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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 信息传输与接入系统,一、传输系统的基本任务和作用,二、传输方式的种类,三、电缆传输系统,四、光纤传输系统,五、无线传输系统,六、微波传输系统,七、卫星传输系统,八、移动传输系统,九、接入系统,十、新技术及发展方向,1,第五章 信息传输与接入系统 一、传输系统的基本任务和作用二,第五章 思考题,(,请记录,),思考题：,1.,传输基本任务和作用是什么？,2.,传输方式的种类有哪些？,3.,什么是光纤通信？光纤通信的特点是什么？,4.,光纤通信系统由哪些及部分组成？,5.,无线通信有哪几种类型？,6.,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。,2,第五章 思考题 (请记录)思考题：1.传输基本任务和作用,5.1,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过程。,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,进行调制,，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，,再经解调,等逆变换，恢复成信宿适合的信息形式。,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。,第五章 信息传输与接入系统,3,5.1 基本任务和作用 传输就是将携带信息的信号通过媒,5.2,传输方式的种类,传输媒质,是用于承载传,输信息的物理,媒体，是传递,信号的通道，,提供两地之间,的传输通路。,传输媒质从大,的分类上来区,分有两种，,一种是电磁信号在自由空间中传输，这种传,输方式叫做,无线传输,；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,有线传输,。,4,5.2 传输方式的种类 传输媒质4,5.3,电缆传输系统,不同的通信媒体,具有不同的属性，应,针对不同的用途应用,在不同的场合，发挥,不同通信媒体的最佳,效能。,通信电缆根据,其特性不同有架空明,线、对称电缆、同轴,电缆等种类。,5,5.3 电缆传输系统 不同的通信媒体5,1.,架空明线,架空明线是利用金属,裸导线捆扎在固定的线担,上的,隔电子,上，,是架设在,电线杆上的一种通信线路。,它主要,由导线、电杆、线,担、隔电子和拉线等组成，,金属裸导线用于传输电信,号，,主要有直径为,3.0,及,2.5mm,铜线，直径,7/1.8mm,及,7/1.5mm,钢心铝绞线和直,径为,4.0,及,3.0mm,钢线。,6,1.架空明线 架空明线是利用金属6,2.,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,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。,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,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。,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,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,缘层并有色标来标记，双绞线因此得名。,7,2.对称电缆 对称电缆是由若干条扭绞成对（或组）的导电,著名企业家杨休为母校捐出,4,亿元，其中,3,亿用于建设现代工程与应用科学学院，,1,亿用于设立史学发展基金，,他说：“,，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，这是因为缺少工程师来帮助他们分解好每个动作。”,8,著名企业家杨休为母校捐出4亿元，其中3亿用于建,杨休不赞成学生都去创业，“现在学生的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边学。,9,杨休不赞成学生都去创业，“现在学生的最大问题是不会做,3.,同轴电缆,同轴电缆又称为同轴,线对，属于不对称的结构,。,这种线对是由,内、外导体,和,内、外导体之间的绝缘,介质,以及,外护层四部分组,成。,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,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。,这种结构的,金属屏蔽网,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,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,同轴线。,内导体,外导体,:,金属屏蔽网,10,3.同轴电缆 同轴电缆又称为同轴内导体外导体:金属屏蔽,5.4,光纤传输系统,1966,年,英籍华人高锟博士,提出光纤通信的概念，他,也因此,被称为光纤通信之父,。,1970,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,世界上第一根低损耗的石英光纤，传输损耗每千米只有,20,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,1970,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，,光纤,的传输速率已经达到了每秒,T,比特级（,T,数量级为,1024,）。,用带宽极宽的光波作为传送信息的载体以实现通信，,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,现实。,11,5.4 光纤传输系统 1966年英籍华人高锟博士提出,计算机容量单位,:,又名,TB,，,1TB=1024GB,，,1GB=1024MB,，,1MB=1024KB,，,1KB=1024B,，,1Byte=8bit,。,传输速率,:,已经达到了每秒,T,比特级,.,1Tbps=1024Gbps,，,1Gbps=1024Mbps,，,1Mbps=1024kbps,，,1kbps=1024bps,。,12,计算机容量单位:又名TB，1TB=1024GB，1GB=10,1.,光纤通信的概念,所谓,光纤通信,，,就是利用光导纤维,（简称为光纤）传,输光波信号的通信,方式,，即以光波为,载波，把电话、电,视、数据等电信号,调制到光载波上，,再通过光纤传输信,息的一种通信方式。,13,1.光纤通信的概念 所谓光纤通信，13,2.,光导纤维,光导纤维（简称为光纤）本身是一种介质，,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,-,层加以保护。,(a),裸光纤,(b),成品光纤,14,2.光导纤维 光导纤维（简称为光纤）本身是一种介质，截,3.,光纤的分类,1.,按原材料来划分：,石英系光纤，,光纤的纤芯和包层是由高,纯度的,SiO2,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。,全塑光纤，,这种光纤,的芯子和包层都是由塑料制成。,2.,按传输模式数量来划分：,单模,（,Single-mode,）,光纤和多模,（,Multi-mode,）,光纤,。单模光纤只传输主模，由于完全避,免了模式色散，,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,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。,3.,按折射率分布来划分：,光纤可分为,跃变式光纤和渐变式光,纤,。,跃变式光纤纤芯的折射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。,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。,15,3.光纤的分类1.按原材料来划分：石英系光纤，光纤的纤芯和,4.,性质,光纤的传输性质,包括光纤的,损耗,和,色散,。,光纤的损耗是光纤最重要的特性之一，,常用,dB/km,作单位。,光纤的损耗与光的传输波长有关，,1.31m,波长时损耗为,0.35dB/km,，,1.55m,波长时为,0.2dB/km,。,光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。,色散,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,，不能同时到达输出端，从而使输出波展宽变形，,形成失真的一种物理现象,。,xindeqidian(4)-13,级,1-3,班,(7,周,),16,4.性质 光纤的传输性质包括光纤的损耗和色散。x,5.,光纤通信的特点,(1),传输频带宽；,(2),损耗低；,(3),不受外界电磁干扰；,(4),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,100,万路高质量的电视节目或,100,亿路电话。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。,17,5.光纤通信的特点(1)传输频带宽；从理论上讲，一根,6.,光纤通信系统,光纤通信系统,主要由,光发射机、光纤、光接收机,以及长途干线上必须设置的,光中继器,组成。,xindeqidian(4)-13,级,4-6,班,(5,周,),18,6.光纤通信系统 光纤通信系统主要由光发射机、光纤、光,由电发射机输出的脉码调制信号送入光发,射机，,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。,光发射机中的重,要器件是能够完成,电光转换,的半导体光源，,目前主要采用半导体激光器（,LD,）或半导体发,光二极管（,LED,）。,（,1,）,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,由电发射机输出的脉码调制信号送入光发（1）,光脉冲信号,被按照一定的角度送入光纤,线路中经过多次,折射和反射,仍然在其中传输，,而且损耗很少。,（,2,）光脉冲信号的传输,20,光脉冲信号被按照一定的角度送入光纤（2）,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,，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,码调制信号,送入电接收机,。光接收机中的重,要部件是能够完成,光,/,电转换,任务的光电检,测器，目前主要采用光电二极管（,PIN,）和,雪崩光电二极管（,APD,）。,（,3,）光接收机的主要作用,各种光电检测器实例图,21,光接收机的主要作用是将光纤送过来的（3）光,为了保证通信质量，,在收发端机之间适当距离上,必须设有光中继器。,光纤通信中,光中继器的形式主要,有两种，,一种是光电光转换式的中继器,，,另一种,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,目前其实际应,用仅是其潜在能力的,2,左右，,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、,更高阶段方向发展。,（,4,）光中继器,22,为了保证通信质量，在收发端机之间适当距离上（4）光中,5.5,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输问题的系统，如,微波传输系统，卫星传输系统,。无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布线的场合或远程通信中，同时，,采用无线传输便于终端的移动，,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。,无线通信有,三种主要类型：,无线电通信、微波通信和卫星通信。,23,5.5 无线传输系统 无线传输系统就是利用无线电磁波来,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,考虑的一个重要问题便是电磁波频率的范围是相当有,限的，其中的大部分已被电视、广播以及重要的政府,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。,1.,无线频谱,24,从理论上讲，无线电波可以穿透墙壁，可以到达1.无线频,25,25,1.,极低频,ELF,：,3-30,赫兹,(3Hz30Hz),，极长波,100,000,千米,10,000,千米，潛艇通訊或直接转换成声音；,2.,超低频,SLF,：,30300,赫茲,(30Hz300Hz),，超长波,10,000,千米,1,000,千米，直接转换成声音或交流输,电系统（,50-60,赫兹,),；,3.,特低频,ULF,：,3003000,赫茲,(300Hz3KHz),，,特长波,1,000,千米,100,千米，礦場通訊或直接转换成声音；,4.,甚低频,VLF,：,330,千赫,(3KHz30KHz),，甚长波,100,千米,10,千米，直接转换成声音、超声、地球物理學研究；,5.,低頻,LF,：,30300,千赫,(30KHz300KHz),，,长波,10,千米,1,千米,國際廣播、全向信標；,无线频谱应用分配,26,1.极低频ELF：3-30赫兹(3Hz30Hz)，极长波,6.,中频,MF,：,3003000,千赫,(300KHz3MHz),，中波,1,千米,100,米,調幅,(AM),广播、全向信標、海事及航空通訊；,7.,高頻,HF,：,330,兆赫,(3MHz30MHz),，短波,100,米,10,米，,短波、民用電臺；,8.,甚高频,VHF,：,30300,兆赫,(30MHz300MHz),，,米波,10,米,1,米,調頻,(FM),廣播、電視廣播、航空通訊；,9.,特高频,UHF,：,3003000,兆赫,(300MHz3GHz),，分米波,1,米,100,毫米,電視廣播、無線電話通訊、無線網絡、微波爐；,10.,超高频,SHF,：,330,吉赫,(3GHz30GHz),，厘米波,100,毫米,10,毫米,無線網絡、雷達、人造衛星接收；,11.,极高频,EHF,：,30300,吉赫,(30GHz300GHz),，毫米波,10,毫米,1,毫米,射電天文學、遙感、人體掃瞄安檢儀。,27,6.中频 MF：3003000千赫(300KHz3MH,2.,移动网频率,目前我国为公众移动网频率有：,CDMA,：,825MHz,835MHz/870MHz,880MHz,；,GSM,：,885MHz,915MHz/930MHz,960MHz,；,GSM,：,1710MHz,1755MHz/1805MHz,1850MHz,，,共计,289MHz,的频率。,其中,中国移动,GSM,网络拥有,249MHz,，中国联通,GSM,网有,215MHz,以及,CDMA,网的,24MHz,。,相比之下，,CDMA,网,络的频谱利用率要远远高于,GSM,网络。同时，我国也为移,动网络的未来演进做了准备，为,3G,网络划分了大量的频,率资源，包括,FDD,模式的,230MH+260MHz(CDMA 2000,系,统和,WCDMA,系统,),以及为,我国,TD,SCDMA,预留的,155MHz,频段,，,还包括,220M,的,3G,卫星接入频段。,28,2.移动网频率 目前我国为公众移动网频率有：28,TD-SCDMA,是英文,Time Division-Synchronous Code Division,Multiple Access,（时分同步码分多址）的简称，中国提,出的第三代移动通信标准,(,简称,3G),，也是,ITU,批准的三个,3G,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,里程碑。,CDMA2000,也称为,CDMA Multi-Carrier,，由美国高通北美公司为主导提,出，,摩托罗拉,、,Lucent,和後来加入的韩国三星都有参与，,韩国,现在,成为该标准的主导者。,W-CDMA,（宽带码分多址）是一个,ITU,(,国际电信联盟,),标准，它是从码分,多址（,CDMA,）演变来的，从官方看被认为是,IMT-2000,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,提供更高的数据,速率,。,IMT-2000International Mobile Telecom System-2000,国际移动电话系统,-,2000,第三代移动通信系统最早于,1985,年由国际电信联盟,(ITU),提出，当时称,为未来公众陆地移动通信系统,(FPLMTS),，,1996,年更名为,IMT,2000(,国际移动,通信,2000),，意即该系统工作在,2000MHz,频段，最高业务速率可达,2000kb/s,，预期在,2000,年左右得到商用。,29,TD-SCDMA是英文Time Division-Synch,3.,云雀号地球卫星,上世纪,70,年代数字,微波通信系统开始投入,使用。,1957,年,10,月，苏,联科学家把第一颗人造,卫星送上天空，从而揭,开了人类科学的新纪元，,而微波通信和人类空间,技术的结合产生了卫星,通信,。,1960,年,8,月，美国发射了“回声号”卫星，这是人类,使用人造天体实现通信所迈出的第一步，从此，,无线通信又,开辟了空间通信的新领域。,1965,年，世界上第一颗商业同,步卫星,晨鸟,上天，这标志同步卫星通信进入实用阶段。,30,3.云雀号地球卫星 上世纪70年代数字30,5.6,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,0.3,300GHz,时，可采用集中定向发射天线将电磁波,集中，这就是微波通信。,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，,可以用于不同的通信系统。,xindeqidian(4)4-6(,六周,),31,5.6 微波传输系统 微波是无线电波的一种形式，当电,1.,基本概念,如把,30,300,千赫称长波，,用于通信称长波,通信，把,300,3000,千赫称为中,波，用于广播，,称中波广播，把,3,30,兆赫称短波，用于通信称短波通信。如果电磁波,频率再高，,高于,300MHz,就称为微波，,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,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,32,1.基本概念 如把30微波的四个波段32,2.,组成及过程,数字微波通信系统由,两个终端站,和,若干个中间站,构成。,终端站,终端站,中间站,33,2.组成及过程数字微波通信系统由两个终端站和若干个中间站构成,3.,特点,大建筑物顶端和铁塔,上面，我们常常看到有,锅,状设备，那就是微波发射,或接收天线，,如图所示。,微波天线为什么要架设在,较高的地方呢？,因为微波,波长短，接近于光波，是,直线传播，微波站之间属,视距通信,，两站间应无障,碍才能进行很好的通信,。,34,3.特点 大建筑物顶端和铁塔34,特点,1.,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，,相同时间内输送信息量就越大。微波的频率在,00MHz-,300GHz,之间，波长在,10cm-10mm,之间，包含了分米波、,厘米波和毫米波（,1mm,10mm,）三个波段。相比之下，,微波比中波和短波的频率更高，,相同时间内传递的信,息就越多。,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,。,某一年，发生洪灾，电断、水断，就是通信没断！,35,特点1.频带宽，传输信息容量大 某一年，发生洪灾，电断,由于微,波大致沿直,线传播，不,能沿地球表,面绕射。所,以,微波通信缺点是每隔,50km,要设一个微波中继站,。,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，进行,接力传送,达到远距离通信的目的。,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,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。,特点,2.,接力通信,远距离地面微波中继通信系统的中继示意图,36,由于微特点2.接力通信远距离地面微波中继通信系统的中,4.,发展,上世纪,70,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,是通信技术由模拟向数字发展的必然结果。,80,年代后,期，出现了大容量数字微波通信系统。,数字微波的优,点是受环境影响小，,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,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,传输带宽有限，要想传输大路数图像还是比较困难。,现在，,数字微波,通信、,光纤,通信和,卫星通信,一起被称,为,现代通信传输的三大支柱,。,37,4.发展 上世纪70年代初期，随着微波通信相关技术的进,5.7,卫星传输系统,卫星通信是利用人造,地球卫星作为中继站来转,发或反射无线电波，在两,个或多个地球站之间进行,的通信。,这里,地球站是指,设在地球表面,（包括地面、,海洋和低层大气中）,上的,无线电通信站。,其中，用于,实现通信目的的这种人造地球卫星称为通信卫星，,通信卫星的作用相当于离地面很高的中继站。,38,5.7 卫星传输系统 卫星通信是利用人造38,1.,概念,A,、,B,、,C,、,D,、,E,等分别表示进行通信的各地球站，若这几个地球站都在一颗卫星覆盖的通信范围之内，那么这几个地球站就可以通过卫星作中继器转发信号，实现相互通信。若只有,A,、,B,两个地球站能被这颗卫星覆盖，那么就只有,A,、,B,两地球站能经卫星转发信号进行实时通信而,A,、,B,两地球站都不能和其它地球站进行通信，就是说,只有在覆盖区域内才能完成通信,。,卫星通信示意图,39,1.概念 A、B、C、D、E等分别表示进行通信的各地球,卫星,40,卫星40,SNG,车：,卫星新闻采访车,轻浮、翅状,41,SNG车：轻浮、翅状41,42,42,43,43,2.,通信卫星的组成组成,通信卫星由七大系统组成,:,(1),位置与姿态控制,系统,;(2),天线系统,;(3),转发器系统,;(4),遥测指令系统,;,(5),电源系统,;(6),温控系统,;(7),入轨和推进系统。,(1),(5),(6),(7),位置与姿态控制系统,（,1,）,(2),天线系统,(3),转发器,系统,(4),遥测指令系统,(5),电源系统,(6),温 控系统,(7),入轨和推进系统,44,2.通信卫星的组成组成 通信卫星由七大系统组成:(1,3.,种类,按服务区,域划分，有国,内、区域和全,球通信卫星。,区域卫星仅仅,为某一个区域,的通信服务，而国内卫星范围则更窄，仅限于国内使,用。全球通信卫星，顾名思义，是指服务区域遍布全,球的通信卫星，这常常需要很多卫星组网形成。按其,运动轨道可分为,静止卫星,和,运动卫星,。按卫星运行轨,道的高度分为,同步卫星（静止卫星）、中轨道卫星和,低轨道卫星,（非静止卫星）。,45,3.种类 按服务区45,4.,原理,从地,面站,1,发,出无线电,信号，,这,个微弱的,信号被卫,星通信天,线接收后，,首先在,通信转发器中进行放大，变频和功率放大，最后,再由卫星的通信天线把放大后的无线电波重新发向地面,站,2,，从而实现两个地面站或多个地面站的远距离通信,。,地面通信,网络,地面通信,网络,地面站,1,地面站,2,卫星,46,4.原理 从地地面通信地面通信地面站1地面站2卫星46,5.,特点,通信距离远：,可以看到地球最,大跨度达一万八千余公里。,通,信路数多、容量大：,一颗现代通,信卫星，可携带几个到几十个转,发器，可提供几路电视和成千上,万路电话。,通信质量好、可靠,性高：,卫星通信的传输环节少，,不受地理条件和气象的影响，可,获得高质量的通信信号。,通信灵活、适应性强：,它不仅可以,实现陆地上任意两点间的通信，而且能实现船与船，船与岸上、,空中与陆地之间的通信，它可以结成一个多方向、多点的立体,通信网。,通信成本低：,在同样的容量、同样的距离下，卫星,通信和其他的通信设备相比较，所耗的资金少，卫星通信系统,的造价并不随通信距离的增加而提高，随着设计和工艺的成熟，,成本还在降低。,卫星,1,卫星,2,卫星,3,47,5.特点通信距离远：可以看到地球最卫星1卫星2卫星347,6.,同步卫星,当卫星的运,行轨道在赤道平,面内,，其高度大,约为,35800km,，,运行方向与地球,自转方向相同时,，,此时围绕地球一,周的公转周期约为,24,小时，恰好与地球自转一周的时间相同，从地球上看上去，卫星如同静止的一样，所以称为,静止卫星,。,利用静止卫星作中继站组成的通信系统称为静止卫星通信系统,，或称同步卫星通信系统。,覆盖,重叠区,覆盖盲区,同步卫星建立全球通信示意图,48,6.同步卫星 当卫星的运覆盖覆盖盲区同步卫星建立全球通,5.8,移动通信系统,通信按收信者是,否在运动中完成可以,分为移动通信和固定,通信。,移动通信是指,通信双方至少有一方,在运动中进行信息传,输和交换。,例如，固,定点与移动体（汽车、轮船、飞机等）之间，或移动体之间以及活动的人与人和人与移动体之间的通信，都属于移动通信的范畴。,xindeqidian(4)1-3,班,（七周）,xindeqidian(4)10-12,班,（七周）,49,5.8 移动通信系统 通信按收信者是 xindeq,1.,概念,随着社会,的发展，人们,对通信的需求,越来越迫切，,对通信的要求,也越来越高，,希望能在,任何,时候,、,任何地方,、,与任何人,都能及时沟通、及时联系、,及时交流信息，而移动通信正是朝着这样的目标发展。,移动通信几乎集中了有线和无线通信的最新技术成果，,因此它,所处理的信息范围很广，不仅限于,语音,，还包,括非话音服务，如传真、,数据,、,图像,等,。,50,1.概念 随着社会50,Why(,原因）为什么有必要？,What(,目的）应该做些什么？为什么该那样做？,When(,时间）,应该什么时候做？为什么应该在那个时侯做？,Where(,地点）,应该在什么地方做？为什么应该在那里做？,Who(,谁）应该由谁做？为什么应该那个人做？,whoever(,无论谁,),任何时候,、,任何地方,、,与任何人、任何方式,51,Why(原因）为什么有必要？What(目的）应该做,2.,移动通信,频段,按照无线电频率的划分它属于,VHF,（甚高频）和,UHF,（特高频）直至到微波频段。,一般分配为,150MHz,，,450 MHz,，,800 MHz,，,900 MHz,以及,1800MHz,等，这些频,段为公用移动通信的使用频段。从电波传播特点来看，,一个频点的传播范围，在视距内大约几十公里，即几,十公里半径的范围。,这些频段是宝贵的空间资源,无,线电广播、电视、飞机导航、部队等各种移动通信,都要利用这一资源。,52,2.移动通信频段 按照无线电频率的划分它属于VHF（甚,3.,分类,若以服务的对象分，可以分为,公用网和专用网,，,专用网只适合于专门的部分网络（如校园电话网），,专用网一定可以接入公用网，公用网却不一定能接入,专用网。若,以提供的服务类型分，可以分为,移动电话,系统,、,无线寻呼系统,、,集群调度系统,、,无绳电话系统,、,卫星移动通信系统等,。若,按覆盖范围划分，可分为,宽,域网和局域网,；若,按业务类型可分为,电话网、数据网,和综合业务网,；若,按信号形式可分为,模拟网和数字网,。,53,3.分类 若以服务的对象分，可以分为公用网和专用网，5,4.,陆地移动通信系统组成,所谓,陆地,移动通信系统,是指通信双方,或至少有一方,是在运动中通,过陆地通信网,进行信息交换,的。,例如，固,定点与移动体,（汽车、轮船、,飞机等）之间，或移动体之间以及活动的人与人和人与移动体之间的通信，都属于陆地移动通信的范畴。,54,4.陆地移动通信系统组成 所谓陆地54,（,1,）基站天线,移动通信系,统中，基站（,BS,）,天线是很重要的,一个组成部分，,图为生活中见到,的,GSM,和,CDMA,基站,天线图。,55,（1）基站天线 移动通信系55,（,2,）蜂窝小区,蜂窝的概念对处理,覆盖区域问题极其有用。,把通信网络服务的整个,区域划分为若干个较小,的六边形小区，,用正六,边形的图形来模拟实际,中的小区要比用圆形、,正方形等其他图形,效果,更好，衔接也更紧密,，,然后在各个小区域均用小功率的发射机进行覆盖，这些小区一个个鳞次栉（,zhi),比，看上去就像是蜂窝，,形成蜂窝状结构,。,(,无缝覆盖,),56,（2）蜂窝小区 蜂窝的概念对处理56,5.,发展,移动通信的发展经历了三代。,第一代,移动通信（,1G,）为,模拟,通信，给人们开辟了移动通信的崭新天地；,第二,代,移动通信（,2G,）为数字通信，让普通人享受到移动通,信的方便和益处；,第三代,移动通信（,3G,）为宽带移动通信，能提供基本的数据和,多媒体,业务。,当前已进入了,第,四代移动通信,的研究性阶段。移动电话业务爆炸性增长,并呈现超越固定电话的趋势，手机成为风靡全球的通信,工具。未来移动通信系统将提供全球性优质服务，,真正,实现在,任何时间、任何地点、向任何人,提供通信服务这,一移动通信的最高目标。,57,5.发展 移动通信的发展经历了三代。第一代移动通信（1,5.9,接入系统,决定我们访问,Internet,的实际速度的主要因素有三,个,:,传输主干网，城域网和,接入网。,58,5.9 接入系统 决定我们访问Internet58,传输主干网,一般 指省与省，国家与国家之间,的网络，一般带宽,10G,（万兆）左右，而普通的就,是城市内部的网，一般,1G,（千兆）以下。,传输主干网,是连接各个城域网的信息高速公路，是网络技术的关键，它提供远距离、高带宽、大容量的数据传输业务；,城域网,将各个社区（包括单位）的局域网相连接，实现数据的高速传输和信息资源共享；,接入网,解决的是从市区,Internet,节点到单位、小区直至到每个家庭用户的接入问题，即最后一公理（,last kilometer,）问题。,59,传输主干网一般 指省与省，国家与国家之间 传输,1.,接入网的,概念,整个电信网分为三部分：传送网、交换网、接入网。,接入网是整个电信网的一部分,。,用户终端,接入网,交换网,60,1.接入网的概念 整个电信网分为三部分：传送网、交换网,接入网（,AN,）是指由业务节点接口（,SNI,）和相,关用户网络接口（,UNI,）之间的一系列传送实体（例,如线路设施和传输设施）所组成，,为传送电信业务,提供所需传送承载能力的现代通信系统。,UNIUser Network Iterface.,用户网络接口,AN Access Network.,接入网。电信部门业务节点与用户终端设,备之间的实施系统。它可以部分或全部代替传统的用户本地,线路网，并可包括复用、交叉连接和传输功能。,61,接入网（AN）是指由业务节点接口（SNI）和相UNI,2.,接入网的,种类,按照通信,系统的点,线,结构以及所采,用的传输媒体，,接入网传输技,术的分类如图：,无线,接入网,有线,接入网,接入网,62,2.接入网的种类 按照通信无线有线接入网62,3.,有线接入,有线接入主要采取如下措施：,是在原有铜质导线的基础上通过采用先进的数,字信号处理技术来提高,双绞铜线,对的传输容量，提供,多色业务的接入。,是以光纤为主，,实现光纤到路边,、,光纤到大楼,和,光纤到家庭,等多种形式的接入。,是在,原有,CATV,的基础上，以光纤为主干传输，经同轴电缆,分配给用户的光纤同轴混合接入。,CATV,（,Community Antenna Television,），指,75,欧姆的,同轴电缆,有时也称作,CATV,电缆，主要用作传输电视讯号。,63,3.有线接入 有线接入主要采取如下措施：CATV（Co,（,1,）铜线接入,非对称数字用户线（,ADSL,）技术：,ADSL,是一种非对称,的宽带接入方式，其已经为电信运营商所采用，成为宽带用,户接入的主流技术。,由于其上下行速率是非对称的，即提供,用户较高的下行速率，较低的上行速率，因此非常适合用做,家庭和个人用户的互联网接入。这种宽带接入技术与,LAN,接,入方式相比，由于充分利用了现有的铜线资源，运营商不需,要进行线缆铺设而被广泛采用。,甚高速数字用户线,(VDSL),技术：,VDSL,是在,ADSL,基础上,发展起来的，,它也是一种非对称的数字用户环路，能够实现,更高速率的接入。,上行速率为,1.6bit/s,以上，下行速率可达,55.2Mbit/s,，但传输距离较短，一般为,0.3,1.5km,。由于,VDSL,的传输距离比较短，因此特别适合于光纤接入网中与用,户相连接的最后一公里，并且要求光网络单元（,ONU,）尽量,与用户接近，其系统配置图与,ADSL,类似，,存在于用户与本地,ONU,之间。,当,ONU,离终端很近时，可与,FTTC,、,FTTB,等结合使用。,ONUOpticalNetworkUnit),光节点。,64,（1）铜线接入 非对称数字用户线（ADSL）技术：A,FTTBFiberToTheBuilding.,光纤接入。意即光纤到楼,;,另外还有光纤到户,(FTTP/FTTH),将光缆一直扩展到家,庭或企业,;FTTO,FTTC.,光纤是宽带网络中多种传,输媒介中最理想的一种,它的特点是传输容量大,传,输质量好,损耗小,中继距离长等。,光纤到交换箱：,FTTCab(FiberToTheCabinet).,光纤到 路边：,FTTC(FiberToTheCurb).,光纤到 大楼：,FTTB(FiberToTheBuilding).,光纤 到 户：,FTTH(FiberToTheHome).,光纤到 桌面：,FTTD,（,Fiber To The Desk,）,.,65,FTTBFiberToTheBuilding.光纤接,（,2,）光纤接入,光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒质,来实现用户信息传送的应用形式。,光纤接入网（,OAN,）就是,采用光纤传输技术的接入网，泛指本地交换机或,远端模块,与,用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。,通常，,OAN,指采用基带数字传输技术，,并以传输双向交互式业务为,目的的接入传输系统，将来应能以数字或模拟技术升级传输,宽带广播式和交互式业务。,光纤具有,频带宽,（可用带宽达,50THz,）、,容量大,、,损耗小,、,不易受电磁干扰等突出优点,，早已成为骨干网的主要传输手,段。,随着技术的发展和光缆、器件成本的下降，光纤技术逐,渐渗透到接入网应用中，并在,IP,网络业务和各类多媒体业务,的需求推动之下得到了极为迅速的发展。,66,（2）光纤接入 光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作,光纤宽带：,由于光纤接入网使用的传输媒介是光纤,因此根据,光纤深入用户群的程度,可将光纤接入网分为：,FTTC,(FiberToTheCabinet),光纤到路边,),；,FTTZ,(Fiber,ToTheZone),光纤到小区；,FTTB,(FiberToTheBuilding),光纤到大楼；,FTTO,（,Fiber To The Office,）,光纤到办公室；,FTTH,(FiberToTheHome),光纤到户。,它们统称为,FTTx,。,FTTx,不是具体的接入技术,.,67,光纤宽带：67,4.,无线接入,无线接入技术是指从业务节点接口到用户终端部分,全部或部分采用无线方式，,即,利用卫星、微波等传输手,段向用户提供各种业务的一种接入技术。,无线接入技术,的发展经历了,从模拟到数字,，,从低频到高频,，,从窄带到,宽带的历程,，其种类很多，,应用形式五花八门,，定义和,称谓也各种各样。但总的来说，可大致,分为固定无线接,入和移动接入两种。,68,4.无线接入 无线接入技术是指从业务节点接口到用户终端,（,1,）固定,宽带无线接入,宽带无线接入系统可以按使用频段的不同划分为,MMDS,（,Multi-channel Multi-point Distribution Service,多信道多点分配系统）,和,LMDS,（,Local Multi-point Distribution Service,本地多点分配系统,）两大系列。它可,在较近的距离实现双向传输话音、数据图像、视频、会议电视等宽带业务，,并支持,ATM,、,TCP/IP,和,MPEG2,等标准。采用一种类似蜂窝的服务区结构，将一个需要提供业务的地区划分为若干服务区，每个服务区内设基站，基站设备经点到多点无线链路与服务区内的用户端通信。每个服务区覆盖范围为几公里至十几公里，并可相互重叠。,69,（1）固定宽带无线接入 宽带无线接入系统可以按使用频,DBS,技术也叫,数字直播卫星接入技术,，该技术,利用位于地球同步轨道的通信卫星将高速广播数据送到用户的接收天线，所以它一般也称为高轨卫星通信,。其特点是通信距离远，费用与距离无关，覆盖面积大且不受地理条件限制，频带宽，容量大，适用于多业务传输，可为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动灵活的移动通信服务等。在,DBS,系统中，大量的数据通过频分或时分等调制后利用卫星主站的高速上行通道和卫星转发器进行广播，用户通过卫星天线和卫星接收,Modem,接收数据，接收天线直径一般为,0.45m,或,0.53m,。,（,2,）,DBS,卫星接入技术,70,DBS技术也叫数字直播卫星接入技术，该技术利用位于地,（,3,）蓝牙技术,蓝牙实际是一种,实现多种设备之间无线连接的协议,。通过这种协议能使包括蜂窝电话、掌上电脑、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行信息交换。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的,2.4GHz ISM,（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为,1Mbps,。采用时分双工传输方案实现全双工传输。,印有蓝牙标志的蓝牙鼠标和苹果蓝牙耳塞,71,（3）蓝牙技术 蓝牙实际是一种实现多种设备之间无线连接,5.10,新技术及发展方向,业务的多样化,对传输提出了更高,的要求，传输将向,大容量、长距离、,移动化和,智能化,方,向发展。在主干传,输网上，主要向,大,容量、智能化,方向,发展；,在接入段，,目前最吸引人的有,线方式下的,DSL,技术,以及层出不穷的各个无线接入技术。,DSL,(Digital Subscriber Line),数字用户线路,72,5.10 新技术及发展方向 业务的多样化DSL(Di,DSL,(Digital Subscriber Line),数字用户线路,是以铜电话线为传输介质的点对点传输技术。,DSL,技术在传统的电话网络,(POTS),的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的,最后一公里,的传输瓶颈问题。由于电话用户环路已经被大量铺设,如何充分利用现有的铜缆资源,通过铜质双绞线实现高速接入就成为业界的研究重点,因此,DSL,技术很快就得到重视,并在一些国家和地区得到大量应用。,POTS,（,PlainOldTelephoneService,）：,普通老式电话业务。,73,DSL(Digital Subscriber Li,1.,主干传输网的发展趋势,现在各个业务网络都在考虑,转型，包括,PSTN,网络、移动网络。,在目前的通信转型中最大的特点,就是,IP,化,。,光传输网络的规模已非常庞大和,复杂，,因此，,下一代光传输网络的发展方向主要体现在：,具有独立的控制平面，智能特性越来越强；更加适合分组业务的传送，同时兼容,TDM,业务。,光传输网络发展的主要方向就是,ASON,。,ASON,(Automatically Switched Optical Network),即,自动交换光网络。,ASON,的概念来源于,ION,（智能光网络）。,2000,年的,ITU-T,正式确定由,SGL5,组开展对,ASON,的标准化工作。,ITU-T,进一步提出自动交换传送网（,ASTN,）的概念，明确,ASON,是,ASTN,应用与,OTN,的一个子集。,PSTN,公共交换电话网络。,74,1.主干传输网的发展趋势 现在各个业务网络都在考虑PS,IP-Iternet Protocol,（网络之间互连的协议）的缩写。,TDM,就是时分复用模式。,PSTN Public Switched Telephone Network.,定义为,公共交换,电话网,络，一种常用旧式电话系统。即我们,日常生活中常用的电话网。工作原理 公共交换电话,网络是一种全球语音通信,电路交换网络,，包括商业的,和政府拥有的。,75,IP-Iternet Protocol（网络之间互连的协议）,2.,接入传输网的发展趋势,有线方式下主要技术有：,接入网技术的发展方向,:,(1),光纤接入网技术；,(2),综合接入,网技术；,(3),接入网宽带化，这也是,接入网发展的关键。,(4)ADSL,技术,（有效利用现有的电话网资源，及,时有效提供宽带接入服务）。,(,5)ATM CPE,或光纤,LAN,接入方式,（主要采用高速的以太网交换机,为用户提供,10Mbit/s,端口接入）。,(6),采用有线电视电缆,Cable Modem,（,可利用铜轴电缆的高速带宽能力提供宽带数据接入）。,无线方式下主要技术有：,(1),无线接入是接入网技术。,(2),卫星高速数据接入技术,（利用了大容量的卫星高速下行信道，并用电话线路作为上传数据信道。,(3),无线局域网技术（,常被看作有线网络和用户端计算机之间的,“最后一公里”,链路）。,非对称数字用户线（,ADSL,）技术。,76,2.接入传输网的发展趋势 有线方式下主要技术有：,Cable,即为有线电视电缆。,77,Cable即为有线电视电缆。77,
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