第 15 章 现代通信技术
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第 15 章 现代通信技术. 15.1 现代通信技术概述. 15.2 移动通信. 15.3 卫星通信. 15.4 光纤通信. 返回主页. 上一章. 下一章. 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。. f. 天线. 发射机. 发射机. 接收机. 接收机. 接收与发射的转换. 接收与发射的转换. 一、无线通信方式. 1. 同频单工方式 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
电电子子技技术 术 第第 1515 章 现代通信技术 章 现代通信技术
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15.3 15.3 卫星通信 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
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第第 1515 章 现代通信技术 章 现代通信技术
15.1 15.1 现代通信技术概述现代通信技术概述 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。
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第第 1515 章 现代通信技术 章 现代通信技术
特点: 结构简单,造价低,但操作不便,不易保密。
接收与发射的转换 接收与发射的转换
1. 1. 同频单工方式同频单工方式 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、无线通信方式一、无线通信方式
发射机
接收机
发射机
接收机
f
天线
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系统图 2. 2. 双频双工方式 双频双工方式
f1
f2 发射机
接收机
发射机
接收机
天线 双工器
双工器
f1
f2
f2
f1
特点: 此法是最理想的,抗干扰能力强,但造价高。
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3. 3. 半双工方式半双工方式
发射机
接收机
发射机
接收机
f1
f2 用户台
f1
f2 f1
用户台 f2
双工器
接收机 发射机
中继台
f1
f1
f2
f2
f2
f1
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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 ~ 30×103
30×103 ~ 300×103
300×103 ~ 30×106
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。
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535 ~ 1 605 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
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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 三、调制和解调
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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 功率放大 解调 功率放大
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。
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uC
C t O
⑴ 调幅( AM ) 1. 1. 模拟信号的调制 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
uM
O M t
uA
O C t
AM
uC
uM uA
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※ 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
uC
O C t
uM
O M t
uF
O F t
FM
uC
uM uF
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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 )
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15.2 15.2 移 动 通 信移 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
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基站 1
MBS1
基站 N
MBS N
一、公众移动电话系统 一、公众移动电话系统 1. 1. 系统组成 系统组成
有线 市话局 MTSO
中继线
有线用户
控制器
发射机
接收机
共用器
控制器
发射机
接收机
共用器
移动电话交换台
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由三部分组成 :① 移动电话交换局( MTSO )② 各小区基站( MBS )③ 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 NMT- 900 系统、 日本的 LMTS 系统。
蜂房式公众移动电话系统
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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 ① 手机 ② 基站 ③ 地区管理中心 ④ 本地集中器 ⑤ 管理中心
二、无绳电话系统 二、无绳电话系统
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无绳电话系统图
PSTN
本地 集中器
本地 集中器
地区控制中心
本地 集中器
本地 集中器
地区控制中心
管理中心
PSTN
PSTN 市话网 基站
手机
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寻呼接收机
寻呼控制中心
有线 市话局
有线用户
专用交换机
控制与编码器
发射台
发射台
是一种单向的面向公众的移动通信系统。 三、无线寻呼系统 三、无线寻呼系统
无线寻呼系统
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N 群A 群
四、专用移动通信系统 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
指令台
指令台
控制中心
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五、无中心个人移动通信系统 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 。
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15.3 15.3 卫 星 通 信卫 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 4 ~ 6 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
f4f1
卫星通信系统
通信卫星
A 站 B 站
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同步卫星
同步卫星
同步卫星
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
17.4o
信号盲区
信号重叠区域
一颗同步卫星覆盖地球表面的 42.4% 。
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(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
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15.4 15.4 光 纤 通 信光 纤 通 信 大规模的光缆系统:
(1) 横跨大西洋的 TAT- 8 海底光缆系统, 总长 6 400 km 。(2) TAT- 9 海底光缆系统,可提供 9 万路话路。 (3) 横跨太平洋的 TPC- 3/HAW- 4 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 。
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纤芯
由若干根导线绞制成光缆, 光缆出厂长度为 1 ~ 5 km 。二、光的反射和折射 二、光的反射和折射
涂敷层
包层
一、光纤结构 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 )1 1
2
n1 sin1 = n2 sin2
临界角 c
当 1 → c 时, 2 = 90o
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三、三、光在光纤中的传播 光在光纤中的传播
纤 芯
包 层
包 层
( c 为临界角) sinc =n2
n1
当 1≥c 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
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四、四、光纤通信系统图 光纤通信系统图
发送 电端机
发送 光端机
光连接器
光中继器
光连接器
光缆 光缆
接收 电端机
接收 光端机
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