第1章 通信技術(shù)入門

1、1.3 通信技術(shù)入門通信技術(shù)入門 1.3.1 通信的基本原理通信的基本原理 1.3.2 模擬通信與數(shù)字通信模擬通信與數(shù)字通信 1.3.3 光纖通信和無線通信光纖通信和無線通信 1.3.4 移動通信移動通信 2 第1章 信息技術(shù)概述 1.3.1 通信的基本原理通信的基本原理 （1） 通信系統(tǒng)的基本模型通信系統(tǒng)的基本模型 （2） 調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào) （3） 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) 3 第1章 信息技術(shù)概述 什么是通信什么是通信(communication)？ n廣而言之，通信就是信息的廣而言之，通信就是信息的(遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)距離)傳遞與交流傳遞與交流 n現(xiàn)代通信現(xiàn)代通信使用使用電波或光波傳遞信息電波

2、或光波傳遞信息的技術(shù)，也稱為電的技術(shù)，也稱為電 信（信（telecommunication），如電報(bào)、電話、傳真、電子郵），如電報(bào)、電話、傳真、電子郵 件、件、BBS、QQ等等 n通信的發(fā)展歷史：通信的發(fā)展歷史： n1836年，英國建成第一條電報(bào)線路年，英國建成第一條電報(bào)線路(Morse電報(bào)電報(bào)) n1876年，美國人年，美國人A.G.Bell研制成可供實(shí)用的電話研制成可供實(shí)用的電話 n20世紀(jì)初，馬可尼實(shí)現(xiàn)了跨越大西洋的無線電報(bào)通信世紀(jì)初，馬可尼實(shí)現(xiàn)了跨越大西洋的無線電報(bào)通信 n1918年出現(xiàn)收音機(jī)和無線電廣播年出現(xiàn)收音機(jī)和無線電廣播 n1938年第一個電視臺開始播出年第一個電視臺開始播出

3、n1940s 出現(xiàn)彩色電視出現(xiàn)彩色電視 n1960s 出現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 4 第1章 信息技術(shù)概述 對通信系統(tǒng)的一般要求對通信系統(tǒng)的一般要求 n遠(yuǎn)距離：傳輸距離要遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離：傳輸距離要遠(yuǎn) n低成本：傳輸成本要低低成本：傳輸成本要低 n高速度：從發(fā)生到接收延遲時間要短高速度：從發(fā)生到接收延遲時間要短 n可靠：傳輸?shù)男畔⒉荒苡绣e誤可靠：傳輸?shù)男畔⒉荒苡绣e誤 n方便：任何時間和地點(diǎn)都能通信方便：任何時間和地點(diǎn)都能通信 n安全：傳輸?shù)男畔⒁Ｃ?，不能泄漏安全：傳輸?shù)男畔⒁Ｃ?，不能泄?5 第1章 信息技術(shù)概述 通信系統(tǒng)的模型通信系統(tǒng)的模型 n通信的三要素：通信的三要素： 信信 道道信源信源(

4、宿宿)信宿信宿(源源) 信信 號號 信信 號號 n舉例舉例: 信道的任務(wù)是迅速、可靠而信道的任務(wù)是迅速、可靠而 準(zhǔn)確地將信號從信源傳輸?shù)綔?zhǔn)確地將信號從信源傳輸?shù)?信宿信宿 被傳輸?shù)男畔⒍急仨氁员粋鬏數(shù)男畔⒍急仨氁?某種電某種電(或光或光)信號的形信號的形 式才能進(jìn)行傳輸式才能進(jìn)行傳輸 發(fā)送信息發(fā)送信息 的設(shè)備的設(shè)備 接收信息接收信息 的設(shè)備的設(shè)備 有線電話有線電話移動電話移動電話計(jì)算機(jī)通信計(jì)算機(jī)通信 信源信源/信宿信宿電話座機(jī)電話座機(jī)手機(jī)手機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 信號信號話音經(jīng)電話機(jī)轉(zhuǎn)話音經(jīng)電話機(jī)轉(zhuǎn) 換成為變化的電換成為變化的電 流信號流信號 話音經(jīng)電話機(jī)轉(zhuǎn)換成為話音經(jīng)電話機(jī)轉(zhuǎn)換成為 壓縮編碼后的數(shù)字

5、信號壓縮編碼后的數(shù)字信號 編碼、打包后的數(shù)字信編碼、打包后的數(shù)字信 號號 信道信道電話線和中繼器電話線和中繼器 等傳輸設(shè)備等傳輸設(shè)備 無線電波、基站等無線電波、基站等雙絞線、集線器、路由雙絞線、集線器、路由 器、光纖等器、光纖等 6 第1章 信息技術(shù)概述 模擬信號與數(shù)字信號模擬信號與數(shù)字信號 n通信系統(tǒng)中被傳輸?shù)男畔⒈仨氜D(zhuǎn)換成某種電信號通信系統(tǒng)中被傳輸?shù)男畔⒈仨氜D(zhuǎn)換成某種電信號(或光信號或光信號) 才能進(jìn)行傳輸才能進(jìn)行傳輸 t 數(shù)字信號數(shù)字信號 信號信號 強(qiáng)度強(qiáng)度 模擬信號模擬信號 信號信號 強(qiáng)度強(qiáng)度 t n電信號電信號(或光信號或光信號) 有兩種形式：有兩種形式： n模擬信號形式模擬信號形式

6、: 通過連續(xù)變化的物理通過連續(xù)變化的物理 量（如信號的幅度）來表示信息，例量（如信號的幅度）來表示信息，例 如人們打電話或者播音員播音時聲音如人們打電話或者播音員播音時聲音 經(jīng)話筒經(jīng)話筒(麥克風(fēng)麥克風(fēng))轉(zhuǎn)換得到的電信號；轉(zhuǎn)換得到的電信號； n數(shù)字信號形式數(shù)字信號形式: 使用有限個狀態(tài)使用有限個狀態(tài)(一般一般 是是2個狀態(tài)個狀態(tài))來表示（編碼）信息，例來表示（編碼）信息，例 如電報(bào)機(jī)、傳真機(jī)和計(jì)算機(jī)發(fā)出的信如電報(bào)機(jī)、傳真機(jī)和計(jì)算機(jī)發(fā)出的信 號都是數(shù)字信號號都是數(shù)字信號 7 第1章 信息技術(shù)概述 模擬信號如何傳輸？模擬信號如何傳輸？ n近距離傳輸：近距離傳輸： n直接傳輸直接傳輸 (如：如：MP3

7、播放器播放器 耳機(jī)耳機(jī) ；計(jì)算機(jī)輸出信號；計(jì)算機(jī)輸出信號 投影儀投影儀) n遠(yuǎn)距離傳輸：遠(yuǎn)距離傳輸： n通過通過載波載波來傳輸模擬信號來傳輸模擬信號(如：廣播電臺如：廣播電臺收音機(jī)收音機(jī)) n什么是什么是載波載波？ n研究發(fā)現(xiàn)，高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他研究發(fā)現(xiàn)，高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他 信號傳送得更遠(yuǎn)。因此若把高頻振蕩的正弦波信號作為攜帶信信號傳送得更遠(yuǎn)。因此若把高頻振蕩的正弦波信號作為攜帶信 息的息的載波，載波，把模擬信號放在把模擬信號放在(調(diào)制調(diào)制在在)載波上傳輸，則可比直接載波上傳輸，則可比直接 傳輸遠(yuǎn)得多傳輸遠(yuǎn)得多 8 第1章 信息技術(shù)概述 模擬

8、信號如何進(jìn)行載波傳輸？模擬信號如何進(jìn)行載波傳輸？ 三種調(diào)制方法三種調(diào)制方法 調(diào)制后的調(diào)制后的 載波信號載波信號 傳輸傳輸 信號信號 調(diào)制器調(diào)制器 載波信號載波信號 調(diào)制后的調(diào)制后的 載波信號載波信號 傳輸傳輸 信號信號 解調(diào)器解調(diào)器 載波信號載波信號 調(diào)制信號調(diào)制信號 (連續(xù)信號連續(xù)信號) 調(diào)幅調(diào)幅(AM) 調(diào)頻調(diào)頻(FM) 調(diào)相調(diào)相(PM) 載波信號載波信號 (高頻正弦波高頻正弦波) 實(shí)現(xiàn)信號調(diào)制與解調(diào)的設(shè)備分別稱為實(shí)現(xiàn)信號調(diào)制與解調(diào)的設(shè)備分別稱為“調(diào)制器調(diào)制器”和和“解調(diào)器解調(diào)器”： 9 第1章 信息技術(shù)概述 數(shù)字信號如何傳輸？數(shù)字信號如何傳輸？ n近距離傳輸方法近距離傳輸方法基帶傳輸基帶

9、傳輸 n近距離傳輸時：不加處理直接進(jìn)行（如：近距離傳輸時：不加處理直接進(jìn)行（如：USB連接）連接） n較長距離傳輸：需作碼型轉(zhuǎn)換（如：以太網(wǎng)中傳輸數(shù)字信號）較長距離傳輸：需作碼型轉(zhuǎn)換（如：以太網(wǎng)中傳輸數(shù)字信號） 二進(jìn)位信號的二進(jìn)位信號的 不歸零制不歸零制(NRZ)編碼編碼 0 0 1 1 0 1 雙絞線雙絞線 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) NRZ 碼碼 曼徹斯特曼徹斯特 編碼編碼碼型碼型 變換器變換器 碼型碼型 變換器變換器 曼徹斯特曼徹斯特 編碼編碼 NRZ 碼碼 （網(wǎng)卡）（網(wǎng)卡）（網(wǎng)卡）（網(wǎng)卡） 含有直流成分，含有直流成分， 不便于同步，不不便于同步，不 適合直接傳輸適合直接傳輸 平均直流電平

10、為平均直流電平為0， 電平的變化可作電平的變化可作 為同步信號為同步信號 二進(jìn)位信號的二進(jìn)位信號的 曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼 電平從低電平從低 到高表示到高表示 0,從高到從高到 低表示低表示1 n遠(yuǎn)距離傳輸方法遠(yuǎn)距離傳輸方法通過載波來傳輸數(shù)字信號通過載波來傳輸數(shù)字信號(頻帶傳輸頻帶傳輸) 10 第1章 信息技術(shù)概述 數(shù)字信號的三種調(diào)制方法數(shù)字信號的三種調(diào)制方法 幅移鍵控幅移鍵控 頻移鍵控頻移鍵控 調(diào)制信號調(diào)制信號 (兩個狀態(tài)兩個狀態(tài)) 相移鍵控相移鍵控 載波信號載波信號 (高頻正弦波高頻正弦波) 數(shù)字調(diào)制、解調(diào)器：數(shù)字調(diào)制、解調(diào)器： 調(diào)制后的調(diào)制后的 載波信號載波信號 傳輸傳輸 信號信號 解

11、調(diào)器解調(diào)器 載波信號載波信號 調(diào)制后的調(diào)制后的 載波信號載波信號 傳輸傳輸 信號信號 調(diào)制器調(diào)制器 載波信號載波信號 11 第1章 信息技術(shù)概述 小結(jié)小結(jié)1: 遠(yuǎn)距離通信必須使用遠(yuǎn)距離通信必須使用MODEM 通信一般是雙向進(jìn)行的，收發(fā)雙方都需要調(diào)制器與解調(diào)通信一般是雙向進(jìn)行的，收發(fā)雙方都需要調(diào)制器與解調(diào) 器，它們通常做在一起，稱為調(diào)制解調(diào)器器，它們通常做在一起，稱為調(diào)制解調(diào)器(MODEM) 信信 道道信源信源(宿宿)信宿信宿(源源) 調(diào)制后調(diào)制后 的載波的載波 信號信號 調(diào)制后調(diào)制后 的載波的載波 信號信號 調(diào)制調(diào)制 (解調(diào)解調(diào))器器 (調(diào)制調(diào)制) 解調(diào)器解調(diào)器 載波載波載波載波 信源信號通過

12、信源信號通過調(diào)調(diào) 制器制器 調(diào)整載波調(diào)整載波 的某個參數(shù)的某個參數(shù)(幅幅 度、頻率或相位度、頻率或相位) 到達(dá)目的地后，使用到達(dá)目的地后，使用 解調(diào)器解調(diào)器把載波所攜帶把載波所攜帶 的信號檢測出來，恢的信號檢測出來，恢 復(fù)為原始信號的形式復(fù)為原始信號的形式 經(jīng)過調(diào)制后的載波經(jīng)過調(diào)制后的載波 信號，攜帶著被傳信號，攜帶著被傳 輸?shù)男盘栐谛诺乐休數(shù)男盘栐谛诺乐?進(jìn)行長距離傳輸進(jìn)行長距離傳輸 12 第1章 信息技術(shù)概述 怎樣實(shí)現(xiàn)低成本傳輸？怎樣實(shí)現(xiàn)低成本傳輸？ n分析：分析： n通信系統(tǒng)中，傳輸線路的建設(shè)和維護(hù)成本占整個系統(tǒng)成本通信系統(tǒng)中，傳輸線路的建設(shè)和維護(hù)成本占整個系統(tǒng)成本 的相當(dāng)大的份額的相當(dāng)

13、大的份額 n一條傳輸線路（銅線、光纖、無線電波）的容量通常遠(yuǎn)超一條傳輸線路（銅線、光纖、無線電波）的容量通常遠(yuǎn)超 過傳輸過傳輸1路用戶信號所需的能力路用戶信號所需的能力 n采用的技術(shù)采用的技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)(Multiplexing) n多路信號使用同一條傳輸線同時進(jìn)行傳輸多路信號使用同一條傳輸線同時進(jìn)行傳輸 n方法：方法： n頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用（FDM） n時分多路復(fù)用時分多路復(fù)用（TDM） n波分多路復(fù)用（波分多路復(fù)用（WDM） 13 第1章 信息技術(shù)概述 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用(Frequency Division Multiplexing, FDM) n思想：將每個通

14、信終端發(fā)送的信號調(diào)制在不同頻率的載波上，通思想：將每個通信終端發(fā)送的信號調(diào)制在不同頻率的載波上，通 過頻分多路復(fù)用器過頻分多路復(fù)用器(MUX)將它們復(fù)合成為一個信號，然后在同一將它們復(fù)合成為一個信號，然后在同一 傳輸線路上進(jìn)行傳輸。抵達(dá)接收端之后，借助分路器傳輸線路上進(jìn)行傳輸。抵達(dá)接收端之后，借助分路器(DEMUX)把把 不同頻率的載波分離出來，送到不同的接收設(shè)備不同頻率的載波分離出來，送到不同的接收設(shè)備 n工作原理：工作原理： DEMUX MUX 共享的傳輸信道共享的傳輸信道 載波頻率載波頻率f1 調(diào)制調(diào)制 調(diào)制調(diào)制 載波頻率載波頻率fn 載波頻率載波頻率f1 解調(diào)解調(diào) 解調(diào)解調(diào) 載波頻率載

15、波頻率fn f 將不同頻率將不同頻率 的載波信號的載波信號 合成在一起合成在一起 使用一組濾波器使用一組濾波器 分解出不同頻率分解出不同頻率 的載波信號的載波信號 14 第1章 信息技術(shù)概述 頻分多路復(fù)用舉例頻分多路復(fù)用舉例1 n廣播電臺節(jié)目的發(fā)送與接收廣播電臺節(jié)目的發(fā)送與接收 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 分路器分路器 (帶通濾波器帶通濾波器) 信號信號 發(fā)射發(fā)射 信號信號 接收接收 n常見廣播電臺使用的載波頻率常見廣播電臺使用的載波頻率 n中波中波 900 KHz(南京經(jīng)濟(jì)臺南京經(jīng)濟(jì)臺) 中波中波1008 KHz (南京新聞臺南京新聞臺) n短波短波 15.28 MHz(英國英國BBC) 短波

16、短波 15.29 MHz(VOA美國之音美國之音) n調(diào)頻調(diào)頻104.3MHz (南京體育臺南京體育臺) 調(diào)頻調(diào)頻105.8MHz(南京音樂臺南京音樂臺) 15 第1章 信息技術(shù)概述 頻分多路復(fù)用舉例頻分多路復(fù)用舉例2 n電視節(jié)目的發(fā)送與接收電視節(jié)目的發(fā)送與接收 頻道頻道 載波頻率載波頻率(MHz)(MHz)頻道頻道載波頻率載波頻率(MHz)(MHz)頻道頻道載波頻率載波頻率(MHz)(MHz) 1 187.7587.755 5123.25123.259 9230.25230.25 2 295.7595.75 6 6206.25206.251010238.25238.25 3 3103.751

17、03.757 7214.25214.251111246.25246.25 4 4115.25115.258 8222.25222.251212254.25254.25 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 器器 解調(diào)器解調(diào)器 在天空中傳輸?shù)脑谔炜罩袀鬏數(shù)?電磁波器電磁波器 電視信號電視信號 發(fā)射器發(fā)射器 電視信號電視信號 接收器接收器 電視節(jié)目電視節(jié)目 調(diào)制器調(diào)制器 載波載波1 電視圖像電視圖像 及其伴音及其伴音 調(diào)制器調(diào)制器 載波載波2 電視圖像電視圖像 及其伴音及其伴音 調(diào)制器調(diào)制器 載波載波n 電視圖像電視圖像 及其伴音及其伴音 電電 視視 調(diào)調(diào) 諧諧 器器 (分路器分路器) 16 第1章 信息技術(shù)概

18、述 時分多路復(fù)用時分多路復(fù)用(Time Division Multiplexing, TDM) n思想：各通信終端思想：各通信終端（計(jì)算機(jī)、電話計(jì)算機(jī)、電話）以規(guī)定的順序和時以規(guī)定的順序和時 間輪流使用同一傳輸線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸間輪流使用同一傳輸線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 n工作原理：工作原理： H F G E D C B A 傳輸線路傳輸線路 時間片時間片 G C 終端終端 1 終端終端 2 終端終端 3 終端終端 4 H D F B E A 多路復(fù)用器多路復(fù)用器 4 3 2 1 4 3 2 1 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) t Multiplexer 多路分路器多路分路器 終端甲終端甲 終端乙終端乙 終端丙終端丙 終端丁

19、終端丁 E A F B G C H D Demultiplexer 17 第1章 信息技術(shù)概述 同步和異步時分多路復(fù)用同步和異步時分多路復(fù)用 A B C D 待發(fā)數(shù)據(jù)待發(fā)數(shù)據(jù) t1 t2 t3 A1B1C2B2 周期周期1周期周期2 異步異步TDM 節(jié)省帶寬節(jié)省帶寬 A1B1C1D1C2D2A2B2 周期周期1周期周期2 同步同步TDM 浪費(fèi)浪費(fèi) 異步異步TDM的條件：發(fā)送信息中必須包含的條件：發(fā)送信息中必須包含 接收設(shè)備的地址！接收設(shè)備的地址！ 18 第1章 信息技術(shù)概述 小結(jié)小結(jié)2: 多路復(fù)用可以降低通信成本多路復(fù)用可以降低通信成本 n通信系統(tǒng)的原理示意圖通信系統(tǒng)的原理示意圖 復(fù)用復(fù)用 （

20、分路（分路 信道信道 信源信源 （宿）（宿） 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 信源信源 （宿）（宿） 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 信源信源 （宿）（宿） 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 復(fù)用復(fù)用 （分路（分路 信源信源 （宿）（宿） 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 信源信源 （宿）（宿） 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 信源信源 （宿）（宿） 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 多路復(fù)用技術(shù)使得成千上多路復(fù)用技術(shù)使得成千上 萬路通信可以在同一條傳萬路通信可以在同一條傳 輸線上同時進(jìn)行，大大節(jié)輸線上同時進(jìn)行，大大節(jié) 省了通信成本省了通信成本 頻分多路、時分多路和波頻分多路、時分多路和波 分多路等技術(shù)可以同時使分多路等技術(shù)可以同時使 用，以提高復(fù)用效率用，

21、以提高復(fù)用效率 19 第1章 信息技術(shù)概述 1.3.2 模擬通信與數(shù)字通信模擬通信與數(shù)字通信 （1） 模擬通信模擬通信 （2） 數(shù)字通信數(shù)字通信 （3） 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng) 20 第1章 信息技術(shù)概述 模擬通信模擬通信 n信源產(chǎn)生的模擬信號直接進(jìn)行傳輸或者通過對載波調(diào)制信源產(chǎn)生的模擬信號直接進(jìn)行傳輸或者通過對載波調(diào)制 后進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)稱為后進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)稱為模擬通信技術(shù)模擬通信技術(shù) n應(yīng)用：應(yīng)用： n(傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的)有線載波電話有線載波電話 n無線電廣播無線電廣播 n電視（衛(wèi)星電視、數(shù)字有線電視除外）電視（衛(wèi)星電視、數(shù)字有線電視除外） n優(yōu)點(diǎn)：歷史長，技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，成本低優(yōu)

22、點(diǎn)：歷史長，技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，成本低 n缺點(diǎn)：在信號的調(diào)制和傳輸過程中易受噪聲干擾，傳輸缺點(diǎn)：在信號的調(diào)制和傳輸過程中易受噪聲干擾，傳輸 質(zhì)量不夠穩(wěn)定質(zhì)量不夠穩(wěn)定 n趨勢：已經(jīng)越來越多地被數(shù)字通信所取代趨勢：已經(jīng)越來越多地被數(shù)字通信所取代 21 第1章 信息技術(shù)概述 模擬通信技術(shù)應(yīng)用舉例（模擬通信技術(shù)應(yīng)用舉例（1） n傳統(tǒng)的有線載波電話傳統(tǒng)的有線載波電話 使用對稱電纜或同軸電纜，前者使用對稱電纜或同軸電纜，前者 每一對線可傳輸每一對線可傳輸60路電話，后路電話，后 者可提供成千上萬個話路者可提供成千上萬個話路 多路復(fù)用多路復(fù)用(分路分路)器器 傳輸線路傳輸線路 (中繼線和長途線中繼線和長途線

23、) MODEM 載波載波1 MODEM 載波載波2 MODEM 載波載波n 多路復(fù)用多路復(fù)用(分路分路)器器 MODEM 載波載波1 MODEM 載波載波2 MODEM 載波載波n 本地交換機(jī)本地交換機(jī) 長途交換機(jī)長途交換機(jī) 本地交換機(jī)本地交換機(jī) 中繼線中繼線 用戶線用戶線 中繼線中繼線 長途線長途線 長途交換機(jī)長途交換機(jī) 用戶線用戶線 電子開關(guān)電子開關(guān) 2x2交換機(jī)原理交換機(jī)原理 22 第1章 信息技術(shù)概述 模擬通信技術(shù)應(yīng)用舉例（模擬通信技術(shù)應(yīng)用舉例（2） n電話撥號上網(wǎng)電話撥號上網(wǎng): 利用模擬傳輸技術(shù)傳輸數(shù)字信號利用模擬傳輸技術(shù)傳輸數(shù)字信號 23 第1章 信息技術(shù)概述 模擬通信技術(shù)應(yīng)用舉例

24、（模擬通信技術(shù)應(yīng)用舉例（2） n家庭計(jì)算機(jī)用戶通過電話撥號接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)家庭計(jì)算機(jī)用戶通過電話撥號接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 調(diào)制解調(diào)器把計(jì)算機(jī)送出的調(diào)制解調(diào)器把計(jì)算機(jī)送出的 數(shù)字信號數(shù)字信號,采用數(shù)字調(diào)制采用數(shù)字調(diào)制(頻頻 移鍵控或相移鍵控移鍵控或相移鍵控)的方法的方法, 調(diào)制成為適合于在用戶電話調(diào)制成為適合于在用戶電話 線上傳輸?shù)囊纛l模擬信號線上傳輸?shù)囊纛l模擬信號 因特網(wǎng)服務(wù)提供商把因特網(wǎng)服務(wù)提供商把 接收到的模擬信號，接收到的模擬信號， 通過解調(diào)器恢復(fù)成數(shù)通過解調(diào)器恢復(fù)成數(shù) 字信號送給計(jì)算機(jī)字信號送給計(jì)算機(jī) n目前電話上網(wǎng)的最高傳輸速率：目前電話上網(wǎng)的最高傳輸速率： 56Kbps 因特網(wǎng)服務(wù)提供商因

25、特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)(ISP) 家庭用戶家庭用戶 音頻模擬信號在本音頻模擬信號在本 地電話網(wǎng)中，采用地電話網(wǎng)中，采用 模擬傳輸技術(shù)進(jìn)行模擬傳輸技術(shù)進(jìn)行 傳輸傳輸 24 第1章 信息技術(shù)概述 什么是數(shù)字通信？什么是數(shù)字通信？ n將信源產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（或信源直接產(chǎn)將信源產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（或信源直接產(chǎn) 生數(shù)字信號）之后，直接進(jìn)行傳輸或通過用數(shù)字信號對生數(shù)字信號）之后，直接進(jìn)行傳輸或通過用數(shù)字信號對 載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制來傳輸信息的技術(shù)稱為載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制來傳輸信息的技術(shù)稱為數(shù)字通信數(shù)字通信 n數(shù)字通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： n抗干擾能力強(qiáng)，差錯可控制，無噪聲積累，

26、傳輸質(zhì)量高抗干擾能力強(qiáng)，差錯可控制，無噪聲積累，傳輸質(zhì)量高 n靈活性好，能適應(yīng)多種應(yīng)用需求，聲音、圖像、數(shù)據(jù)均可傳輸靈活性好，能適應(yīng)多種應(yīng)用需求，聲音、圖像、數(shù)據(jù)均可傳輸 n傳輸?shù)臄?shù)字信號可以直接由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲、管理和處理傳輸?shù)臄?shù)字信號可以直接由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲、管理和處理 n數(shù)字信號的加密比模擬信號容易，所以通信的安全性高數(shù)字信號的加密比模擬信號容易，所以通信的安全性高 n數(shù)字電路容易用超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，有利于通信設(shè)備的小數(shù)字電路容易用超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，有利于通信設(shè)備的小 型化、微型化，也降低了功耗型化、微型化，也降低了功耗 25 第1章 信息技術(shù)概述 數(shù)字通信采用的技術(shù)數(shù)字通信采用

27、的技術(shù) n數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制/解調(diào)技術(shù)解調(diào)技術(shù) n調(diào)幅；調(diào)頻；調(diào)相調(diào)幅；調(diào)頻；調(diào)相 n多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) n時分多路；頻分多路；波分多路時分多路；頻分多路；波分多路 n交換技術(shù)交換技術(shù) n電路交換；分組交換電路交換；分組交換 n模模-數(shù)和數(shù)數(shù)和數(shù)-模轉(zhuǎn)換技術(shù)；模轉(zhuǎn)換技術(shù)； n數(shù)字編碼和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)數(shù)字編碼和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) 26 第1章 信息技術(shù)概述 數(shù)字通信技術(shù)應(yīng)用舉例（數(shù)字通信技術(shù)應(yīng)用舉例（1） n當(dāng)今長途電話系統(tǒng)的中繼通信當(dāng)今長途電話系統(tǒng)的中繼通信 PCM 編碼器編碼器 PCM 解碼器解碼器 PCM 編碼器編碼器 PCM 解碼器解碼器 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用 器器 分分 路路 器器 光纖

28、傳輸線路光纖傳輸線路 (中繼線和長途線中繼線和長途線) （本地電話局）（本地電話局）（本地電話局）（本地電話局） （用戶線）（用戶線）（用戶線）（用戶線） 數(shù)字傳輸技術(shù)數(shù)字傳輸技術(shù) 模擬傳輸技術(shù)模擬傳輸技術(shù)模擬傳輸技術(shù)模擬傳輸技術(shù) 模擬聲音信號在需要進(jìn)模擬聲音信號在需要進(jìn) 行遠(yuǎn)距離傳輸之前，先行遠(yuǎn)距離傳輸之前，先 使用使用PCM編碼器變換編碼器變換 為數(shù)字信號形式（此過為數(shù)字信號形式（此過 程稱為程稱為“數(shù)字化數(shù)字化”） 接收方所在地區(qū)的交換接收方所在地區(qū)的交換 局使用解碼器把數(shù)字信局使用解碼器把數(shù)字信 號還原成模擬聲音信號號還原成模擬聲音信號 后，由用戶線傳輸至接后，由用戶線傳輸至接 聽方的

29、電話機(jī)聽方的電話機(jī) 數(shù)字信號經(jīng)調(diào)制和復(fù)數(shù)字信號經(jīng)調(diào)制和復(fù) 用后，通過光纖傳輸用后，通過光纖傳輸 到接收方所在地區(qū)的到接收方所在地區(qū)的 交換局，再經(jīng)解調(diào)和交換局，再經(jīng)解調(diào)和 分路處理，恢復(fù)為數(shù)分路處理，恢復(fù)為數(shù) 字信號字信號 27 第1章 信息技術(shù)概述 補(bǔ)充：補(bǔ)充：PCM編碼編碼 nPCM（脈沖編碼調(diào)制）原理：將模擬信號按時間間隔（脈沖編碼調(diào)制）原理：將模擬信號按時間間隔T 取樣，再把取樣得到的每一個樣本用二進(jìn)制整數(shù)表示取樣，再把取樣得到的每一個樣本用二進(jìn)制整數(shù)表示 A t 0 5 10 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 T 樣本樣本 取樣周期取樣周期 樣本樣本量化值量化值 P

30、CM碼碼樣本樣本量化值量化值 PCM碼碼 1 3 0011 2 8 1000 3 10 1010 4 9 1001 5 6 0110 6 4 0100 7 4 0100 8 3 0011 9 3 0011 10 4 0100 11 4 0100 12 6 0110 nPCM編碼的結(jié)果，編碼的結(jié)果， 就是將模擬信號就是將模擬信號 轉(zhuǎn)換成為一組數(shù)轉(zhuǎn)換成為一組數(shù) 字信號字信號 28 第1章 信息技術(shù)概述 數(shù)字通信技術(shù)應(yīng)用舉例（數(shù)字通信技術(shù)應(yīng)用舉例（2） n衛(wèi)星電視數(shù)字傳輸：用數(shù)字傳輸技術(shù)傳輸模擬信號衛(wèi)星電視數(shù)字傳輸：用數(shù)字傳輸技術(shù)傳輸模擬信號 數(shù)字傳輸技術(shù)數(shù)字傳輸技術(shù) 數(shù)字?jǐn)?shù)字 調(diào)制調(diào)制 數(shù)字?jǐn)?shù)字

31、解調(diào)解調(diào) 編碼器編碼器解碼器解碼器 在空中傳輸在空中傳輸 的電磁波器的電磁波器 電視信號電視信號 發(fā)射器發(fā)射器 電視信號電視信號 接收器接收器 載波載波 載波載波 電視圖像電視圖像 及其伴音及其伴音 電視機(jī)電視機(jī) 數(shù)字信號經(jīng)調(diào)制和復(fù)數(shù)字信號經(jīng)調(diào)制和復(fù) 用后由天線發(fā)送至衛(wèi)用后由天線發(fā)送至衛(wèi) 星，再由衛(wèi)星進(jìn)行轉(zhuǎn)星，再由衛(wèi)星進(jìn)行轉(zhuǎn) 發(fā)，被衛(wèi)星地面接收發(fā)，被衛(wèi)星地面接收 站所接收站所接收 電視臺的節(jié)目在發(fā)送到電視臺的節(jié)目在發(fā)送到 衛(wèi)星去傳輸之前，先要衛(wèi)星去傳輸之前，先要 把圖像和伴音信號進(jìn)行把圖像和伴音信號進(jìn)行 數(shù)字化，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)字化，還要進(jìn)行數(shù)據(jù) 壓縮壓縮 地面站對接收到的信號地面站對接收到的信

32、號 進(jìn)行解調(diào)、解碼后恢復(fù)進(jìn)行解調(diào)、解碼后恢復(fù) 為模擬信號，再經(jīng)由有為模擬信號，再經(jīng)由有 線電視電纜送到用戶電線電視電纜送到用戶電 視機(jī)上播放視機(jī)上播放 29 第1章 信息技術(shù)概述 小結(jié)：數(shù)字通信系統(tǒng)的模型小結(jié)：數(shù)字通信系統(tǒng)的模型 發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端 信信 源源 信道編碼信道編碼 調(diào)制與復(fù)用調(diào)制與復(fù)用 信信 道道 壓縮編碼壓縮編碼 解調(diào)與分路解調(diào)與分路 信信 宿宿 解解 密密 信道解碼信道解碼 解壓縮解壓縮 加密編碼加密編碼 噪聲噪聲 信源編碼信源編碼 信源解碼信源解碼 為了進(jìn)為了進(jìn) 行可靠行可靠 的傳輸?shù)膫鬏?為了高效率地為了高效率地 進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸 30 第1章 信息技術(shù)概述

33、 數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) n數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率(簡稱數(shù)據(jù)速率簡稱數(shù)據(jù)速率, data rate) n指實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時單位時間內(nèi)傳送的二進(jìn)位數(shù)目指實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時單位時間內(nèi)傳送的二進(jìn)位數(shù)目 n計(jì)量單位：計(jì)量單位： “位位/秒秒”(bps) 、“千位千位/秒秒”(kbps) 、“兆位兆位/秒秒”(Mbps) 或或“千兆位千兆位/秒秒”(Gbps)等等 n信道帶寬信道帶寬(也稱為信道容量也稱為信道容量, bandwidth) n一個信道允許的最大數(shù)據(jù)傳輸速率一個信道允許的最大數(shù)據(jù)傳輸速率 n信道帶寬與采用的傳輸介質(zhì)、傳輸距離、多路復(fù)用方法、調(diào)制解調(diào)方法信道帶

34、寬與采用的傳輸介質(zhì)、傳輸距離、多路復(fù)用方法、調(diào)制解調(diào)方法 等密切相關(guān)等密切相關(guān) n誤碼率誤碼率(error rate) n指數(shù)據(jù)傳輸中規(guī)定時間內(nèi)出錯數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例指數(shù)據(jù)傳輸中規(guī)定時間內(nèi)出錯數(shù)據(jù)占被傳輸數(shù)據(jù)總數(shù)的比例 n端端延遲端端延遲(end-end delay) n指數(shù)據(jù)從信源傳送到信宿所花費(fèi)的時間。指數(shù)據(jù)從信源傳送到信宿所花費(fèi)的時間。 31 第1章 信息技術(shù)概述 1.3.3 光纖通信與無線通信光纖通信與無線通信 （1） 傳輸介質(zhì)的類型與特點(diǎn)傳輸介質(zhì)的類型與特點(diǎn) （2） 光纖通信光纖通信 （3） 無線通信無線通信 32 第1章 信息技術(shù)概述 傳輸介質(zhì)的類型與特點(diǎn)傳輸介質(zhì)的類型與特

35、點(diǎn) 介質(zhì)介質(zhì)類型類型特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用 金屬金屬 導(dǎo)體導(dǎo)體 雙絞線雙絞線成本低，易受外部高頻電磁波成本低，易受外部高頻電磁波 干擾，誤碼率較高；傳輸距離干擾，誤碼率較高；傳輸距離 有限有限 固定電話本地回固定電話本地回 路、計(jì)算機(jī)局域路、計(jì)算機(jī)局域 網(wǎng)網(wǎng) 同軸電纜同軸電纜 傳輸特性和屏蔽特性良好，可傳輸特性和屏蔽特性良好，可 作為傳輸干線長距離傳輸載波作為傳輸干線長距離傳輸載波 信號，但成本較高信號，但成本較高 固定電話中繼線固定電話中繼線 路、有線電視接路、有線電視接 入入 光導(dǎo)光導(dǎo) 纖維纖維 光纜光纜傳輸損耗小，通訊距離長，容量傳輸損耗小，通訊距離長，容量 大，大，屏蔽特性非常好，屏蔽特性非

36、常好，不易被竊不易被竊 聽，重量輕，便于運(yùn)輸和鋪設(shè)。聽，重量輕，便于運(yùn)輸和鋪設(shè)。 缺點(diǎn)是精確連接兩根光纖很困難缺點(diǎn)是精確連接兩根光纖很困難 電話、電視等通電話、電視等通 信系統(tǒng)的遠(yuǎn)程干信系統(tǒng)的遠(yuǎn)程干 線，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 的干線的干線 無線電波無線電波 微波微波 紅外線紅外線 激光激光 建設(shè)費(fèi)用低，抗災(zāi)能力強(qiáng)，容量建設(shè)費(fèi)用低，抗災(zāi)能力強(qiáng)，容量 大，無線接入使得通信更加方便大，無線接入使得通信更加方便. . 但易被竊聽、易受干擾但易被竊聽、易受干擾 廣播，電視，移廣播，電視，移 動通信系統(tǒng)，計(jì)動通信系統(tǒng)，計(jì) 算機(jī)無線局域網(wǎng)算機(jī)無線局域網(wǎng) 33 第1章 信息技術(shù)概述 雙絞線和同軸電纜雙絞線

37、和同軸電纜 n原理：利用電流原理：利用電流(電壓電壓)傳輸信息傳輸信息 n雙絞線分類雙絞線分類 n3類線類線(10 Mb/s)；5類線類線(100Mb/s)； 6類線類線(200Mb/s) n無屏蔽雙絞線無屏蔽雙絞線 (UTP)；屏蔽雙絞線；屏蔽雙絞線 (STP) 同軸電纜同軸電纜 內(nèi)層導(dǎo)線內(nèi)層導(dǎo)線 金屬屏蔽金屬屏蔽外絕緣層外絕緣層 絕緣體絕緣體 n同軸電纜分類同軸電纜分類 n基帶同軸電纜（基帶同軸電纜（5050） n傳輸數(shù)字信號傳輸數(shù)字信號 n寬帶同軸電纜（寬帶同軸電纜（7575） n傳輸模擬信號傳輸模擬信號 信號線信號線地線地線 套管套管 無屏蔽雙絞線無屏蔽雙絞線 34 第1章 信息技術(shù)概

38、述 光纖與光纜光纖與光纜 多根光纖多根光纖 保護(hù)層保護(hù)層 防止光泄漏的吸收外殼防止光泄漏的吸收外殼 起保護(hù)作用的防護(hù)層起保護(hù)作用的防護(hù)層 外絕緣層外絕緣層 光線光線 光波在光纖中的傳播光波在光纖中的傳播 n光導(dǎo)纖維（光導(dǎo)纖維（光線的入射角足夠大時，就會出現(xiàn)全反射，光線的入射角足夠大時，就會出現(xiàn)全反射， 重復(fù)此過程，光就沿著光纖傳播下去重復(fù)此過程，光就沿著光纖傳播下去） 纖芯纖芯 包層包層 保護(hù)層保護(hù)層 光波光波 n光纜光纜 光光 纖纖保護(hù)層保護(hù)層 35 第1章 信息技術(shù)概述 光纖通信原理光纖通信原理 電信號電信號 驅(qū)動驅(qū)動 電路電路 光源光源 中繼器中繼器 輸出輸出 電路電路電信號電信號 發(fā)送

39、單元發(fā)送單元(電電/光轉(zhuǎn)換光轉(zhuǎn)換)傳輸單元傳輸單元接收單元接收單元(光光/電轉(zhuǎn)換電轉(zhuǎn)換) 光調(diào)光調(diào) 制器制器 光纖光纖 光纖光纖 放大放大 電路電路 光檢光檢 測器測器 n光纖主要用于傳輸數(shù)字信號，光纖主要用于傳輸數(shù)字信號， 0信號或信號或1信號直接對光進(jìn)行調(diào)制信號直接對光進(jìn)行調(diào)制(即控制即控制 激光的通或斷激光的通或斷幅移鍵控幅移鍵控ASK) n光波的頻率為光波的頻率為10141015Hz，目前一束光每秒能攜帶，目前一束光每秒能攜帶2.5G或或10G的二進(jìn)的二進(jìn) 位信號，通過波分多路復(fù)用（位信號，通過波分多路復(fù)用（WDM）技術(shù)還可達(dá)到更大的通信容量）技術(shù)還可達(dá)到更大的通信容量 在發(fā)送端，由需

40、要傳輸在發(fā)送端，由需要傳輸 的數(shù)字信號（電信號）的數(shù)字信號（電信號） 去驅(qū)動一個光源（半導(dǎo)去驅(qū)動一個光源（半導(dǎo) 體激光器或發(fā)光二極體激光器或發(fā)光二極 管），并對發(fā)出的光信管），并對發(fā)出的光信 號進(jìn)行調(diào)制號進(jìn)行調(diào)制 在接收端，信號經(jīng)放大后在接收端，信號經(jīng)放大后 由光檢測器（半導(dǎo)體光電由光檢測器（半導(dǎo)體光電 管）進(jìn)行檢測、解調(diào)，轉(zhuǎn)管）進(jìn)行檢測、解調(diào)，轉(zhuǎn) 換成電信號之后輸出換成電信號之后輸出 調(diào)制后的光信號通過光纖調(diào)制后的光信號通過光纖 進(jìn)行傳輸，為了補(bǔ)償光纖進(jìn)行傳輸，為了補(bǔ)償光纖 線路的損耗，消除信號失線路的損耗，消除信號失 真和噪聲干擾，每隔一定真和噪聲干擾，每隔一定 的距離要接入中繼器的距離要

41、接入中繼器 36 第1章 信息技術(shù)概述 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用(Wave Division Multiplexing, WDM) n為提高傳輸效率，為提高傳輸效率，1根光纖中可以同時傳輸幾種不同波長的光波，每種根光纖中可以同時傳輸幾種不同波長的光波，每種 光波各自傳輸自己所攜帶的信息，速率可達(dá)到光波各自傳輸自己所攜帶的信息，速率可達(dá)到 40G-100Gbit/s n原理：原理： 光纖光纖 發(fā)送端有發(fā)送端有N個個 發(fā)送單元，它發(fā)送單元，它 們各自發(fā)出不們各自發(fā)出不 同波長的光波同波長的光波 通過復(fù)用器（稱通過復(fù)用器（稱 為合波器）合并為合波器）合并 起來，進(jìn)入同一起來，進(jìn)入同一 根光纖進(jìn)行傳輸

42、根光纖進(jìn)行傳輸 接收端用分路器接收端用分路器(稱為稱為 分波器分波器)將不同波長的將不同波長的 光分開，分別送到各光分開，分別送到各 自的光電檢測器恢復(fù)自的光電檢測器恢復(fù) 出原始信號出原始信號 示意圖示意圖 復(fù)合光復(fù)合光 37 第1章 信息技術(shù)概述 光纖通信的發(fā)展與應(yīng)用光纖通信的發(fā)展與應(yīng)用 n從上世紀(jì)從上世紀(jì)80年代起，世界各國開始大規(guī)模鋪設(shè)光纖通信線路，光年代起，世界各國開始大規(guī)模鋪設(shè)光纖通信線路，光 纖傳輸網(wǎng)已經(jīng)成為幾乎所有現(xiàn)代通信的基礎(chǔ)平臺纖傳輸網(wǎng)已經(jīng)成為幾乎所有現(xiàn)代通信的基礎(chǔ)平臺 n高速光纖數(shù)字傳輸線路采用統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，稱為同步數(shù)字系列高速光纖數(shù)字傳輸線路采用統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，稱為同步

43、數(shù)字系列 (SDH)，又稱為同步光纖網(wǎng)，又稱為同步光纖網(wǎng)(SONET)，它既是電話和有線電視的，它既是電話和有線電視的 骨干傳輸網(wǎng)，又是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)骨干傳輸網(wǎng)，又是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng) n SDH的速率等級：的速率等級： SDH模塊（歐模塊（歐/亞）亞）SONET模塊（北美）模塊（北美）速率（速率（Mbps） 話路數(shù)目話路數(shù)目 STM-0OC-1; STS-151.840 810 STM-1OC-3; STS-3155.520 2430 STM-4OC-12; STS-12622.0809720 STM-16OC-48; STS-482488.320 38880 STM-64 OC-192

44、, STS-19210.7 Gbit/s 155520 38 第1章 信息技術(shù)概述 無線通信無線通信 n原理：原理：模擬模擬信號或數(shù)字信號信號或數(shù)字信號使用電磁波使用電磁波調(diào)制后進(jìn)行調(diào)制后進(jìn)行傳輸傳輸 1041051061071081091010101110121013101410151016 Hz 雙絞線雙絞線 同軸電纜同軸電纜 AM廣播廣播FM廣播和廣播和TV 衛(wèi)星衛(wèi)星 地面微波地面微波 光纖光纖 紫外線紫外線紅外線紅外線可見光可見光 微波微波 無線電波無線電波 超短波超短波中波中波短波短波 電磁波的種類與頻率范圍電磁波的種類與頻率范圍 無線電波無線電波: :10104 4 101011

45、11 (Hz) (Hz) 中波：中波： 0.3 0.3 3 (MHz) 3 (MHz) 短波：短波： 3 3 30 (MHz) 30 (MHz) 超短波：超短波： 30 30 300 (MHz) 300 (MHz) 微波：微波： 0.3 0.3 300 (GHz) 300 (GHz) 紅外線：紅外線： 101011 11 101014 14 (Hz) (Hz) 可見光：可見光： 101014 14 (Hz) (Hz) 紫外線：紫外線： 101014 14 101016 16 (Hz) (Hz) 無線廣播無線廣播 電視、通信電視、通信 通信通信 39 第1章 信息技術(shù)概述 微波通信微波通信 n微

46、波：微波：300MHz300GHz范圍內(nèi)范圍內(nèi) 的電磁波，波長為的電磁波，波長為1 m1mm n特點(diǎn)：特點(diǎn)： n直線傳直線傳播播，不能沿地不能沿地 球表面?zhèn)鞑ィo繞射球表面?zhèn)鞑ィo繞射 性），需要每隔性），需要每隔幾十幾十 公里公里設(shè)立一個中繼站設(shè)立一個中繼站 n容量大、可靠性高容量大、可靠性高 n建設(shè)費(fèi)用低建設(shè)費(fèi)用低 n抗災(zāi)能力強(qiáng)抗災(zāi)能力強(qiáng) n應(yīng)用：應(yīng)用：長途電話、蜂窩移長途電話、蜂窩移 動電話、全數(shù)字高清晰度動電話、全數(shù)字高清晰度 電視電視（HDTV）等等 40 第1章 信息技術(shù)概述 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 n衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信: : 中繼站在人造地球衛(wèi)星上的中繼站在人造地球衛(wèi)星上的 一種微波通信

47、一種微波通信 n優(yōu)點(diǎn)：通信距離遠(yuǎn)、頻帶寬、容量大、優(yōu)點(diǎn)：通信距離遠(yuǎn)、頻帶寬、容量大、 抗干擾強(qiáng)、通信穩(wěn)定抗干擾強(qiáng)、通信穩(wěn)定 n缺點(diǎn)：造價高、技術(shù)復(fù)雜、有較大延時、缺點(diǎn)：造價高、技術(shù)復(fù)雜、有較大延時、 同步軌道衛(wèi)星數(shù)目僅同步軌道衛(wèi)星數(shù)目僅180180顆顆 赤道上方高度為赤道上方高度為35800公里的地方為公里的地方為地球同地球同 步軌道步軌道，衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)一圈的衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)一圈的 周期相同周期相同，在地面上看這種衛(wèi)星好似靜止不，在地面上看這種衛(wèi)星好似靜止不 動。一顆同步軌道衛(wèi)星覆蓋約動。一顆同步軌道衛(wèi)星覆蓋約120， 3顆同顆同 步定點(diǎn)軌道衛(wèi)星步定點(diǎn)軌道衛(wèi)星可以覆蓋地球的

48、幾乎全部面可以覆蓋地球的幾乎全部面 積，進(jìn)行二十四小時的全天候通信積，進(jìn)行二十四小時的全天候通信 41 第1章 信息技術(shù)概述 1.3.4 移動通信移動通信 （1） 什么是移動通信什么是移動通信 （2） 移動通信原理移動通信原理 （3） 第第2代和第代和第3代移動通信代移動通信 42 第1章 信息技術(shù)概述 什么是移動通信？什么是移動通信？ n處于移動狀態(tài)的對象相互間的通信，如手機(jī)、無繩電話、尋呼系統(tǒng)等處于移動狀態(tài)的對象相互間的通信，如手機(jī)、無繩電話、尋呼系統(tǒng)等 n優(yōu)點(diǎn)：克服通信終端位置對用戶的限制，快速和及時地傳遞信息優(yōu)點(diǎn)：克服通信終端位置對用戶的限制，快速和及時地傳遞信息 基站基站 移動臺移動

49、臺 （手機(jī)）（手機(jī)） 移動電移動電 話交換話交換 中心中心 公用電話網(wǎng)公用電話網(wǎng) 43 第1章 信息技術(shù)概述 蜂窩移動通信原理蜂窩移動通信原理 n每每10km20km的區(qū)域稱為單元（形似的區(qū)域稱為單元（形似 蜂窩），單元的中央建有一個基站，該蜂窩），單元的中央建有一個基站，該 單元內(nèi)所有手機(jī)都向該基站發(fā)送信號并單元內(nèi)所有手機(jī)都向該基站發(fā)送信號并 接收基站發(fā)給的信號接收基站發(fā)給的信號 n所有單元既相互分割，又彼此有所交疊，所有單元既相互分割，又彼此有所交疊， 連成整個移動通信服務(wù)網(wǎng)連成整個移動通信服務(wù)網(wǎng) n所有基站都通過微波或電纜、光纜與移所有基站都通過微波或電纜、光纜與移 動交換中心通信動交換

50、中心通信 n手機(jī)每個時刻都處于某個特定單元的基手機(jī)每個時刻都處于某個特定單元的基 站控制之下，通話時使用兩個頻率（一站控制之下，通話時使用兩個頻率（一 個上行頻率，一個下行頻率），同一單個上行頻率，一個下行頻率），同一單 元內(nèi)同一時刻的不同手機(jī)使用不同的頻元內(nèi)同一時刻的不同手機(jī)使用不同的頻 率進(jìn)行通信，相互不影響率進(jìn)行通信，相互不影響 n每個蜂窩單元中有每個蜂窩單元中有200 多個信道多個信道(GSM)。 n相鄰單元不允許使用相相鄰單元不允許使用相 同的頻率同的頻率，不相鄰單元不相鄰單元 的頻率的頻率允許允許重用重用 移動移動 交換交換 中心中心 電話交電話交 換中心換中心 44 第1章 信息技術(shù)概述 第二代第二代移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng) n傳輸?shù)氖菙?shù)字化的語音傳輸?shù)氖菙?shù)字化的語音/文字信號文字信號 n使用頻段：使用頻段：900MHz/1800MHz n我國使用的我國使用的2種標(biāo)準(zhǔn)：