通信与信息专业概论第5章-信息传输与接入系统课件.ppt

1、第五章第五章 信息传输与接入系统信息传输与接入系统 一、传输系统的基本任务和作用一、传输系统的基本任务和作用二、传输方式的种类二、传输方式的种类三、电缆传输系统三、电缆传输系统四、光纤传输系统四、光纤传输系统五、无线传输系统五、无线传输系统六、微波传输系统六、微波传输系统七、卫星传输系统七、卫星传输系统八、移动传输系统八、移动传输系统九、接入系统九、接入系统十、新技术及发展方向十、新技术及发展方向1第五章第五章 思考题思考题 (请记录请记录)思考题：思考题：1.1.传输基本任务和作用是什么？传输基本任务和作用是什么？2.2.传输方式的种类有哪些？传输方式的种类有哪些？3.3.什么是光纤通信？光

2、纤通信的特点是什么？什么是光纤通信？光纤通信的特点是什么？4.4.光纤通信系统由哪些及部分组成？光纤通信系统由哪些及部分组成？5.5.无线通信有哪几种类型？无线通信有哪几种类型？6.6.什么是微波通信？有什么特点？什么是微波通信？有什么特点？请同学们在网上收索相关答案。请同学们在网上收索相关答案。25.1 基本任务和作用基本任务和作用 传输就是将携带信息的信号通过媒体传送到目的地的传输就是将携带信息的信号通过媒体传送到目的地的过程。过程。信源提供的语音、数据、图像等需要传递的信息由信源提供的语音、数据、图像等需要传递的信息由用户终端设备变换成需要的信号形式，经传输终端设备用户终端设备变换成需要

3、的信号形式，经传输终端设备进进行调制行调制，将其频谱搬移到对应传输媒质的传输频段内，通，将其频谱搬移到对应传输媒质的传输频段内，通过传输媒质传输到对方后，过传输媒质传输到对方后，再经解调再经解调等逆变换，恢复成信等逆变换，恢复成信宿适合的信息形式。宿适合的信息形式。传输系统的基本任务和作用是什么呢？我们用一个简传输系统的基本任务和作用是什么呢？我们用一个简单的交通工具的比喻来说明。如果你要从重庆到广州去参单的交通工具的比喻来说明。如果你要从重庆到广州去参加一个聚会，采用什么方式旅行可以保证你安全、准时到加一个聚会，采用什么方式旅行可以保证你安全、准时到达呢？你可以选择乘坐小汽车、出租车、公共汽

4、车、飞机、达呢？你可以选择乘坐小汽车、出租车、公共汽车、飞机、火车、骑自行车或步行。显然，选择的旅行方式不同，在火车、骑自行车或步行。显然，选择的旅行方式不同，在旅途中所花费的时间、费用、舒适程度、快慢程度等诸方旅途中所花费的时间、费用、舒适程度、快慢程度等诸方面都有所不同，甚至有很大的差别。面都有所不同，甚至有很大的差别。第五章第五章 信息传输与接入系统信息传输与接入系统35.2 传输方式的种类传输方式的种类 传输媒质传输媒质是用于承载传是用于承载传输信息的物理输信息的物理媒体，是传递媒体，是传递信号的通道，信号的通道，提供两地之间提供两地之间的传输通路。的传输通路。传输媒质从大传输媒质从大

5、的分类上来区的分类上来区分有两种，分有两种，一种是电磁信号在自由空间中传输，这种传一种是电磁信号在自由空间中传输，这种传输方式叫做输方式叫做无线传输无线传输；另一种是电磁信号在某种传输线；另一种是电磁信号在某种传输线上传输，这种传输方式叫做上传输，这种传输方式叫做有线传输有线传输。45.3 电缆传输系统电缆传输系统 不同的通信媒体不同的通信媒体具有不同的属性，应具有不同的属性，应针对不同的用途应用针对不同的用途应用在不同的场合，发挥在不同的场合，发挥不同通信媒体的最佳不同通信媒体的最佳效能。效能。通信电缆根据通信电缆根据其特性不同有架空明其特性不同有架空明线、对称电缆、同轴线、对称电缆、同轴电

6、缆等种类。电缆等种类。51.1.架空明线架空明线 架空明线是利用金属架空明线是利用金属裸导线捆扎在固定的线担裸导线捆扎在固定的线担上的上的隔电子隔电子上，上，是架设在是架设在电线杆上的一种通信线路。电线杆上的一种通信线路。它主要它主要由导线、电杆、线由导线、电杆、线担、隔电子和拉线等组成，担、隔电子和拉线等组成，金属裸导线用于传输电信金属裸导线用于传输电信号，号，主要有直径为主要有直径为3.03.0及及2.5mm2.5mm铜线，直径铜线，直径7/1.8mm7/1.8mm及及7/1.5mm7/1.5mm钢心铝绞线和直钢心铝绞线和直径为径为4.04.0及及3.0mm3.0mm钢线。钢线。62.2.

7、对称电缆对称电缆 对称电缆是由若干条扭绞成对（或组）的导电芯线加绝缘对称电缆是由若干条扭绞成对（或组）的导电芯线加绝缘层组合而成的缆芯，外面再包裹护层的一个整体，导电芯线必层组合而成的缆芯，外面再包裹护层的一个整体，导电芯线必须具有良好的导电性、柔软性和足够的机械强度。须具有良好的导电性、柔软性和足够的机械强度。在计算机网在计算机网络中应用最多是双绞线电缆（简称双绞线），它是将一对或一络中应用最多是双绞线电缆（简称双绞线），它是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，是目前局域网最常用到的一种电缆。是目前局域网最

8、常用到的一种电缆。为了降低信号的干扰程度为了降低信号的干扰程度（使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小），电缆中的每一对双（使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小），电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，每一根导线在传绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，每根线加绝输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，每根线加绝缘层并有色标来标记，双绞线因此得名。缘层并有色标来标记，双绞线因此得名。7 著名企业家杨休为母校捐出著名企业家杨休为母校捐出4亿元，其中亿元，其中3亿用于建设亿用于建设现代工程与应用科学学院，现代工程与应用科学学院

9、，1亿用于设立史学发展基金，亿用于设立史学发展基金，他说：他说：“，我感觉中国不缺钱，现在政策的大环境，我感觉中国不缺钱，现在政策的大环境也不错，关键是缺人，缺少一流的工程师。目前中国的制作也不错，关键是缺人，缺少一流的工程师。目前中国的制作业还非常落后，虽然工人们作为个体都很聪明，肢体也很灵业还非常落后，虽然工人们作为个体都很聪明，肢体也很灵活，但一旦进入工厂的流水线就表现不出色，这是因为缺少活，但一旦进入工厂的流水线就表现不出色，这是因为缺少工程师来帮助他们分解好每个动作。工程师来帮助他们分解好每个动作。”8 杨休不赞成学生都去创业，杨休不赞成学生都去创业，“现在学生的最大问题是现在学生的

10、最大问题是不会做人。比如起码的礼仪、礼节，待人接物都不会，夸不会做人。比如起码的礼仪、礼节，待人接物都不会，夸张点说，连打个招呼都不会。想创业，想当老板，这需要张点说，连打个招呼都不会。想创业，想当老板，这需要的是综合素质，首先就是要学会做人，其次要有胆识，要的是综合素质，首先就是要学会做人，其次要有胆识，要敢于失败，面对失败。敢于失败，面对失败。”杨休从上大学开始就靠画画、篆刻挣钱，又从大气专杨休从上大学开始就靠画画、篆刻挣钱，又从大气专业转到历史系，他认为每个专业都有其优势，择业没有专业转到历史系，他认为每个专业都有其优势，择业没有专业限制，没有哪个企业只要一个专业的人。企业的管理运业限制

11、，没有哪个企业只要一个专业的人。企业的管理运作是综合型的，比如造鞋的企业不光要造鞋专业的人，只作是综合型的，比如造鞋的企业不光要造鞋专业的人，只要你有能力，不在乎学哪个专业，在未来的工作中可边干要你有能力，不在乎学哪个专业，在未来的工作中可边干边学。边学。93.3.同轴电缆同轴电缆 同轴电缆又称为同轴同轴电缆又称为同轴线对，属于不对称的结构线对，属于不对称的结构。这种线对是由这种线对是由内、外导体内、外导体和和内、外导体之间的绝缘内、外导体之间的绝缘介质介质以及以及外护层四部分组外护层四部分组成。成。内导体必须是圆柱形内导体必须是圆柱形导线且具有良好的导电率、足够的机械强度和柔韧性，所导线且具

12、有良好的导电率、足够的机械强度和柔韧性，所以都采用单根硬拉铜线制成。外导体的导电率、柔韧性和以都采用单根硬拉铜线制成。外导体的导电率、柔韧性和机械强度应与内导体相同，全长需要保持完整的圆柱形。机械强度应与内导体相同，全长需要保持完整的圆柱形。这种结构的这种结构的金属屏蔽网金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场，可防止中心导体向外辐射电磁场，也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号。由于也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号。由于内导内导体的轴线必须与管状外导体的轴线重叠在一起，故称之为体的轴线必须与管状外导体的轴线重叠在一起，故称之为同轴线。同轴线。内导体内导体外导体外导体:金属屏蔽网金属屏

13、蔽网105.4 光纤传输系统光纤传输系统 19661966年年英籍华人高锟博士英籍华人高锟博士提出光纤通信的概念，他提出光纤通信的概念，他也因此也因此被称为光纤通信之父被称为光纤通信之父。19701970年，美国康宁玻璃公年，美国康宁玻璃公司的三名科研人员马瑞尔、卡普隆、凯克成功地制成了司的三名科研人员马瑞尔、卡普隆、凯克成功地制成了世界上第一根低损耗的石英光纤，传输损耗每千米只有世界上第一根低损耗的石英光纤，传输损耗每千米只有2020分贝，开创了光纤通信的新篇章，是光通信研究的重分贝，开创了光纤通信的新篇章，是光通信研究的重大实质性突破。从大实质性突破。从19701970年到现在虽然只有短短

14、三十年的年到现在虽然只有短短三十年的时间，但光纤通信技术却取得了极其惊人的进展，时间，但光纤通信技术却取得了极其惊人的进展，光纤光纤的传输速率已经达到了每秒的传输速率已经达到了每秒T T比特级（比特级（T T数量级为数量级为10241024）。）。用带宽极宽的光波作为传送信息的载体以实现通信，用带宽极宽的光波作为传送信息的载体以实现通信，这这个几百年来人们梦寐以求的幻想在今天已成为活生生的个几百年来人们梦寐以求的幻想在今天已成为活生生的现实。现实。11计算机容量单位计算机容量单位:又名又名TBTB，1TB=1024GB1TB=1024GB，1GB=1024MB1GB=1024MB，1MB=10

15、24KB1MB=1024KB，1KB=1024B1KB=1024B，1Byte=8bit1Byte=8bit。传输速率传输速率:已经达到了每秒已经达到了每秒T T比特级比特级.1Tbps=1024Gbps1Tbps=1024Gbps，1Gbps=1024Mbps1Gbps=1024Mbps，1Mbps=1024kbps1Mbps=1024kbps，1kbps=1024bps1kbps=1024bps。121.1.光纤通信的概念光纤通信的概念 所谓所谓光纤通信光纤通信，就是利用光导纤维就是利用光导纤维（简称为光纤）传（简称为光纤）传输光波信号的通信输光波信号的通信方式方式，即以光波为，即以光波为

16、载波，把电话、电载波，把电话、电视、数据等电信号视、数据等电信号调制到光载波上，调制到光载波上，再通过光纤传输信再通过光纤传输信息的一种通信方式。息的一种通信方式。132.2.光导纤维光导纤维 光导纤维（简称为光纤）本身是一种介质，光导纤维（简称为光纤）本身是一种介质，截面很截面很小，它是由折射较高的纤芯和折射率较低的包层组成的小，它是由折射较高的纤芯和折射率较低的包层组成的细长的圆柱形玻璃丝，能在长距离内具有束缚和传输光细长的圆柱形玻璃丝，能在长距离内具有束缚和传输光的作用。通常为了保护光纤，包层外还往往覆盖的作用。通常为了保护光纤，包层外还往往覆盖-层加以层加以保护。保护。(a)裸光纤 (

17、b)成品光纤143.3.光纤的分类光纤的分类1.1.按原材料来划分：按原材料来划分：石英系光纤，石英系光纤，光纤的纤芯和包层是由高光纤的纤芯和包层是由高 纯度的纯度的SiO2SiO2掺适当杂质制成。塑料包层光纤，这种光纤的掺适当杂质制成。塑料包层光纤，这种光纤的 芯子是用石英制成，包层是硅树脂。芯子是用石英制成，包层是硅树脂。全塑光纤，全塑光纤，这种光纤这种光纤 的芯子和包层都是由塑料制成。的芯子和包层都是由塑料制成。2.2.按传输模式数量来划分：按传输模式数量来划分：单模单模（Single-modeSingle-mode）光纤和多模光纤和多模 （Multi-modeMulti-mode）光纤

18、光纤。单模光纤只传输主模，由于完全避。单模光纤只传输主模，由于完全避 免了模式色散，免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用 于大容量、长距离的传输系统。多模光纤有多个模式在光于大容量、长距离的传输系统。多模光纤有多个模式在光 纤中传输，由于色散和相差，其传输性能较差、频带较窄、纤中传输，由于色散和相差，其传输性能较差、频带较窄、容量小、距离也较短。容量小、距离也较短。3.3.按折射率分布来划分：按折射率分布来划分：光纤可分为光纤可分为跃变式光纤和渐变式光跃变式光纤和渐变式光 纤纤。跃变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个跃变式光纤纤芯的折射

19、率和保护层的折射率都是一个 常数。在纤芯和保护层的交界面，折射率呈阶梯型变化。常数。在纤芯和保护层的交界面，折射率呈阶梯型变化。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减 小，在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。小，在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。154.4.性质性质 光纤的传输性质光纤的传输性质包括光纤的包括光纤的损耗损耗和和色散色散。光纤的损耗是光纤最重要的特性之一，光纤的损耗是光纤最重要的特性之一，常用常用dB/kmdB/km作单位。作单位。光纤的损耗与光的传输波长有关，光纤的损耗与光的传输波长有关，1.31m1.31

20、m波波长时损耗为长时损耗为0.35dB/km0.35dB/km，1.55m1.55m波长时为波长时为0.2dB/km0.2dB/km。光光纤的损耗特性与光纤使用的介质材料和制造技术有关纤的损耗特性与光纤使用的介质材料和制造技术有关。造成损耗的原因是光纤材料存在吸收损耗、散射损耗和造成损耗的原因是光纤材料存在吸收损耗、散射损耗和幅射三种。光纤的色散是光纤的另一个重要特性，也可幅射三种。光纤的色散是光纤的另一个重要特性，也可称为频率特性。称为频率特性。色散色散是指输入信号中包含的不同频率或不同模式的是指输入信号中包含的不同频率或不同模式的光在光纤中传输的速度不同光在光纤中传输的速度不同，不能同时到

21、达输出端，从，不能同时到达输出端，从而使输出波展宽变形，而使输出波展宽变形，形成失真的一种物理现象形成失真的一种物理现象。xindeqidian(4)-13 xindeqidian(4)-13级级1-31-3班班(7(7周周)165.5.光纤通信的特点光纤通信的特点(1)(1)传输频带宽；传输频带宽；(2)(2)损耗低；损耗低；(3)(3)不受外界电磁干扰；不受外界电磁干扰；(4)(4)线径细，重量轻，资源丰富。线径细，重量轻，资源丰富。从理论上讲，一根头发丝粗细的光纤可传送从理论上讲，一根头发丝粗细的光纤可传送100100万万路高质量的电视节目或路高质量的电视节目或100100亿路电话。从实

22、际应用看，亿路电话。从实际应用看，有可能同时提供几百万个电话通路。由于光纤通信的特有可能同时提供几百万个电话通路。由于光纤通信的特点，使得光纤在通信中的应用非常广泛，几乎是无处不点，使得光纤在通信中的应用非常广泛，几乎是无处不用，无处不有。用，无处不有。176.6.光纤通信系统光纤通信系统 光纤通信系统光纤通信系统主要由主要由光发射机、光纤、光接光发射机、光纤、光接收机收机以及长途干线上必须设置的以及长途干线上必须设置的光中继器光中继器组成。组成。xindeqidian(4)-13 xindeqidian(4)-13级级4-64-6班班(5(5周周)18 由电发射机输出的脉码调制信号送入光发由

23、电发射机输出的脉码调制信号送入光发 射机，射机，光发射机的主要作用是将电信号转换成光发射机的主要作用是将电信号转换成 光信号耦合进光纤进行传输。光信号耦合进光纤进行传输。光发射机中的重光发射机中的重 要器件是能够完成要器件是能够完成电光转换电光转换的半导体光源，的半导体光源，目前主要采用半导体激光器（目前主要采用半导体激光器（LDLD）或半导体发）或半导体发 光二极管（光二极管（LEDLED）。）。（1）光发射机的主要作用光发射机的主要作用(a)半导体发光二极管（LED）(b)半导体激光器（LD）19 光脉冲信号光脉冲信号被按照一定的角度送入光纤被按照一定的角度送入光纤 线路中经过多次线路中经

24、过多次折射和反射折射和反射仍然在其中传输，仍然在其中传输，而且损耗很少。而且损耗很少。（2 2）光脉冲信号的传输）光脉冲信号的传输20 光接收机的主要作用是将光纤送过来的光接收机的主要作用是将光纤送过来的 微弱光信号转换成电信号微弱光信号转换成电信号，然后经过对电信，然后经过对电信 号的放大等处理以后，使其恢复为原来的脉号的放大等处理以后，使其恢复为原来的脉 码调制信号码调制信号送入电接收机送入电接收机。光接收机中的重。光接收机中的重 要部件是能够完成要部件是能够完成 光光/电转换电转换任务的光电检任务的光电检 测器，测器，目前主要采用光电二极管（目前主要采用光电二极管（PINPIN）和）和

25、雪崩光电二极管（雪崩光电二极管（APDAPD）。）。（3 3）光接收机的主要作用）光接收机的主要作用各种光电检测器实例图各种光电检测器实例图 21 为了保证通信质量，为了保证通信质量，在收发端机之间适当距离上在收发端机之间适当距离上必须设有光中继器。必须设有光中继器。光纤通信中光纤通信中光中继器的形式主要光中继器的形式主要有两种，有两种，一种是光电光转换式的中继器一种是光电光转换式的中继器，另一种另一种是在光信号上直接放大的光放大器。是在光信号上直接放大的光放大器。光纤通信虽然有如此多的优点，但光纤通信虽然有如此多的优点，但目前其实际应目前其实际应用仅是其潜在能力的用仅是其潜在能力的2 2左右

26、，左右，尚有巨大的潜力等待尚有巨大的潜力等待人们去开发利用。因此，光纤通信技术正向更高水平、人们去开发利用。因此，光纤通信技术正向更高水平、更高阶段方向发展。更高阶段方向发展。（4 4）光中继器）光中继器225.5 无线传输系统无线传输系统 无线传输系统就是利用无线电磁波来解决信息传无线传输系统就是利用无线电磁波来解决信息传输问题的系统，如输问题的系统，如微波传输系统，卫星传输系统微波传输系统，卫星传输系统。无。无线媒体不使用电缆或光学导体，大多数情况下，地球线媒体不使用电缆或光学导体，大多数情况下，地球的大气就是数据的物理通路。无线传输最适合于难以的大气就是数据的物理通路。无线传输最适合于难

27、以布线的场合或远程通信中，同时，布线的场合或远程通信中，同时，采用无线传输便于采用无线传输便于终端的移动，终端的移动，例如给我们带来极大方便的移动电话就例如给我们带来极大方便的移动电话就是采用无线传输方式。是采用无线传输方式。无线通信有无线通信有三种主要类型：三种主要类型：无无线电通信、微波通信和卫星通信。线电通信、微波通信和卫星通信。23 从理论上讲，无线电波可以穿透墙壁，可以到达从理论上讲，无线电波可以穿透墙壁，可以到达普通网络线缆无法到达的地方。但使用无线电时，需普通网络线缆无法到达的地方。但使用无线电时，需考虑的一个重要问题便是电磁波频率的范围是相当有考虑的一个重要问题便是电磁波频率的

28、范围是相当有限的，其中的大部分已被电视、广播以及重要的政府限的，其中的大部分已被电视、广播以及重要的政府和军队通信系统占用。因此，只有一部分留给民用通和军队通信系统占用。因此，只有一部分留给民用通信系统使用。信系统使用。1.1.无线频谱无线频谱24中国无线电频率分配中国无线电频率分配名称名称甚低频甚低频低频低频中频中频高频高频甚高频甚高频超高频超高频特高频特高频极高频极高频符号符号VlFVlFLFLFMFMFHFHFVHFVHFUHFUHFSHFSHFEHFEHF频率频率3-30KHZ3-30KHZ30-30-300KHZ300KHZ0.3-0.3-3MHZ 3MHZ 3-3-30MHZ30M

29、HZ30-300 MHZ30-300 MHZ0.3-3 GHZ0.3-3 GHZ3-30 GHZ3-30 GHZ30-300 30-300 GHZGHZ波段波段超长波超长波长波长波中波中波短波短波米波米波分米波分米波厘米波厘米波毫米波毫米波波长波长1KKm-1KKm-10Km 10Km 10Km-10Km-1Km 1Km 1Km-1Km-100m100m100m-100m-10m10m10m-1m10m-1m1m-0.1m1m-0.1m10cm-1cm 10cm-1cm 10mm-10mm-1mm1mm传播传播 特性特性空间波空间波 为主为主地波地波为主为主地波与地波与 天波天波天波与天波与地

30、波地波空间波空间波空间波空间波空间波空间波空间波空间波主要主要 用途用途海岸潜海岸潜艇通信，艇通信，远距离，远距离，超远距超远距离导航。离导航。越洋通越洋通信，中信，中距离，距离，地下岩地下岩层通信，层通信，远距离远距离导航。导航。船用通船用通信，业信，业余无线余无线电通信。电通信。移动通移动通信，中信，中距离导距离导航。航。远距离远距离短波通短波通信，国信，国际定点际定点通信。通信。电离层散射电离层散射（30-30-60MHZ60MHZ）,流流星余通信，星余通信，人造电离层人造电离层通信，通信，30-30-144MHZ144MHZ），），对空间飞行对空间飞行体通信，移体通信，移动通信。动通信

31、。小容量微波中小容量微波中继通信，继通信，（352-352-420MHZ420MHZ），），对流层散射通对流层散射通信，（信，（0.7-0.7-10KMZ 10KMZ ）中）中容量微波通信容量微波通信（1.7-1.7-2.4KMHZ2.4KMHZ）.大容量微波中大容量微波中继通信继通信，（3600-3600-4200MHZ4200MHZ）、）、（5.85-5.85-8.5KMHZ)8.5KMHZ)，数，数字通信、卫字通信、卫星通信，国星通信，国际海事卫星际海事卫星通信（通信（1.5-1.5-1.6KMHZ1.6KMHZ）再入大气再入大气层的通信，层的通信，波导通信波导通信251.1.极低频极低

32、频ELFELF：3-303-30赫兹赫兹(3Hz(3Hz30Hz)30Hz)，极长波，极长波100,000 100,000 千米千米 10,000 10,000千米，千米，潛潛艇通艇通訊訊或直接转换成声音；或直接转换成声音；2.2.超低频超低频SLFSLF：3030300 300 赫赫茲茲(30Hz(30Hz300Hz)300Hz)，超长波超长波 10,00010,000千米千米1,0001,000千米，直接转换成声音或交流输千米，直接转换成声音或交流输 电系统（电系统（50-6050-60赫兹赫兹)；3.3.特低频特低频ULFULF：30030030003000赫赫茲茲(300Hz(300H

33、z3KHz)3KHz)，特长波特长波 1,0001,000千米千米 100 100千米，千米，礦場礦場通通訊訊或直接转换成声音；或直接转换成声音；4.4.甚低频甚低频VLFVLF：3 33030千赫千赫(3KHz(3KHz30KHz)30KHz)，甚长波，甚长波100100千米千米 10 10千米，直接转换成声音、超声、地球物理千米，直接转换成声音、超声、地球物理學學研究；研究；5.5.低低頻頻 LFLF：3030300 300 千赫千赫(30KHz(30KHz300KHz)300KHz)，长波长波1010千米千米 1 1千米千米 國際廣國際廣播、全向信播、全向信標標；无线频谱应用分配无线频谱

34、应用分配266.6.中频中频 MFMF：30030030003000千赫千赫(300KHz(300KHz3MHz)3MHz)，中波，中波 1 1千米千米 100 100米米 調調幅幅(AM)(AM)广播、全向信广播、全向信標標、海事及航空通、海事及航空通訊訊；7.7.高高頻頻 HFHF：3 330 30 兆赫兆赫(3MHz(3MHz30MHz)30MHz)，短波，短波100100米米 10 10米，米，短波、民用短波、民用電臺電臺 ；8.8.甚高频甚高频VHFVHF：3030300 300 兆赫兆赫(30MHz(30MHz300MHz)300MHz)，米波米波 1010米米1 1 米米 調頻調

35、頻(FM)(FM)廣廣播、播、電視廣電視廣播、航空通播、航空通訊訊；9.9.特高频特高频UHFUHF：3003003000 3000 兆赫兆赫(300MHz(300MHz3GHz)3GHz)，分米波，分米波1 1米米 100 100毫米毫米 電視廣電視廣播、播、無線電話無線電話通通訊訊、無線網絡無線網絡、微波、微波爐爐；10.10.超高频超高频SHFSHF：3 330 30 吉赫吉赫(3GHz(3GHz30GHz)30GHz)，厘米波，厘米波 100100毫米毫米 1010毫米毫米 無線網絡無線網絡、雷、雷達達、人造、人造衛衛星接收；星接收；11.11.极高频极高频EHFEHF：3030300

36、300吉赫吉赫(30GHz(30GHz300GHz)300GHz)，毫米波，毫米波 1010毫米毫米 1 1毫米毫米 射射電電天文天文學學、遙遙感、人感、人體掃體掃瞄安瞄安檢儀檢儀。272.2.移动网频率移动网频率 目前我国为公众移动网频率有：目前我国为公众移动网频率有：CDMACDMA：825MHz825MHz835MHz/870MHz835MHz/870MHz880MHz880MHz；GSMGSM：885MHz885MHz915MHz/930MHz915MHz/930MHz960MHz960MHz；GSMGSM：1710MHz1710MHz1755MHz/1805MHz1755MHz/18

37、05MHz1850MHz1850MHz，共计共计2 289MHz89MHz的频率。的频率。其中其中中国移动中国移动GSMGSM网络拥有网络拥有2 249MHz49MHz，中国联通，中国联通GSMGSM网有网有2 215MHz15MHz以及以及CDMACDMA网的网的2 24MHz4MHz。相比之下，相比之下，CDMACDMA网网络的频谱利用率要远远高于络的频谱利用率要远远高于GSMGSM网络。同时，我国也为移网络。同时，我国也为移动网络的未来演进做了准备，动网络的未来演进做了准备，为为3G3G网络划分了大量的频网络划分了大量的频率资源，包括率资源，包括FDDFDD模式的模式的2 230MH+2

38、30MH+260MHz(CDMA 200060MHz(CDMA 2000系系统和统和WCDMAWCDMA系统系统)以及为以及为我国我国TDTDSCDMASCDMA预留的预留的155MHz155MHz频段频段，还包括还包括2 220M20M的的3G3G卫星接入频段。卫星接入频段。28TD-SCDMATD-SCDMA是英文是英文Time Division-Synchronous Code Division Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access Multiple Access（时分同步码分多址）（时分同步码分多址）的简称，中国

39、提的简称，中国提 出的第三代移动通信标准出的第三代移动通信标准(简称简称3G)3G)，也是，也是ITUITU批准的三个批准的三个 3G3G标准中的一个，以我国知识产权为主的、被国际上广泛标准中的一个，以我国知识产权为主的、被国际上广泛 接受和认可的无线通信国际标准。是我国电信史上重要的接受和认可的无线通信国际标准。是我国电信史上重要的 里程碑。里程碑。CDMA2000CDMA2000也称为也称为CDMA Multi-CarrierCDMA Multi-Carrier，由美国高通北美公司为主导提，由美国高通北美公司为主导提 出，出，摩托罗拉摩托罗拉、LucentLucent和後来加入的韩国三星都

40、有参与，和後来加入的韩国三星都有参与，韩国韩国现在现在 成为该标准的主导者。成为该标准的主导者。W-CDMAW-CDMA（宽带码分多址）是一个（宽带码分多址）是一个ITUITU(国际电信联盟国际电信联盟)标准，它是从码分标准，它是从码分 多址（多址（CDMACDMA）演变来的，从官方看被认为是）演变来的，从官方看被认为是IMT-2000IMT-2000的直接扩展，的直接扩展，与现在市场上通常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备与现在市场上通常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备 提供更高的数据提供更高的数据速率速率。IMT-2000International Mobile Tele

41、com System-2000,IMT-2000International Mobile Telecom System-2000,国际移动电话系统国际移动电话系统-2000 2000 第三代移动通信系统最早于第三代移动通信系统最早于19851985年由国际电信联盟年由国际电信联盟(ITU)(ITU)提出，当时称提出，当时称 为未来公众陆地移动通信系统为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS)(FPLMTS)，19961996年更名为年更名为IMTIMT2000(2000(国际移动国际移动 通信通信2000)2000)，意即该系统工作在，意即该系统工作在2000MHz2000MHz频段，最高业务

42、速率可达频段，最高业务速率可达 2000kb/s2000kb/s，预期在，预期在20002000年左右得到商用。年左右得到商用。293.3.云雀号地球卫星云雀号地球卫星 上世纪上世纪7070年代数字年代数字微波通信系统开始投入微波通信系统开始投入使用。使用。19571957年年1010月，苏月，苏联科学家把第一颗人造联科学家把第一颗人造卫星送上天空，从而揭卫星送上天空，从而揭开了人类科学的新纪元，开了人类科学的新纪元，而微波通信和人类空间而微波通信和人类空间技术的结合产生了卫星技术的结合产生了卫星通信通信。19601960年年8 8月，美国发射了月，美国发射了“回声号回声号”卫星，这是人类卫星

43、，这是人类使用人造天体实现通信所迈出的第一步，从此，使用人造天体实现通信所迈出的第一步，从此，无线通信又无线通信又开辟了空间通信的新领域。开辟了空间通信的新领域。19651965年，世界上第一颗商业同年，世界上第一颗商业同步卫星步卫星晨鸟晨鸟上天，这标志同步卫星通信进入实用阶段。上天，这标志同步卫星通信进入实用阶段。305.6 微波传输系统微波传输系统 微波是无线电波的一种形式，当电磁波频率达到微波是无线电波的一种形式，当电磁波频率达到0.30.3300GHz300GHz时，时，可采用集中定向发射天线将电磁波可采用集中定向发射天线将电磁波集中，这就是微波通信。集中，这就是微波通信。无线电波可以

44、按照频率或波无线电波可以按照频率或波长来分类和命名。由于各波段的传播特性各异，因此，长来分类和命名。由于各波段的传播特性各异，因此，可以用于不同的通信系统。可以用于不同的通信系统。xindeqidian(4)4-6(xindeqidian(4)4-6(六周六周)311.1.基本概念基本概念 如把如把3030300300千赫称长波，千赫称长波，用于通信称长波用于通信称长波通信，把通信，把30030030003000千赫称为中千赫称为中波，用于广播，波，用于广播，称中波广播，把称中波广播，把3 33030兆赫称短波，用于通信称短波通信。如果电磁波兆赫称短波，用于通信称短波通信。如果电磁波频率再高，

45、频率再高，高于高于300MHz300MHz就称为微波，就称为微波，使用特有设备，使用特有设备，并利用这个频段的频率作载波携带信息，通过无线电波并利用这个频段的频率作载波携带信息，通过无线电波空间进行中继（接力）通信的通信方式就叫微波通信。空间进行中继（接力）通信的通信方式就叫微波通信。微波的四个波段微波的四个波段波段名称波段名称波长范围波长范围频率范围频率范围频段名称频段名称分米波分米波1m10cm0.33GHz超高频超高频(UHF)厘米波厘米波10cm1cm330GHz特高频特高频(SHF)毫米波毫米波1cm1mm30300GHz极高频极高频(EHF)亚毫米波亚毫米波1mm0.1mm3003

46、000GHz超极高频超极高频322.2.组成及过程组成及过程数字微波通信系统由数字微波通信系统由两个终端站两个终端站和和若干个中间站若干个中间站构成。构成。终端站终端站终端站终端站中间站中间站333.3.特点特点 大建筑物顶端和铁塔大建筑物顶端和铁塔上面，我们常常看到有上面，我们常常看到有锅锅状设备，那就是微波发射状设备，那就是微波发射或接收天线，或接收天线，如图所示。如图所示。微波天线为什么要架设在微波天线为什么要架设在较高的地方呢？较高的地方呢？因为微波因为微波波长短，接近于光波，是波长短，接近于光波，是直线传播，微波站之间属直线传播，微波站之间属视距通信视距通信，两站间应无障，两站间应无

47、障碍才能进行很好的通信碍才能进行很好的通信。34特点特点1.1.频带宽，传输信息容量大频带宽，传输信息容量大 信息理论表明：作为载体的无线电波，频率越高，信息理论表明：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内输送信息量就越大。微波的频率在相同时间内输送信息量就越大。微波的频率在00MHz-00MHz-300GHz300GHz之间，波长在之间，波长在10cm-10mm10cm-10mm之间，包含了分米波、之间，包含了分米波、厘米波和毫米波（厘米波和毫米波（1mm1mm10mm10mm）三个波段。相比之下，）三个波段。相比之下，微波比中波和短波的频率更高，微波比中波和短波的频率更高，相同时间内传递

48、的信相同时间内传递的信息就越多。息就越多。微波通信的优点是一条微波线路可以同时微波通信的优点是一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话开通几千、几万路电话。某一年，发生洪灾，电断、水断，就是通信没断！某一年，发生洪灾，电断、水断，就是通信没断！35 由于微由于微波大致沿直波大致沿直线传播，不线传播，不能沿地球表能沿地球表面绕射。所面绕射。所以以微波通信缺点是每隔微波通信缺点是每隔50km50km要设一个微波中继站要设一个微波中继站。微波微波通信靠几个甚至几十个微波站进行无线电波的发射和接收，通信靠几个甚至几十个微波站进行无线电波的发射和接收，进行进行接力传送接力传送达到远距离通信的目的。达到远

49、距离通信的目的。微波中继站微波中继站可以把上一站传来的微波信号经过处理后再发射到下一可以把上一站传来的微波信号经过处理后再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方。继站可以把信息传递到远方。特点特点2.2.接力通信接力通信BC中继站中继站终端站终端站A远距离地面微波中继通信系统的中继示意图远距离地面微波中继通信系统的中继示意图 364.4.发展发展 上世纪上世纪7070年代初期，随着微波通信相关技术的进年代初期，随着微波通信相关技术的进步，人们研制出了中小容量的数字微波通信系统，这步，人们研制出了中小容量

50、的数字微波通信系统，这是通信技术由模拟向数字发展的必然结果。是通信技术由模拟向数字发展的必然结果。8080年代后年代后期，出现了大容量数字微波通信系统。期，出现了大容量数字微波通信系统。数字微波的优数字微波的优点是受环境影响小，点是受环境影响小，支持中继，可以远距离传输但调支持中继，可以远距离传输但调试麻烦，受网络带宽影响。总的来说，模拟微波的图试麻烦，受网络带宽影响。总的来说，模拟微波的图象质量要好于数字微波，但是模拟微波很容易受环境象质量要好于数字微波，但是模拟微波很容易受环境和气候影响，数字微波虽然环境影响要小，但是无线和气候影响，数字微波虽然环境影响要小，但是无线传输带宽有限，要想传输