【大学课件】通信导论.ppt

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1、2023/8/10,1,通信导论,http:/,2023/8/10,2,第二章 传输介质,2023/8/10,3,主要内容,2.1 传输介质的基本概念3.1 双绞线3.2 同轴电缆3.3 微波与卫星3.4 光纤,2023/8/10,4,2.1 传输介质的基本概念,传输介质提供通信设备之间的物理通道，是信息传输的实际载体传输介质的多样性：源于通信环境和业务的多样性电缆无线介质光纤,2023/8/10,5,传输介质的基本概念(续),传输介质的分类有线电缆无线介质光纤各种通信技术对电磁波频谱的使用,2023/8/10,6,传输介质的基本概念(续),选择传输介质的标准传输特性：带宽、抗干扰性、距离传播

2、时延和响应时间安全性机械强度物理尺寸成本,2023/8/10,7,传输介质的基本概念(续),有线传输介质的特点带宽资源丰富，使用频率不受管制保密性好抗干扰能力强安装工期长,2023/8/10,8,传输介质的基本概念(续),无线信道的定义：无线通信中基站天线与用户天线之间的传播路径无线通信的显著特点：由于远比有线通信恶劣和多变的无线传播环境，需要深入研究信道的特点以及对信道的使用方式,2023/8/10,9,传输介质的基本概念(续),无线传输介质的特点频谱资源有限传播环境复杂存在多种干扰网络拓扑多变,2023/8/10,10,2.2 双绞线,2.2.1 双绞线概述2.2.2 双绞线的特点2.2.

3、3 双绞线的应用,2023/8/10,11,2.2.1 双绞线概述,双绞线的定义：一对带有屏蔽层的铜线以螺旋的方式缠绕在一起，一般由多对这样的双绞线构成电缆。通过螺旋式的布线来消除干扰，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。,2023/8/10,12,2.2.1 双绞线概述(续),区分双绞线类型的特征导线直径含铜量单位长度绕数屏蔽措施,2023/8/10,13,2.2.1 双绞线概述(续),双绞线的类型屏蔽双绞线STP非屏蔽双绞线UTP1类2类3类4类5类超5类等,2023/8/10,14,2.2.2 双绞线的特点,优点成本低，易于安装应用广泛缺点带宽有限信号传输距离短抗干

4、扰能力不强,2023/8/10,15,2.2.3 双绞线的应用,电话传输系统中的用户线用户环路，4KHz（模拟）ISDN（数字）xDSL（数字）数据通信系统中以太网,2023/8/10,16,2.3 同轴电缆,2.3.1 概述2.3.2 特点2.3.3 应用,2023/8/10,17,2.3.1 同轴电缆概述,同轴电缆的结构铜导体绝缘层屏蔽层（返回路径）外套,2023/8/10,18,2.3.2 同轴电缆的特点,可用频带宽：可达数Ghz抗干扰能力强较大的传输距离安装成本高、不容易移动,2023/8/10,19,2.3.3 同轴电缆的应用,局域网局间中继线路：E1有线电视CATV射频信号线,20

5、23/8/10,20,2.4 无线信道,2.4.1 无线信道的基本概念2.4.2 电磁波在无线信道中的传播,2023/8/10,21,2.4.1 无线信道的基本概念,无线信道的定义：无线通信中基站天线与用户天线之间的传播路径无线通信的显著特点：由于远比有线通信恶劣和多变的无线传播环境，需要深入研究信道的特点以及对信道的使用方式,2023/8/10,22,2.4.2 电磁波在无线信道的传播,基本传播机制直射反射绕射散射,2023/8/10,23,2.4.2 电磁波在无线信道的传播(续),无线信道的指标传播损耗传播时延时延扩展多普勒扩展干扰等,2023/8/10,24,2.4.3 无线信道的特点,

6、频谱资源有限传播环境复杂存在多种干扰网络拓扑多变,2023/8/10,25,2.4.4 微波,微波频段：1Ghz到100Ghz微波中继放大器之间的距离取决于传输的频率微波在视线范围内传播,2023/8/10,26,微波的优点足够的带宽波长短受天电干扰小,2023/8/10,27,微波的缺点视线范围传播对环境因素敏感需要频带使用许可,2023/8/10,28,微波传输的信道地面视距信道,2023/8/10,29,微波的应用微波中继通信多点分配业务MDS（LMDS）无线局域网 第四代移动通信系统,2023/8/10,30,2.4.5 卫星,卫星通信的发展1947,Arthur C.Clarke的论

7、文1963,NASA发射了实验卫星1965,发射第一颗商用卫星卫星通信的概念：以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信,2023/8/10,31,卫星频率分配涉及的两个频带上行链路：地面站到卫星下行链路：卫星到地面站卫星通信使用的频谱资源C波段Ku波段Ka波段L波段,2023/8/10,32,2.5 光纤,2.5.1 概述2.5.2 光纤部件2.5.3 光纤的优点和缺点2.5.4 光纤的应用,2023/8/10,33,2.5.1 概述,19501960年，光纤之父：Charles Kao提出制造光纤的设想1970年,美国康宁公司首次研制成达到实用水平的光纤,2023/8/10,34,

8、2.5.2 光纤的工作窗口,工作窗口的定义三个工作窗口,2023/8/10,35,2.5.3 光纤的相关概念,光缆种类：单模、多模结构：玻璃纤维和包层、塑料封装、增强材料、外套光源发光二极管激光二极管,2023/8/10,36,2.5.4 光纤传输的工作方式,电信号进入光源变为光信号光信号沿光纤传输在中继放大器处将光信号转换为电信号，进行放大整形再将电信号转换为光信号，光信号沿光纤传输接收器将光信号转换为电信号,2023/8/10,37,2.5.5 光纤的优点和缺点(1),光纤的优点高带宽节省有色金属资源抗干扰能力强安全性高易于安装,2023/8/10,38,光纤的缺点需要经过额外的光/电转换过程,2023/8/10,39,2.5.6 光纤的应用,基本应用骨干网本地环路LAN,