸方面的設(shè)計、制造、應(yīng)用領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員作為參考資料。

信息的傳輸與通信技術(shù)叢書序

自動控制、智能控制、智慧控制是相對ＡＩ控制技術(shù)的普遍話題。在當今的生產(chǎn)、生活和科學(xué)實驗中具有重要的作用。

在控制技術(shù)中離不開將甲地的信息傳送到乙地，以便遠程監(jiān)測（遙測）、視頻顯示和數(shù)據(jù)記錄（遙信）、狀況或數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)（遙調(diào)）和智能控制（遙控），統(tǒng)稱為智能控制的四遙工程。

信息是物理現(xiàn)象、過程或系統(tǒng)所固有的。信息本身不是物質(zhì)，不具有能量，但信息的傳輸卻依靠物質(zhì)和能量。

而信號則是信息的某種表現(xiàn)形式，是傳輸信息的載體。信號是物理性的，并且隨時間而變化，這是信號的本質(zhì)所在。

在無線電通信中，電磁波信號承載著各種各樣的信息。所以信號是有能量的物質(zhì)，它描述了物理量的變化過程，在數(shù)學(xué)上，信號可以表示為關(guān)于一個或幾個獨立變量的函數(shù)，也可以表示隨時間或空間變化的圖形。

信息的傳輸與通信技術(shù)叢書序

實際的信號中往往包含著多種信息成分，其中有些是我們關(guān)心的有用信息，有些是我們不關(guān)心的噪聲或冗余信息。傳感器的作用就是把未知的被測信息轉(zhuǎn)化為可觀察的信號，提取所研究對象的有關(guān)信息，將原始信息轉(zhuǎn)換成信號。將有效信息轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)男盘?，或?qū)⑿盘柗糯螅驅(qū)⑤^低頻率的原始信息“調(diào)制”到較高頻率的信號；滿足遠距離傳輸?shù)囊?，或?qū)⒃寄M信息處理為數(shù)字信號等。這就是智能控制發(fā)送部分的“職責”———信息的收集與調(diào)制。然后，將調(diào)制后的信號置于所選取的傳輸通道上進行傳輸，使調(diào)制后的信號傳輸至信宿端———乙地在乙地接收到經(jīng)傳輸線路傳送來的信號后，然后進行調(diào)制器的反向操作“解調(diào)”。即將高頻信號或數(shù)字信號還原成原始信息。

信息的傳輸與通信技術(shù)叢書序

原始信息通過揚聲器器（還原的音Ⅳ頻信號）、顯示器（還原的圖像或視頻信號）、打（還原的計算結(jié)果）或進行力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等轉(zhuǎn)換，對原始信息控制目的物進行作用，從而達到智能控制的目的。本套叢書就是對智能控制系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的一些關(guān)鍵技術(shù)的原理、特性、基本計算公式和方法、基本結(jié)構(gòu)的組成、各個部分參數(shù)的選取，以及主要應(yīng)用場合及其優(yōu)勢和不足等問題進行討論和分析。本套叢書則沿著“有效信息的取得”、“有效信息的調(diào)制”、“調(diào)制信號的傳輸“、“調(diào)制信號的解調(diào)”以及“智能控制系統(tǒng)的舉例應(yīng)用”這一線索展開，對比較典型的智能控制系統(tǒng)，應(yīng)用于實踐的設(shè)計計算及控制的邏輯關(guān)系進行舉例論述。本套叢書雖然經(jīng)歷了十多年的知識積累，但仍然覺得時間倉促，加之水平有限，錯誤與疏漏之處在所難免，懇請讀者批評指正。編撰者

蘇遵惠

信息的傳輸與通信技術(shù)

叢書序

前言第一章簡說通信技術(shù)與信息傳輸?shù)谌?jié)現(xiàn)代通信技術(shù)特點第五節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展第二章世界通用的通信技術(shù)

第二節(jié)有線通信的載波通信技術(shù)

第三節(jié)微波接力通信和衛(wèi)星微波

通信第三章通信技術(shù)的“高速公路”第二節(jié)無線通信的第五代移動通信技術(shù)——５Ｇ

第三節(jié)近距離小容量無線通信技術(shù)——無線保真通信、藍牙通信、可見光通信第四節(jié)有線通信的光導(dǎo)纖維通信技術(shù)

第四章通信技術(shù)的綜合應(yīng)用———脈沖碼編調(diào)制的可見光通信系統(tǒng)第五章未來的量子通信技術(shù)

第一節(jié)量子通信技術(shù)

第二節(jié)量子計算機的工作原理附錄附錄Ａ名詞術(shù)語及解釋附錄Ｂ相關(guān)技術(shù)標準參考文獻重點目錄

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二章世界通用的通信技術(shù)第一節(jié)我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程第二節(jié)有線通信的載波通信技術(shù)

一、載波通信技術(shù)

二、電力線載波通信第三節(jié)微波接力通信和衛(wèi)星微波通信一、微波接力通信二、衛(wèi)星微波通信技術(shù)

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程

我國的通信發(fā)展歷程，是從無到有，從簡到新，從單一到類型齊全，從人工到自動，直至立于世界通信之林的過程。由于我國地域遼闊，農(nóng)村占比很大，城市與鄉(xiāng)村、東部與中西部、平原與山區(qū)差別很大，因之，通信事業(yè)也經(jīng)歷了幾次大的變革。

一、農(nóng)村從無到實線通信階段在50年代到60年代。所謂“實線”通信，即采用一般的鐵絲為傳輸載體，以手搖磁石電話機為終端收發(fā)設(shè)備，以人工總機為轉(zhuǎn)接設(shè)備的最原始的通信系統(tǒng)。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程

二、從“實線”通信到載波通信階段“實線”通信傳輸距離短，受干擾大，線路少等弊端。大約從60年代開始，我國進入到載波通信階段。即采用“單路載波”，使通話線路增加1倍；采用“三路載波”，使通話線路增加3倍；遠距離采用“12路載波”，使通話線路大幅度增加。60年代后，出現(xiàn)了“24路載波”和高次群載波，逐步建成了我國大城市之間的“大通路”載波系統(tǒng)。同時，架空電纜、大通路電纜出現(xiàn)，加上載波通信技術(shù)，加上縣城至省城、大城市之間的微波通信相繼建設(shè)，使我國的通信事業(yè)有了較大的改觀。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程

三、從“電線”到“通信電纜”

通信電纜通信，即是利用電纜作為傳輸媒質(zhì)的有線通信。通常采用復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)電話、電報、圖像、數(shù)據(jù)等的多路通信。電纜通信又分為對稱電纜和同軸電纜，對稱電纜和同軸電纜都是通信電纜，兩者之間有什么區(qū)別？

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程

1、對稱通信線纜

對稱通信電纜：由二根對稱排列的導(dǎo)線組成通信回路，分高頻和低頻兩種。高頻通信電纜：最高傳輸頻率可達800千赫，在一個回路中可開通180路電話；

低頻通信電纜：最高傳輸頻率一般小于252千赫，一個回路中可開通60路電話。

弊端：電磁場呈開放狀態(tài)，在高頻時回路的衰減和損耗較大，回路間相互干擾和外界干擾都較大，難于提高傳輸頻率和容量。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程

1、對稱通信線纜

長途對稱通信電纜：由不同數(shù)量和不同絕緣結(jié)構(gòu)的四線組構(gòu)成。

常用形式有：有星絞組、復(fù)對絞等。

線間絕緣：采用紙帶絕緣、紙繩（紙帶和紙繩）絕緣、聚乙烯繩帶絕緣、聚苯乙烯繩帶絕緣和泡沫聚乙烯絕緣等多種。

高頻長途對稱通信電纜：傳輸頻率高，對電纜的結(jié)構(gòu)性能要求較高。一般采用繩－帶絕緣的星絞四線組結(jié)構(gòu)。絕緣材料常用聚苯乙烯、聚乙烯。紙帶紙繩絕緣。

一般用于252千赫以下的低頻對稱通信電纜。用于城市市話。在還沒有“光纖入戶”的條件下，從區(qū)域配話箱至用戶終端的“最后一公里”使用。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程

2、同軸線纜

結(jié)構(gòu)：由二根相互絕緣的同軸心的內(nèi)外導(dǎo)體組成通信回路（同軸對），再由一個或多個同軸電纜對絞合而成。將在同一軸線上的內(nèi)、外兩根導(dǎo)體組成回路，外導(dǎo)體包圍著內(nèi)導(dǎo)體，同時兩者絕緣。

型號：（根據(jù)尺寸劃分，內(nèi)導(dǎo)體直徑d和外導(dǎo)體直徑D值：d/D）

微同軸電纜：0.6mm/2mm、0.9mm/3.2mm等，

小同軸電纜：d/D=1.2mm/4.4mm等，

中同軸電纜：d/D=2.6mm/9.5mm等，

大同軸電纜：d/D=5mm/18mm、11mm/41mm等。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程

2、同軸線纜

用途：同軸電纜多用作長途通信干線，開通多路載波通信或傳輸電視節(jié)目，也用作高效率的數(shù)據(jù)信息傳輸。

優(yōu)點：同軸對中兩導(dǎo)體完全同心，在外導(dǎo)體以外不存在電磁場。傳輸信號的衰減以及各同軸對之間的相互干擾小，抗外界干擾的性能也高于對稱電纜。

傳輸頻率：可達10～100兆赫以上。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第一節(jié)

我國的通信事業(yè)及其發(fā)展歷程

四、光導(dǎo)纖維通信的興起國民經(jīng)濟的發(fā)展對通信技術(shù)提出了更高的要求，自1966年光纖通信技術(shù)發(fā)明后，國際上經(jīng)過了18年的研究與探索，我國于1982年建成了全世界第一套光纖通信實用系統(tǒng)，在武漢“武昌至漢口”的市話分局間的中繼線路開通使用。標示了一個新的通信時代的到來。

五、無線通信領(lǐng)域在無線通信領(lǐng)域，從“2G”到“5G”，到無線通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其多種短距離、小容量通信手段的研發(fā)及實用成功，使無線通信技術(shù)從傳統(tǒng)的“微波通信”成為一株枝葉繁茂、花果累累的通信之樹。同時，因數(shù)字通信理論和實用技術(shù)的日新月異，自90年代開始，通信領(lǐng)域已從模擬通信階段發(fā)展到數(shù)字通信階段。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)有線通信的載波通信技術(shù)

一、載波通信技術(shù)（一）載波通信技術(shù)概述載波通信(Carriercommunication)是基于頻分復(fù)用技術(shù)的電話多路通信體制，屬于經(jīng)典模擬通信的制式。其一路電話的信號頻譜被限制在300~3400Hz的范圍;因保護性的頻率間隔，一路電話所占的頻帶寬度為4KHz。根據(jù)實用信道的頻帶寬度，就可以在一個信道的頻帶寬度內(nèi)復(fù)用不同路數(shù)的電話信號。例如，架空明線信道典型地可以復(fù)用12路電話信號，對稱電纜信道典型地可以復(fù)用60路電話信號，中同軸電纜信道則可以復(fù)用數(shù)千路電話信號等等。

而通信技術(shù)正在走向數(shù)字化，數(shù)字光纖通信、數(shù)字衛(wèi)星通信和數(shù)字微波通信系統(tǒng)占有越來越大的比重，模擬的載波通信系統(tǒng)日益收縮。但在一定時期內(nèi)，載波通信在支線和農(nóng)村地區(qū)仍然會繼續(xù)發(fā)揮作用。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

（二）載波通信分類

載波通信據(jù)傳輸媒介不同，載波通信可分為明線載波通信、對稱電纜載波通信、小同軸電纜載波通信、中同軸電纜載波通信、海底電纜載波通信及電力線載波通信等。

明線載波通信：有單路、3路、12路載波機；

對稱電纜載波通信：有3路、12路、60路、120路和480路載波機；

小同軸電纜載波通信：有300路、960路、2,700路和3,600路載波機；

中同軸電纜載波通信：主要有1,800路、3,600路和10,800路載波機等。

多路載波結(jié)構(gòu)圖見書本P12《圖2-1

多路載波通信結(jié)構(gòu)示意圖》

所示。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

（三）載波通信的組成

載波通信系統(tǒng)由終端機、增音機和傳輸線路三個主要部分組成。

（1）載波終端機

包括發(fā)送部分和接收部分。

發(fā)送部分：每一調(diào)制級都有調(diào)制器、濾波器、放大器和載頻源。它把各路音頻信號調(diào)制到預(yù)定頻帶位置上，取出有用邊帶并放大到規(guī)定電平。

接收部分：是發(fā)送的逆過程。終端機的輸入端還有二/四線設(shè)備和信號設(shè)備，用以使二線制用戶線與四線制收發(fā)支路連接，并對信號（如響鈴信號）進行轉(zhuǎn)換。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

(2)載波增音機

載波系統(tǒng)在進行長距離傳輸時,需要在線路上分段增音,以補償線路衰耗并均衡其衰耗-頻率特性。

增音機包括線路放大器和均衡器，通常還有自動電平調(diào)節(jié)設(shè)備，調(diào)節(jié)增益以補償和均衡線路衰耗的變化。（3）載波的傳輸線路利用明線、對稱電纜和同軸電纜等傳輸信號。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

二、電力線載波通信

（一）電力線載波通信概述電力線載波通信（PowerlineCarrier，PLC）是電力系統(tǒng)特有的通信方式。指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。其最大特點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要在同一變壓器供電內(nèi)，通過電力線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖2-2所示。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文

第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

（二）電力線載波通信的優(yōu)點1、不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要在同一變壓器供電內(nèi)，通過電力線，

就能進行數(shù)據(jù)傳遞。無疑成為了解決智能家居數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴逊桨钢?。因為?shù)據(jù)僅在家庭范圍中傳輸，遠程對家電的控制也能通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)先連接到個人計算機，然后再控制家電,PLC調(diào)制/解調(diào)模塊的成本也遠低于無線模塊;2、相對于其他無線通信技術(shù)傳輸速度較快。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

（三）電力線載波通信的缺點1、配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送；2、三相電力線間有很大的信號損失（10～30dB），通信距離很近時,不同相間可能會收到信號.所以，一般電力載波信號只能在單相電力線上傳送；3、不同信號耦合方式對電力載波信號損失不同，耦合方式有線-地耦合和線-中線耦合，兩種耦合方式相比，線-地耦合載波信號少損失十幾dB但線-地耦合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用。

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

（三）電力線載波通信的缺點（續(xù)）4、電力線的交流電本身固有50Hz和60Hz脈沖干擾，其周期為20ms和16.7ms,在每一個交流周期中會出現(xiàn)兩次峰值的脈沖干擾，即電力線上有固定的100Hz或120Hz脈沖干擾，干擾時間約為2ms，干擾必須加以處理。

有一種利用波形過零點的瞬時數(shù)據(jù)傳輸方法，但由于過零點時間很短，實際應(yīng)用中與交流波形的同步不大好控制，而現(xiàn)代通信數(shù)據(jù)每幀比較長，所以在要求抗干擾能力很高的場合，PLC系統(tǒng)難以應(yīng)用；

信息的傳輸與通信技術(shù)正文第二節(jié)

有線通信的載波通信技術(shù)

（三）電力線載波通信的缺點（續(xù)）5、當電力線上負荷很大時，線路阻抗可達1Ω以上，造成對載波信號的高削減。實際應(yīng)用中，當電力線空載時，點對點載波信號可傳輸?shù)綆浊祝旊娏€上負荷很大時，就只能傳輸幾十米的距離。電力線載波通信系統(tǒng)一種主控端接口電路和一種受控端接口電路分別見本書

P16中圖2-3電力載波通信系統(tǒng)一種主控端接口電路圖和圖2-4電力載波通信系統(tǒng)一種受控端接口電路圖

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有線通信的載波通信技術(shù)

（四）電力線載波通信的發(fā)展機遇

雖然技術(shù)問題最終都能被解決，但從國內(nèi)寬帶網(wǎng)建設(shè)的速度，留給PLC的時間和空間越來越窄，2000年以來大規(guī)模推出的數(shù)字用戶線路（ADSL）、光纖通信（FibreCommunication）、無線網(wǎng)絡(luò)（WirelessNetwork）等多種寬帶接入業(yè)務(wù)，留給電力線通信（PLC）的應(yīng)用，除了遠程抄表上應(yīng)用外，已沒有了多少空間。電力線通信調(diào)制解調(diào)器（電力貓）是將把網(wǎng)絡(luò)信號調(diào)制到電線上，利用電力線路解決網(wǎng)絡(luò)布線問題的設(shè)備。作為第三代網(wǎng)絡(luò)傳輸科技設(shè)備，電力貓則以其獨特優(yōu)勢風靡全球，

其工作原理就是：將信息進行高頻信號調(diào)制，然后利用電力傳輸；接收信息的電力貓再把信息從高頻信號中分解出來。從而，在不需要重新布線的基礎(chǔ)上實現(xiàn)上網(wǎng)打電話、觀看IPTV和使用監(jiān)控設(shè)備等多種應(yīng)用。

隨著家庭智能系統(tǒng)這個話題的興起，也給PLC技術(shù)的應(yīng)用帶來了一個新的舞臺。

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有線通信的載波通信技術(shù)

（五）電力線載波通信的應(yīng)用領(lǐng)域電力線載波通信現(xiàn)在的應(yīng)用領(lǐng)域，包括遠程抄表系統(tǒng)，路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)及工業(yè)智能化等。如各類的數(shù)據(jù)采集，在技術(shù)上不再是點對點通信的范疇，而是突出開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的概念，使每個控制節(jié)點（受控設(shè)備）組成網(wǎng)絡(luò)進行集中控制。

在電力載波應(yīng)用上具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的企業(yè)如國外的有Echelon公司的Lonworks網(wǎng)絡(luò)，國內(nèi)的有凱星電子(KaiStar)電力載波遠程智能控制系統(tǒng)，瑞斯康公司(Risecomm)的瑞斯康智能控制網(wǎng)絡(luò)。他們的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是根據(jù)國際標準協(xié)議EAI709.1,EAI709.2

所編寫。

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有線通信的載波通信技術(shù)

電力線載波通信應(yīng)用案例

案例一——智能家居控制（SHC）其原理是將電力載波技術(shù)集成后嵌入到家庭各電器中，利用家庭現(xiàn)有的電力線作為載波通信媒介，實現(xiàn)智能設(shè)備之間的通信與控制。

案例二——遠程抄表系統(tǒng)(RMR)其系統(tǒng)功能特點為：遠程自動抄表；遠程控制電表拉/合閘；實時查詢用戶用電量；電表用量組抄或個別選擇抄讀；可與收費系統(tǒng)聯(lián)為一體；根據(jù)電網(wǎng)負載的峰谷時段分時段抄表及計費；控制非法竊電行為；減少人力成本及管理成本；自動保存抄讀的歷史數(shù)據(jù)，便于統(tǒng)計電表數(shù)據(jù)，分析用電規(guī)律，便于估計線損和由電表計量誤差引起的自損；便于配電系統(tǒng)評估、供電服務(wù)質(zhì)量檢測和負荷管理。

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有線通信的載波通信技術(shù)

電力線載波通信應(yīng)用案例

案例三——遠程路燈監(jiān)控系統(tǒng)（RLSM）通過路燈照明系統(tǒng)的電力線，連成智能照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能在保證道路安全的同時，實時控制照明亮度，可節(jié)省電能，并能延長燈具壽命以及降低運行、維護成本。該系統(tǒng)特點在于：全天候24小時自動監(jiān)控，監(jiān)控范圍可達數(shù)公里；加入自動路由功能后，監(jiān)控范圍成倍增加；檢測單燈工作狀態(tài)包括:工作電壓、工作電流、工作狀況（開關(guān)）、工作溫度等，還包括故障自動上報，故障或異常情況遠程向控制中心或值勤人員手機報警，并可與110等緊急呼救系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工作。

案例四——電梯實現(xiàn)遠程呼梯電力載波系統(tǒng)可實現(xiàn)戶內(nèi)智能呼梯、訪客智能派梯功能。

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微波接力通信和衛(wèi)星微波通信

一、微波接力通信

（一）微波接力通信概述（1）定義

微波接力通信（MicrowaverelayCommunication）是指利用300MHz以上頻段的電磁波，即分米波和厘米波（波長在1毫米至1米之間），在對流層的視距范圍內(nèi)的傳播，進行無線電通信的一種方式。兩通信站之間的通信距離一般為50公里左右。利用這種通信方式進行長距離通信，必須建立一系列將接收到的信號加以變頻和放大的中繼站，接力式地傳輸?shù)浇K端站。實際上“微波通信”也是“載波通信”的一種，只是其載波的頻率在高頻的微波頻段。我們將頻率高于300MHz的電磁波稱為微波。

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微波接力通信和衛(wèi)星微波通信

一、微波接力通信

（一）微波接力通信概述（2）無線通信電波的劃分無線通信按照電波傳輸距地面高度分為：地球表面波傳播、電離層天波傳播和外層空間傳播。見圖2-5所示。

一般的微波接力通信認為是地球表面波傳播；對于中波和短波（如廣播信號）的傳輸則為電離層天波傳播；而衛(wèi)星微波通信則為外層空間傳播。

圖2-5無線通信的劃分示意圖

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微波接力通信和衛(wèi)星微波通信

1）無線電波的頻段分類無線電波按照頻率從極低頻到極高頻共分為11個頻段，見表2-1。表2-1無線電波的頻段分類表

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微波接力通信和衛(wèi)星微波通信

2）在微波頻段又按照頻率范圍分為17個波段，微波通信波段劃分表見表2-2所示。

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微波接力通信和衛(wèi)星微波通信

（二）微波接力通信的基本原理和基本構(gòu)成微波通信有“地-地微波接力通信”、“地-天衛(wèi)星微波通信”和“天-天衛(wèi)星微波通信”。而微波接力通信是指“地-地微波接力通信”。（1）視距傳播微波同光波一樣是直線傳播，要求兩個通信地點（兩個微波站）之間沒有阻擋，信號才能從空中傳到對方，即所謂的“視距傳播”。

微波接力通信示意圖見圖2-7所示

（b）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖2-7微波接力通信示意圖

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微波接力通信和衛(wèi)星微波通信

在使用微波的頻段方面，各國都是首先使用4GHz頻段。目前，世界各國的通信設(shè)備已使用的頻段有：

2、4、5、6、7、8、11、15、20GHz等頻段。我國的數(shù)字微波通信設(shè)備已使用的頻段有：

2、4、6、7、8、11GHz等頻段。頻率低的頻段電波傳播較穩(wěn)定，但其設(shè)備及元器件的尺寸也較大；

當天線口徑一定時，微波頻率越低，天線增益也越低。對微波頻率的選取應(yīng)遵照CCIR的建議和各國無線電管理委員會的規(guī)定，經(jīng)申請得到批準后才能進行設(shè)計、建立和使用。

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微波接力通信和衛(wèi)星微波通信

（2）微波接力通信的性能微波接力通信中的數(shù)字微波接力通信的特點可概括為微波、多路、接力三個特點。

1）微波指通信頻率是微波頻段，其包括分米波、厘米波和毫米波。微波頻段寬度是長波、中波、短波及特高頻幾個頻段總和的1000倍。微波頻率高，不會受到天空其他電波干擾和工業(yè)產(chǎn)生的電磁波干擾；太陽黑子的變化對微波也無影響；所以，微波接力通信的可靠性較高。因微波頻率高，故其天線尺寸較小，往往做成面式天線或鍋形天線，且天線增益較高，方向性很強。微波通信用拋物線天線實物圖如圖2-6所示。

圖2-6微波通信用拋物線天線實物圖

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3、

2）多路指微波通信不但總的頻段寬，傳輸容量大，而且其通信設(shè)備的通頻帶也可以做得很寬。例如，一個4000MHz的設(shè)備，其通頻帶按1%估算，可達40MHz。模擬微波的960路電話總頻譜約為4MHz帶寬。可見，一套微波收/發(fā)信設(shè)備理論上可傳輸?shù)脑捖窋?shù)為40MHz/4KHz=104，可見是相當多的。因數(shù)字信號占用帶寬較寬，所以數(shù)字微波通信設(shè)備在選擇適當?shù)恼{(diào)制方式后，可傳輸?shù)脑捖啡萘咳匀皇窍喈敹唷?/p>

3）接力因微波頻段的電磁波只能沿直線在視距范圍內(nèi)傳播，通信距離一般為40～50km?？紤]到地球表面的彎曲，在進行傳輸時，就必須采用接力的傳播方式，發(fā)端信號經(jīng)若干中間站多次轉(zhuǎn)發(fā)，才能到達收端。如圖3-6微波接力通信示意圖所示。

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3）接力因微波頻段的電磁波只能沿直線在視距范圍內(nèi)傳播，通信距離一般為40～50km?？紤]到地球表面的彎曲，在進行傳輸時，就必須采用接力的傳播方式，發(fā)端信號經(jīng)若干中間站多次轉(zhuǎn)發(fā)，才能到達收端。如圖2-8微波接力通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖所示。圖

圖2-8微波接力通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖

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（三）微波接力通信系統(tǒng)的特點1、基本特性其一，微波接力通信的通信容量大；其二，建設(shè)費用低；其三，不受地形限制，“有山則山頂，無山則鐵塔”；其四，抗災(zāi)害性強；其五，能滿足各種電信業(yè)務(wù)（電話、廣播、傳真、電視、電報、數(shù)據(jù)）的信息傳輸質(zhì)量要求。是通信網(wǎng)的重要組成部分。

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（三）微波接力通信系統(tǒng)的特點2、微波的穿透、反射、吸收特性對于玻璃、塑料和瓷器，微波幾乎是穿越而不被吸收。對于水和食物等，微波就會被吸收，而使水和食物等自身發(fā)熱。而對金屬類和樓房之類的大型建筑，微波則難以通過，會產(chǎn)生反射波。3、選擇性的熱損耗：物質(zhì)吸收微波的能力，主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)，對微波的吸收能力就強；介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)，吸收微波的能力也弱。如大雪暴雨、濃霧會對微波傳輸影響很大。

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4、受條件的制約