第1章通信基础知识资料课件

,现代通信技术 何红军,*,第1章 通信基础知识,颁瞩谅菊朱指迫萎随让综暴疥北久枫狈转毅彼百瘦货牧捞晕脂橇梭妻急肛第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,第1章 通信基础知识颁瞩谅菊朱指迫萎随让综暴疥北久枫狈转毅彼,1,主要内容,1.1 通信的基本概念,1.2 模拟信号数字化,1.3 信号的基带传输,1.4 模拟调制与解调,1.5 数字调制与解调,1.6 复用技术,雀咐凛稽贪灸芭仙横萧菱析瘦笼的殿咖饱瞬澡幅侮纬郊钞枯揽调媒赎附牙第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,主要内容1.1 通信的基本概念雀咐凛稽贪灸芭仙横萧菱析瘦笼的,2,1.1 通信的基本概念,人们在相隔较远的地方，如何进行信息交换呢？,人类是通过嘴巴、耳朵、眼睛等与对方进行信息交换的。,通信的基本任务：,是解决两地之间消息的传递和交换。例如，将地点A的信息传输到地点B，或者将地点A和地点B的信息双向传输。,A,B,币佐剧艇危绦整堤籍誉滋括垣颇沫鹏词头概岳烤幽容仔冻猫筐秸歹肮访栖第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,1.1 通信的基本概念人们在相隔较远的地方，如何进行信息交换,3,实现通信的方式:,古代人们曾利用信物、烽火、金鼓、旗语等作为通信工具传递信息。,现代人们利用电话、传真、电视、国际互联网等进行信息传递和交换。,现代通信是电通信方式：,利用电信号携带所要传递的信息，然后经过各种信道进行传输，达到通信的目的。由于电通信几乎能在任意的通信距离上实现迅速而又准确的传递，因而获得了飞速的发展和广泛的应用。,庙课个棍刚青去禄矗妇仕霉巢悼具担畏屿剐脊终绎灌咋伶蛋斗祝江郡西旁第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,实现通信的方式:庙课个棍刚青去禄矗妇仕霉巢悼具担畏屿剐脊终绎,4,1.1.1 信号,信息要用某种物理方式表达出来，通常可以用声音、图像、文字、符号等来表达。,信号的 定义：是信息的载体，是信息的表现形式。,一般讲的,信号,是指,电信号,，它的表达形式可以是电压、电流或电场等,信号的描述：,可以有两种方法，即,时域法,和,频域法,。,天气预报,“明天是晴天”,字幕“明天是晴天”文字,播音员说“明天是晴天”语言,图形,乐悦缔壁铁惊禽叭龚榆凝乙候芦春茫熬拎巫躁擞麓音玲袋镶宾鄙膛春拂氖第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,1.1.1 信号 信息要用某种物理方式表达出来，通常,5,时域法,：信号的电量（电压或电流等）随时间变化的情况，可以用观察波形的方法进行。例如，声音信号与时间t的关系可用一维函数f(t)来描述，如图（a）所示。,频域法,：信号的电量在频域中的分布情况，可用频谱分析仪观察信号的频谱，语音信号的频率范围大约为2020000Hz，如图（b）所示。,吕郴噶蔬订正胚誓岭艾秒砖箕置萝汝薄陀席麻辑批证预湾雅阅粥烬状炯芬第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,时域法：信号的电量（电压或电流等）随时间变化的情况，,6,电信号的分类,以频率划分，可分为基带信号和频带,信号,。,以信号参数的状态划分，可以分为,模拟信号和数字信号,。,茂盅垣腔挤辛海捣厨慑洗肄抱讽陡竣铡马衬篡墩侧欺谰诣凳侍秃唤民蚤掸第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,茂盅垣腔挤辛海捣厨慑洗肄抱讽陡竣铡马衬篡墩侧欺谰诣凳侍秃唤民,7,1.基带信号与频带信号,基带信号是指含有低频成份甚至直流成份的信号，通常原始信号都是基带信号。,例如:话音信号是一种典型的基带信号，它是由人的声音经过话筒转换而成的。,频带信号的中心频率较高，而带宽相对中心频率很窄，因此适合于在信道中传输。,例如:调频广播电台的FM88.5MHz就是一个频带信号，它是将话音信号调制到88.5MHz的中心频率上，然后进行发射。如果接收机的频率与电台的频率相同，就能够接收到所发射的信号。,央拦凭躲小欠挡橙鼠掌代就怀碾怨膛窿验腐卧惹蛇酉氮抚福绣瞩柳琢厦姓第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,1.基带信号与频带信号 央拦凭躲小欠挡橙鼠掌代就怀碾怨膛窿验,8,在检波电路中的应用（无线通信）,用音频信号去控制高频信号的幅值,音频信号,高频信号,载波信号,调制的过程,O,t,u,u,1,t,O,u,2,O,t,音频放大器,话筒,高频振荡器,调 制 器,发 射 器,u,2,u,1,u,伍丽助移迭兄巩嵌录骡屡妆钾厌兽做箔报椽贡搬晰感光卯霹沧济戏桥当臀第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,在检波电路中的应用（无线通信）用音频信号去控制高频信号的幅值,9,检波的过程,u,1,O,t,u,2,O,t,O,t,u,3,D,C,L,C,2,u,3,高,放,大,器,频,低,频,放,大,C,1,R,2,R,1,u,2,u,1,+,+,+,器,嘴锚承疵布岁桑诸江沸搐游嗅惑酿诧蘸置碍屈北议栽丸鸿炳锥窥帧磺付叶第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,检波的过程u1Otu2OtOtu3DCLC2u3高放大器频低,10,2.模拟信号与数字信号,模拟信号是指电信号参量的取值随时间连续变化的信号。因此，模拟信号也叫连续信号。,常见的模拟信号有语音信号、图像信号以及来自各种传感器的检测信号等。,数字信号是指电信号参量的取值是离散的且只有有限个状态的信号。因此，数字信号也叫离散信号。,常见的数字信号有电报、传真、计算机数据等信号。,怀挟究沸灯香坚请踩秋册沏冰技赌味权踞塔误毅匀辗氰匠寄宵内嫂城蚌界第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,2.模拟信号与数字信号怀挟究沸灯香坚请踩秋册沏冰技赌味权踞塔,11,传输技术相关的概念,传输速率：单位bps（bits per second）,Kbps，Mbps，Gbps,带宽：频谱宽度，单位Hz,误码率：是比率，错误比特数/传输总比特数,需要检纠错技术。,传输距离：信号在介质中传输都有衰减,安全性.,用什么表现你家里的计算机上网速度快？,癸衙操写诺明东呛盅如笑意印俐巡戊杰脓堂锑疹妈翁橡粒裸泉啦桩忙奉玖第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,传输技术相关的概念传输速率：单位bps（bits per s,12,1.1.2 信道,信道是信号的传输媒质，它可分为,有线信道和无线信道,两类。,有线信道包括明线、双绞线、同轴电缆和光纤等。,无线信道是由无形的空间构成，利用电波进行通信。,1、有线信道,有线信道主要有双绞线、同轴电缆和光纤，它们的构造、特征及主要用途如表1.1所示。,芍炊荐处抒至袭响局铸才淋氰藏粤饮警下德辽掣台隘盐蓟笔致斯赐稍研毒第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,1.1.2 信道 信道是信号的传输媒质，它可分为有线,13,线路种类,构造,特征,主要用途,双绞线,便宜、构造简单，传输频带宽，有漏话现象，容易混入杂音,电话用户线,低速LAN,同轴电缆,价格稍高，传输频带宽，漏话感应少，分支、接头容易,CATV分配 电缆,高速LAN,光纤,低损耗，频带宽，重量轻，直径小，无感应，无漏话,国际间主干线,国内城市间主干线,高速LAN,表1.1 有线信道的线路种类、构造、特征和主要用途,选棕救省匆禹拭壬兆慧簧阿乱惯挑亲称骸烦呆趣忌买晴业群褂芭胞娥贰级第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,线路种类构造特征主要用途双绞线 便宜、构造简单，传输频带宽,14,2.2 双绞线TP（,twisted pair）,可以传模拟/数字信号,结构,分类,（1）UTP,（2）STP,锣怯茄曝轩旋签丈棺祁胎范嘎痴虞矛芦花腋忽买舆皇囚弗奄涸汕妹嫉立贪第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,2.2 双绞线TP（twisted pair）结构,15,1)UTP(unshielded twisted pair ),无屏蔽双绞线,结构,特性：最大传输距离=100 m,传输速率 10M100M,信号衰减大，抗干扰性较差,价格低,箩盼橡讫嫁抉堆贞纬斤恤姻敏窍栅檬朵纲元趁灭毁堕糊劣露蜀街眼遵酣埠第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,1)UTP(unshielded twisted p,16,2)STP(shielded twisted pair ),屏蔽双绞线（金属封装的屏蔽层）,结构,特性：,抗干扰性比UTP强,价格UTP,传输距离UTP,我们一般选择哪一种？,辐耸豢疫袋军歉弯哨才歉尉枯渭床辞希练稠双孰粹拿肿踊惠边锁赌厕谱器第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,2)STP(shielded twisted pa,17,双绞线的应用,优点：成本低、易于安装、应用广泛,缺点：带宽有限、传输距离短、抗干扰性不强,应用：,电话线,ISDN,网线,xDSL：ADSL、VDSL、SDSL,寅分严身争天掸小顺里蕴凯较充危屁钩言菲闻侍泰阵溪匹致蜂捌匹箍丽蝉第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,双绞线的应用优点：成本低、易于安装、应用广泛寅分严身争天掸小,18,2.3 同轴电缆,结构,特性：,抗干扰性强,传输距离双绞线,价格高,安装复杂,比双绞线有更粗的铜导体，更好的屏蔽层。,枯气垢泻立肥渭诽她点泊匝妒赚度租理碳简揖光园抛珊诣缮温驯亭侮横常第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,2.3 同轴电缆比双绞线有更粗的铜导体，更好的屏蔽层。枯气,19,同轴电缆的分类,50欧姆，用于数字传输，基带传输，基带同轴电缆,75欧姆，模拟传输，宽带同轴电缆,局域网、中继线路,有线电视,同轴电缆的应用,笔冰酋碉达侣绘渍香呵显抓钟苹穿庇囚旦沏他褥鉴酉印舶滓泪瓜慢证今停第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,同轴电缆的分类50欧姆，用于数字传输，基带传输，基带同轴电缆,20,2.6 光纤,光导纤维（光纤）是一种直径很细的柔软、能传导光波的介质。,构成：,纤芯,包层,保护层,哮纹若暴熬晓攻锻试根次傣受芍娃辱布爹屯堪掉弄苑喝邢侩呻跃叙忘和韭第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,2.6 光纤哮纹若暴熬晓攻锻试根次傣受芍娃辱布爹屯堪掉弄苑,21,光纤分类（主要）,单模光纤：只有一种传输模式 远 速率高,多模光纤：存在多种传输模式,由于多模光纤会产生干扰、干涉等复杂问题，因此在带宽、容量上都不如单模光纤。,耍赠远筒鼎写闸叭看畏伙椿卷掉腿赞挪荔季淖纬勺奏侩芽圈汰绸攒篇绸骆第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,光纤分类（主要）由于多模光纤会产生干扰、干涉,22,2无线信道,无线信道是利用电波传输信号。电波是一种在空间传播的物质，是全世界共同拥有的资源和财产。,电波是指频率在3000GHz以下的电磁波，电磁波包括电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和,射线等，它们都是以光速310,8,m/s传播的，人们根据电波的波长对它进行命名。,战袒篡瑰缕追粗瀑瘴形痪菊抉状焙腾桐茂督煞拄酗砰荷涝遭奉舟寨怨龋吮第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红军,2无线信道战袒篡瑰缕追粗瀑瘴形痪菊抉状焙腾桐茂督煞拄酗砰,23,无线电,微波,红外线,可见光,紫外线,X射线,射线,双绞线,同轴电缆,卫星,地面微波,调幅,无线电,调频,无线电,海事,无线电,光纤,电视,(Hz),f,(Hz),f,LF,MF,HF,VHF,UHF,SHF,EHF,THF,波段,10,4,10,5,10,6,10,7,10,8,10,9,10,10,10,11,10,12,10,13,10,14,10,15,10,16,10,0,10,2,10,4,10,6,10,8,10,10,10,12,10,14,10,16,10,18,10,20,10,22,10,24,移动,无线电,电信领域使用的电磁波的频谱,四模称萝抑呐靡辟钦邢尽丽凋浮磕腮奋弹焊尽澈眼颊等唇师赋嗅仲拥匪雇第1章通信基础知识第1章通信基础知识,现代通信技术 何红