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第 15 章 现代通信技术,下一章,上一章,返回主页,15.3 卫星通信,15.4 光纤通信,15.1 现代通信技术概述,15.2 移动通信,2,15.1 现代通信技术概述,通信系统: 完成信息传输任务的系统。 按传输方式不同分类: 有线通信、无线通信。 系统组成: 发射机、信道、接收机。,3,特点: 结构简单,造价低,但操作不便,不易保密。,1. 同频单工方式 通信双方使用同一频率。 单工是指接受和发射不能同时进行。 系统图,一、无线通信方式,4,系统图,2. 双频双工方式,特点: 此法是最理想的,抗干扰能力强,但造价高。,5,3. 半双工方式,6,波长/m 30 000 3 000 3 000 50 50 10 10 1 1 0.001,频率/kHz 10 100 100 6 000 6 000 30103 30103 300103 300103 30106,用 途 电报通信 无线电广播、电报通信 无线电广播、电报通信 电视、导航、无线电广播 电视、雷达、导航、接力通信,波 段 长 波 中 波 短 波 超短波 微 波,二、电磁波的传递,无线电波分为: 长波、中波、短波、超短波、微波等。,7,5351 605 kHz(属中波)。 1 MHz 通信宽度可提供 40 个信道。 信道间隔为 25 kHz。 电磁波的传播方式 (1) 地波 沿地球表面传播(如长波、中波、依靠地波传播)。 (2) 天波 依靠空中电离层的反射进行传播(短波、中波)。 (3) 直射波 直接传播方式传播的电磁波(超短波、微波)。,我国无线电波的频率范围,8,按调制信号的不同调制方式可分为: 模拟信号的调制 数字信号的调制 按调制参数不同调制方式可分为: 振幅调制(简称调幅 AM) 频率调制(简称调频 FM) 相位调制(简称调相 PM),三、调制和解调,9,无线通信发射和接收部分原理图,发射机,接收机,载波振荡,f,调制 将低频信号搬移到高频信号上去(载波信号)。 解调 将有用信号从载波信号中分离出来。,10, 调幅(AM),1. 模拟信号的调制,高频载波信号uc, 传送信号包含在上 下两个带内,载波 本身不含任何信号。 调幅方式在无线 电广播和载波电话 中应用广泛。,低频载波信号 uM,调制后的信号 uA,11, 载波信号在调制信 号的作用下瞬时频 率发生了变化。 在电视和超短波 广播中广泛应用。 缺点:超短波只能 直线传播一、二百 公里,收视距离较短。,(2) 调频(FM),高频载波信号 uC,低频载波信号 uM,调制后的信号 uF,12,使高频载波信号的相位随低频调制信号的瞬时 值正比变化的调制方式。 调频和调相又统称为调角。调频时必然会引起 调相,调相时必然会引起调频。,(3) 调相(PM),13,2. 数字信号的调制,就是将二进制信息搬移到高频载波信号上, 调制方式可以是调频、调幅、调相。,ASK FSK PSK,14,15.2 移 动 通 信,指双方至少有一方在移动中完成的通信。 按应用环境分类 陆地、海上、空中移动通信。 按服务对象分类 民用、军用、专用移动通信。 按技术设备和服务对象综合分类 (1) 公众移动电话系统 (2) 无绳电话系统 (3) 无线寻呼系统 (4) 专用移动通信系统 (5) 无中心个人移动通信系统,15,基站1 MBS1,基站 N MBS N,一、公众移动电话系统,1. 系统组成,移动电话交换台,16,市话局,2. 网络结构,蜂窝式公众移动电话系统,17,由三部分组成: 移动电话交换局(MTSO) 各小区基站(MBS) 移动用户台(MMS) 目前国际上使用的通信系统有 美国的 AMPS 系统、 英国的 TACS 系统、 北欧的 NMT900 系统、 日本的 LMTS 系统。,蜂房式公众移动电话系统,18,第一代无绳电话(CT1) 是室内使用的,服务半径为 150 m 左右。 第二代无绳电话(CT2) 1989 年推出的数字无绳电话系统。 通信距离限定在 200 m 内。 CT2 系统的组成 手机 基站 地区管理中心 本地集中器 管理中心,二、无绳电话系统,19,无绳电话系统图,20,寻 呼 接 收 机,寻呼控制中心,是一种单向的面向公众的移动通信系统。,三、无线寻呼系统,无线寻呼系统,21,寻呼接收机 是一种便携式无线接收机,具有地址识别功能。,22,N 群,A 群,四、专用移动通信系统,只为某部门、某行业服务。 例如:军事、公安、消防、铁路、出租车等。 专用汽车调动移动通信系统(MCA)图,覆盖半径 20 30 km,23,五、无中心个人移动通信系统,1982 年推出该技术。 特点: (1) 将中心集中控制变为分散控制。 (2) 节省建网投资,提高了频率利用率。 (3) 加快了接续速度。 (4) 通信范围有限,适用于专用小系统。,专用移动通信系统的特点: (1) 所有通信均需控制中心转接。 (2) 具有数据传输、传真功能。 (3) 限时服务,最长服务时间 1 min 。,24,15.3 卫 星 通 信,是指以人造地球卫星为中继站,使地球上的各 中继站之间实现通信。 卫星通信发射频率一般为 46 GHz , 属于微波波段。 特点: (1) A、B 站互发信息 所以频率不同。 (2) 卫星中继站接收 到信号经放大后, 换一个频率再 发射出去。,f2,f3,f4,f1,卫星通信系统,25,地球自转方向 卫星飞行方向,同步轨道,全球卫星通信系统,35 786.5 km,一颗同步卫星覆盖 地球表面的 42.4%。,26,(1) 应用范围广 可传输电话、电报、传真、广播电视节目等。 (2) 通信距离远 费用与通信距离无关(与时间有关)。 (3) 覆盖面大 便于多地址连接通信,即在卫星覆盖面积内,所有地球 站可公用一颗卫星实现站与站之间的双边和多边通信。 (4) 传输容量大 通信卫星的发射频率在微波段,可供使用的频带很 宽。而且空间站可设多个转发器,可容纳的信道多。,卫星通信的优点,27,(5) 传输质量高,通信线路稳定可靠。 卫星通信的缺点 (1) 投资昂贵,要求地球站和空间站的技术含量高。 (2) 有星蚀和日凌中断现象。,28,15.4 光 纤 通 信,大规模的光缆系统: (1) 横跨大西洋的 TAT8 海底光缆系统, 总长 6 400 km。 (2) TAT9 海底光缆系统,可提供 9 万路话路。 (3) 横跨太平洋的 TPC 3/HAW4 海底光缆 系统长 9 000 km。 (4) 我国已建成了以北京为中心的,连接各省会 城市的多条光缆系统,最长为 2 400 km。,29,纤芯,由若干根导线绞制成光缆, 光缆出厂长度为 15 km。 二、光的反射和折射,涂敷层,包层,一、光纤结构,入射光,反射光,折射光,介质 2 (折射率 n2) 介质 1 (折射率 n1),n1 sin1 = n2 sin2,临界角 c 当1 c 时,2 = 90o,30,三、光在光纤中的传播,(c 为临界角),当1c 时,光波不能进入折射率低的介质 2, 而全部返回折射率高的介质 1 全反射。,折射率高,31,四、光纤通信系统图,A/D 转换,电信号转换 为光信号,弥补光波远距离 传送的损耗,光信号转换 为电信号,D/A 转换,第 15 章 结 束,下一章,上一章,返回主页,
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