《數(shù)字通信原理》課件 項(xiàng)目九-探索通信新技術(shù)

數(shù)字通信原理01項(xiàng)目1：認(rèn)識(shí)通信系統(tǒng)02項(xiàng)目2：認(rèn)識(shí)通信信號(hào)CONTENTS03項(xiàng)目3：認(rèn)知數(shù)字基帶傳輸04項(xiàng)目4：理解調(diào)制解調(diào)05項(xiàng)目5：揭秘編碼06項(xiàng)目6：認(rèn)知定時(shí)與同步07項(xiàng)目7：仿真數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)08項(xiàng)目8：仿真移動(dòng)通信系統(tǒng)09項(xiàng)目9：探索通信新技術(shù)項(xiàng)目9探索通信新技術(shù)探索通信新技術(shù)項(xiàng)目9項(xiàng)目描述結(jié)合通信技術(shù)的發(fā)展與基本原理，剖析通信系統(tǒng)為例的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)一步理解SDN、NFV、云計(jì)算、衛(wèi)星通信、激光空間通信、量子通信等技術(shù)在現(xiàn)代通信中的具體應(yīng)用。項(xiàng)目分析本項(xiàng)目中涉及的SDN、NFV、云計(jì)算、衛(wèi)星通信、激光空間通信、量子通信等新技術(shù)，有些技術(shù)的原理與思想，顛覆了傳統(tǒng)的通信原理的認(rèn)知，例如：量子通信系統(tǒng)中量子的很多特性，與傳統(tǒng)的原理不同，因此，在現(xiàn)代通信技術(shù)知識(shí)的升級(jí)換代中，需要具有持續(xù)的學(xué)習(xí)能力和理論聯(lián)系實(shí)際的職業(yè)素養(yǎng)。探索通信新技術(shù)項(xiàng)目9學(xué)習(xí)目標(biāo)在已有通信原理知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合通信新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)信息通信的未來(lái)有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。課程思政從北斗衛(wèi)星通信的研發(fā)與應(yīng)用，引出自主創(chuàng)新對(duì)國(guó)家安全的重要性，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新熱情的提升認(rèn)知SDN任務(wù)9.1任務(wù)目標(biāo)認(rèn)知軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）。任務(wù)分析利用分層的思想，SDN將數(shù)據(jù)與控制相分離。通過(guò)本任務(wù)學(xué)習(xí)，理解SDN的體系結(jié)構(gòu)和主要特點(diǎn)，結(jié)合NG-SDN，進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。9.1.1SDN的發(fā)展歷程1、軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN是由美國(guó)斯坦福大學(xué)Clean-Slate課題研究組提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實(shí)現(xiàn)方式。其核心技術(shù)OpenFlow通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制面與數(shù)據(jù)面分離開來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，使網(wǎng)絡(luò)作為管道變得更加智能，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺(tái)。9.1.2SDN的體系結(jié)構(gòu)SDN網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)SDN是對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一次重構(gòu)，由原來(lái)的分布式控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)為集中控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)由下到上（由南到北）可分為三層：轉(zhuǎn)發(fā)層、控制層、應(yīng)用層，如圖9-1所示圖9-1 SDN的體系結(jié)構(gòu)圖9.1.2SDN的體系結(jié)構(gòu)SDN數(shù)據(jù)平面與南向接口OpenFlowSDN數(shù)據(jù)平面由一組交換機(jī)、路由器和中間件等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的根本區(qū)別在于，SDN設(shè)備是簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，沒(méi)有嵌入式控制或軟件來(lái)進(jìn)行自主決策。數(shù)據(jù)平面中一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如圖9-2所示。圖9-2 數(shù)據(jù)平面網(wǎng)絡(luò)設(shè)備9.1.2SDN的體系結(jié)構(gòu)SDN控制平面SDN控制平面也稱為NOS，位于SDN三層架構(gòu)的中間層，作為應(yīng)用平面與數(shù)據(jù)平面相互聯(lián)系、通信的橋梁。它向上可以通過(guò)北向接口為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層軟件提供底層硬件的操作抽象；向下可以通過(guò)南向接口支配和管理底層硬件。頂層應(yīng)用平面的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件需要根據(jù)SDN控制器提供的網(wǎng)絡(luò)信息執(zhí)行特定的網(wǎng)絡(luò)控制算法，并通過(guò)控制器將執(zhí)行結(jié)果轉(zhuǎn)化為控制命令向下轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。SDN控制平面9.1.2SDN的體系結(jié)構(gòu)SDN應(yīng)用平面與北向接口應(yīng)用平面包括應(yīng)用和服務(wù)，主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)行為和資源進(jìn)行定義、使用、控制和監(jiān)視。這些應(yīng)用和服務(wù)通過(guò)應(yīng)用-控制接口與SDN控制平面進(jìn)行交互，使SDN控制平面可以靈活地定制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的行為和性能。9.1.2SDN的體系結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與SDN架構(gòu)的比較承載網(wǎng)引入了SDN技術(shù)，把所有的路由器“劈了一刀”，功能一分兩半，如圖9-3所示。SDN的架構(gòu)中路由器淪為單純的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。它的管理控制功能被剝離，全部集中在SDN控制器。同樣也可以引入虛擬化技術(shù)，讓SDN控制器構(gòu)建在云平臺(tái)上，向上層用戶提供接口服務(wù)。圖9-3傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與SDN架構(gòu)的比較9.1.3SDN的主要特征SDN的三個(gè)主要特征為轉(zhuǎn)控分離、集中控制、開放接口。（1）轉(zhuǎn)控分離：網(wǎng)元的控制平面在控制器上，負(fù)責(zé)協(xié)議計(jì)算，產(chǎn)生流表。轉(zhuǎn)發(fā)平面只在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，這點(diǎn)與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的框式設(shè)備有著本質(zhì)不同。（2）集中控制：設(shè)備網(wǎng)元通過(guò)控制器集中管理和下發(fā)流表，不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行逐一操作，只需要對(duì)控制器進(jìn)行配置即可。（3）開放接口：第三方應(yīng)用只需要通過(guò)控制器提供的開放接口，以編程方式定義一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)功能，然后在控制器上運(yùn)行即可。9.1.4SDN技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)SDN技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)有以下幾個(gè)方面。（1）技術(shù)架構(gòu)：“控制與轉(zhuǎn)發(fā)相分離”的難以實(shí)現(xiàn)（2）設(shè)備實(shí)現(xiàn)：OpenFlow-Enable設(shè)備并未普及（3）接口能力：南向接口標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展緩慢9.1.5NG-SDNSDNv2.0的技術(shù)架構(gòu)如圖9-4所示，在原有的網(wǎng)絡(luò)分層模型基礎(chǔ)上，新一代的SDN技術(shù)強(qiáng)調(diào)了管理平面、運(yùn)維平面的技術(shù)能力要求。從模塊設(shè)計(jì)上來(lái)看，工具箱（ToolKit）模塊的引入，為網(wǎng)絡(luò)可驗(yàn)證和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成提供了重要支撐。在技術(shù)架構(gòu)之外，SDNv2.0細(xì)化了SDN-Enable設(shè)備和SDN接口能力的技術(shù)要求。圖9-4SDNv2.0技術(shù)架構(gòu)

任務(wù)9.1

認(rèn)知SDN任務(wù)實(shí)施（1）分析SDN產(chǎn)生的背景，理解SDN的體系結(jié)構(gòu)，掌握三個(gè)平面，兩個(gè)接口的作用。（2）分工協(xié)作，完成資料收集和學(xué)習(xí)，編寫相應(yīng)調(diào)研報(bào)告。認(rèn)知NFV任務(wù)9.2任務(wù)目標(biāo)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）。任務(wù)分析利用虛擬化技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)階層的功能，分割成幾個(gè)功能區(qū)塊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。通過(guò)本任務(wù)學(xué)習(xí)，理解NFV的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，結(jié)合NFC，進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。9.2.1NFV的發(fā)展歷程網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NetworkFunctionsVirtualization，NFV），一種對(duì)于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的概念，利用虛擬化技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)階層的功能，分割成幾個(gè)功能區(qū)塊，分別以軟件方式實(shí)現(xiàn)，不再局限于硬件架構(gòu)。NFV網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)9.2.2NFV的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)ETSI定義了NFV標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，由NFVI、VNF以及MANO主要組件組成，如圖9-5所示。NFV中包含有3個(gè)主要的工作域：虛擬化的網(wǎng)絡(luò)功能，是指能夠在NFV基礎(chǔ)設(shè)施（NFVI）上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)功能的軟件實(shí)現(xiàn)；NFVI，包括物理資源的多樣性以及這些物理資源虛擬化的方式，NFVI支持虛擬化網(wǎng)絡(luò)工程（VNF）的執(zhí)行；NFV的管理和編排，涵蓋支持基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化的物理和軟件資源的編排、生命周期的管理，以及各VNF的生命周期管理。圖9-5NFV標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)9.2.3NFV和SDN的關(guān)系SDN由應(yīng)用層、控制層和基礎(chǔ)設(shè)施層組成，其三大特征是控制轉(zhuǎn)發(fā)分離、控制層進(jìn)行邏輯集中控制、控制層向應(yīng)用層開放API。符合這3個(gè)特征的SDN架構(gòu)可能影響和改變運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的方方面面，是目前通信產(chǎn)業(yè)非常關(guān)注的技術(shù)。NFV和SDN的關(guān)系，可以由圖9-6概括。NFV與SDN來(lái)源于相同的技術(shù)基礎(chǔ)。NFV與SDN的技術(shù)基礎(chǔ)都是基于通用服務(wù)器、云計(jì)算以及虛擬化技術(shù)。同時(shí)NFV與SDN又是互補(bǔ)關(guān)系，二者相互獨(dú)立，沒(méi)有依賴關(guān)系，SDN不是NFV的前提。圖9-6NFV和SDN的關(guān)系9.2.3NFV和SDN的關(guān)系SDN的目的是生成網(wǎng)絡(luò)的抽象，從而快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新，重點(diǎn)在集中控制、開放、協(xié)同、網(wǎng)絡(luò)可編程。NFV是運(yùn)營(yíng)商為了減少CA?PEX、OPEX、場(chǎng)地占用、電力消耗而建立的快速創(chuàng)新和開放的系統(tǒng)，重在高性能轉(zhuǎn)發(fā)硬件+虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能軟件。表9-1示出的是NFV和SDN的一些對(duì)比。表9-1表1NFV和SDN的對(duì)比9.2.4NFV面臨的挑戰(zhàn)NFV技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與SDN技術(shù)類似，盡管經(jīng)過(guò)了十幾年發(fā)展，NFV技術(shù)在技術(shù)架構(gòu)、設(shè)備實(shí)現(xiàn)、接口能力方面也面臨一系列問(wèn)題。（1）技術(shù)架構(gòu)：NFV并未實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)元、虛擬化平臺(tái)、通用硬件”的三層解耦，僅僅實(shí)現(xiàn)了“軟件能力”和“通用硬件”的軟硬解耦。（2）設(shè)備實(shí)現(xiàn)：網(wǎng)元、NFV-I兩個(gè)層面的能力存在瓶頸盡管網(wǎng)元設(shè)備軟件化是NFV技術(shù)體系內(nèi)對(duì)于VNF網(wǎng)元的基本能力要求，網(wǎng)元的“巨型化(Monolithic)”實(shí)現(xiàn)方式仍然對(duì)資源彈性利用造成了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。（3）接口能力：網(wǎng)元與NFV-I之間接口存在互操作性難題經(jīng)過(guò)3個(gè)階段的迭代發(fā)展，ETSINFV工作組順利完成了NFV各主要模塊的接口標(biāo)準(zhǔn)化工作。盡管如此，VNF網(wǎng)元與NFV-I接口之間的互操作性難題仍然制約了產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。9.2.5NFV的架構(gòu)演進(jìn)1、NFVv2.02019年5月，ETSINFV正式啟動(dòng)了NFVR4的標(biāo)準(zhǔn)化工作，這標(biāo)志著NFV技術(shù)正式進(jìn)入v2.0時(shí)代。NFVv2.0技術(shù)架構(gòu)如圖9-7所示，從分層結(jié)構(gòu)模型來(lái)看，新一代的NFV在原有的“KVM+VM”基礎(chǔ)模型之上，增加了“CaaS+Container”的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，著重關(guān)注了云原生帶來(lái)的基礎(chǔ)設(shè)施能力升級(jí)。圖9-7NFVv2.0技術(shù)架構(gòu)9.2.5NFV的架構(gòu)演進(jìn)2、NFV的云化架構(gòu)演進(jìn)目前整體上可以將云化架構(gòu)演進(jìn)分為2個(gè)階段。第一階段：NFV，通過(guò)軟硬件解耦實(shí)現(xiàn)將電信業(yè)務(wù)部署在通用的硬件服務(wù)器上。實(shí)現(xiàn)設(shè)備購(gòu)買成本和維護(hù)成本降低，業(yè)務(wù)部署速度和業(yè)務(wù)創(chuàng)新速度提升。第二階段：NFC(CloudNative)，通過(guò)程序數(shù)據(jù)分離，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理無(wú)狀態(tài)，業(yè)務(wù)層計(jì)算能力完全池化，提升可用性。同時(shí)配合CSLB、CSDB實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)均衡分發(fā)、各層獨(dú)立彈性伸縮。通過(guò)服務(wù)化改造，實(shí)現(xiàn)服務(wù)級(jí)的自動(dòng)部署、智能運(yùn)維、快速伸縮、灰度升級(jí)。NFV與NFC的區(qū)別如圖9-8所示。圖9-8NFV與NFC的對(duì)比

任務(wù)9.2認(rèn)知NFV任務(wù)實(shí)施（1）分析NFV產(chǎn)生的背景，理解NFV的體系結(jié)構(gòu)，掌握NFVI、VNF以及MANO主要組件的作用。（2）分工協(xié)作，完成資料收集和學(xué)習(xí)，編寫相應(yīng)調(diào)研報(bào)告。認(rèn)知云計(jì)算任務(wù)9.3任務(wù)目標(biāo)認(rèn)知云計(jì)算的概念及應(yīng)用。任務(wù)分析傳輸IT技術(shù)存在的問(wèn)題，產(chǎn)生了云計(jì)算。通過(guò)分析云計(jì)算的分類、服務(wù)模式、應(yīng)用等方面進(jìn)行分析。通過(guò)本任務(wù)學(xué)習(xí)，理解云計(jì)算的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合NFC，進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。9.3.1云計(jì)算的起源云計(jì)算在2007年被提出后，得到了快速發(fā)展。成千上萬(wàn)家采用云計(jì)算技術(shù)的企業(yè)興起，傳統(tǒng)IT巨頭紛紛轉(zhuǎn)型。從傳統(tǒng)模式向云計(jì)算模式的轉(zhuǎn)變主要包括如下幾個(gè)方面計(jì)算和存儲(chǔ)資源從局域網(wǎng)向Internet遷移，軟件從終端向云端遷移，軟硬件解耦，實(shí)現(xiàn)硬件共享。從傳統(tǒng)模式向云計(jì)算模式的轉(zhuǎn)變?nèi)鐖D9-9所示。圖9-9從傳統(tǒng)模式向云計(jì)算模式的轉(zhuǎn)變9.3.2云計(jì)算概述目前看來(lái)，云主要有以下幾種分類。隨著云計(jì)算的不斷發(fā)展，可能會(huì)產(chǎn)生更多種類的云。（1）公有云：公有云通常指第三方提供商為用戶提供的能夠使用的云。（2）私有云：私有云為一個(gè)企業(yè)單獨(dú)使用而構(gòu)建，提供對(duì)數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最有效控制。（3）混合云：混合云是公有云和私有云兩種服務(wù)方式的結(jié)合。（4）移動(dòng)云：移動(dòng)云把虛擬化技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)和平板電腦。（5）行業(yè)云：行業(yè)云是一種云平臺(tái)。它由行業(yè)內(nèi)或某個(gè)區(qū)域內(nèi)起主導(dǎo)作用或者掌握關(guān)鍵資源的組織建立和維護(hù)，以公開或者半公開的方式向行業(yè)內(nèi)部或相關(guān)組織和公眾提供有償或無(wú)償服務(wù)。行業(yè)云又可以分為金融云、政府云、教育云、電信云、醫(yī)療云、工業(yè)云、云制造等。9.3.2云計(jì)算概述云計(jì)算包括三個(gè)層次的服務(wù)，如圖9-11。（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS：提供給客戶的服務(wù)是對(duì)所有設(shè)施的利用，包括處理、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和其他基本的計(jì)算資源。（2）平臺(tái)即服務(wù)PaaS：提供給客戶的服務(wù)是把客戶開發(fā)或收購(gòu)的應(yīng)用程序部署到供應(yīng)商的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上。（3）軟件即服務(wù)SaaS：提供給客戶的服務(wù)是運(yùn)營(yíng)商運(yùn)行在云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上的應(yīng)用程序，用戶可以在各種設(shè)備上通過(guò)瘦客戶端界面訪問(wèn)。圖9-11云計(jì)算服務(wù)模式9.3.3云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)

任務(wù)9.3認(rèn)知云計(jì)算任務(wù)實(shí)施（1）從各種云應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)IT技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，了解云計(jì)算的產(chǎn)生和特點(diǎn)，理解云計(jì)算的應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)。（2）分工協(xié)作，完成資料收集和學(xué)習(xí)，使用各種免費(fèi)云。認(rèn)知衛(wèi)星通信系統(tǒng)任務(wù)9.4任務(wù)目標(biāo)認(rèn)知衛(wèi)星通信系統(tǒng)。任務(wù)分析衛(wèi)星通信系統(tǒng)分為：靜止軌道衛(wèi)星、中軌道衛(wèi)星和低軌道衛(wèi)星。上圖同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)為靜止軌道衛(wèi)星。通過(guò)本任務(wù)學(xué)習(xí)，理解衛(wèi)星通信的原理及具體應(yīng)用，結(jié)合北斗系統(tǒng)，進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。9.4.1理解衛(wèi)星系統(tǒng)的分類1、靜止軌道衛(wèi)星（GeostationaryEarthOrbit，簡(jiǎn)稱GEO）：又稱24小時(shí)軌道，與地球上某一點(diǎn)保持相對(duì)靜止，軌道平面與赤道平面重合，衛(wèi)星處于赤道延伸平面，距離地面35785.6km。2、低軌道衛(wèi)星（LowEarthOrbit，簡(jiǎn)稱LEO）：一般高度在500到900km。3、中軌道衛(wèi)星（MediumEarthOrbit，簡(jiǎn)稱MEO）GEO、MEO和LEO軌道形態(tài)9.4.2衛(wèi)星通信的發(fā)展歷程1945年5月，ArthurC.Clarke提出了靜止衛(wèi)星通信的設(shè)想。表9-5衛(wèi)星通信發(fā)展歷程階段時(shí)間典型事件理論設(shè)想階段1945年提出了靜止衛(wèi)星通信的設(shè)想衛(wèi)星通信進(jìn)入試驗(yàn)階段（1954-1964年）

1957年前蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星（LEO）1958年美國(guó)發(fā)射了第1顆衛(wèi)星首次通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信。1963年美國(guó)發(fā)射了第一顆地球同步衛(wèi)星衛(wèi)星初步應(yīng)用階段（1965年－1990年）1965年國(guó)際通信衛(wèi)星組織發(fā)射靜止軌道衛(wèi)星1970年我國(guó)成功地發(fā)射了東方紅一號(hào)衛(wèi)星（LEO）1984年我國(guó)第一顆同步通信衛(wèi)星東方紅二號(hào)衛(wèi)星技術(shù)被應(yīng)用于衛(wèi)星直接廣播語(yǔ)言業(yè)務(wù)1990-2000年1997年，我國(guó)發(fā)射了東方紅三號(hào)（正在運(yùn)行）；

衛(wèi)星通信被引入寬帶個(gè)人通信2000-2005年多個(gè)LEO和MEO衛(wèi)星系統(tǒng)開始投入運(yùn)行

新型衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)星座2015年－今2015年，在谷歌等互聯(lián)現(xiàn)巨頭推動(dòng)的下，低軌道衛(wèi)星發(fā)展迅速，提出了新型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃。9.4.2衛(wèi)星通信的發(fā)展歷程衛(wèi)星通信包括上行鏈路和下行鏈路兩部分組成9.4.2衛(wèi)星通信的發(fā)展歷程1、

Iridium系統(tǒng)2、Globalstar系統(tǒng)3、Orbcomm系統(tǒng)圖9-17

ORBCOMM系統(tǒng)星座計(jì)劃圖9-16銥星二代Iridium星座圖9.4.2衛(wèi)星通信的發(fā)展歷程4、OneWeb系統(tǒng)5、Starlink系統(tǒng)6、“鴻雁”系統(tǒng)7、“虹云”系統(tǒng)圖9-19Oneweb衛(wèi)星圖圖9-20Starlink星座圖9.4.4衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢(shì)1、衛(wèi)星通信與5G融合2、

空天地海一體化通信3、多種功能融合4、更高頻段，更大帶寬衛(wèi)星光通信5、智能衛(wèi)星通信圖9-21空天地一體化9.4.3衛(wèi)星通信的主要應(yīng)用1、互接長(zhǎng)途電話和電視業(yè)務(wù)3、無(wú)線電和電視廣播3、海上、地面和空中的移動(dòng)通信4、基于TCP/IP的internet業(yè)務(wù)5、固定通信網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識(shí)空間激光通信任務(wù)9.5任務(wù)目標(biāo)認(rèn)知空間激光通信系統(tǒng)。任務(wù)分析通過(guò)本任務(wù)學(xué)習(xí)，理解激光通信的具體應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)方案，結(jié)合海洋與深空不同的應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。9.5.1空間激光通信基礎(chǔ)1、空間激光通信概述圖9-22空間——地面激光通信系統(tǒng)示意圖9.5.1空間激光通信基礎(chǔ)2、衛(wèi)星激光通信技術(shù)特點(diǎn)通信速率高。無(wú)衛(wèi)星電磁頻譜限制，抗干擾。保密性好。體積小、重量輕、功耗低。9.5.2深空探測(cè)中的激光通信月地距地大概40萬(wàn)公里，如果用傳統(tǒng)的強(qiáng)度調(diào)制，要500瓦的激光，這是衛(wèi)星的能源系統(tǒng)支撐不起的，所以不具備可行性，即使用相干探測(cè)第二代也是由困難的。所以最新的技術(shù)是基于光子探測(cè)的激光通信，能把原來(lái)的靈敏度提高兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)。9.5.3海洋探測(cè)中的激光通信水下激光通信包括水下與水面通信、水下與空中通信，水下與太空通信。通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)在藍(lán)綠光這個(gè)波段有可能實(shí)現(xiàn)。理論上來(lái)說(shuō)，水下通信容量可達(dá)到10G，但是水對(duì)光的吸收較