电工学第15章现代通信技术.ppt

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1、1,第 15 章 现代通信技术,15.3 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,下一章,上一章,返回主页,大连理工大学电气工程系,2,15.1 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。,大连理工大学电气工程系,3,特点：结构简单，造价低，但操作不便，不易保密。,1.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,大连理工大学电气工程系,4,系统图,2.双频双工方式,特点：此法是最理想的，抗干扰能力强，但造价高。,大连理工大学电

2、气工程系,5,3.半双工方式,大连理工大学电气工程系,6,波长/m30 000 3 0003 000 5050 1010 11 0.001,频率/kHz10 100100 6 0006 000 3010330103 300103 300103 30106,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,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。,大连理工大学电气工程系,7,5351 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

3、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,大连理工大学电气工程系,8,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,大连理工大学电气工程系,9,无线通信发射和接收部分原理图,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。,大连理工大学电气工程系,10,调幅（AM）,1.模拟信号的调制,

4、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。,大连理工大学电气工程系,11,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）,大连理工大学电气工程系,12,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）,大连理工大学电气工程系,13,2.数字信号的调制,就是将二进制信息搬移到高频载波信号上，调制方式可以是调频、调幅、调相。,A

5、SK FSK PSK,大连理工大学电气工程系,14,15.2 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,大连理工大学电气工程系,15,基站1MBS1,基站 NMBS N,一、公众移动电话系统,1.系统组成,移动电话交换台,大连理工大学电气工程系,16,2.网络结构,蜂窝式公众移动电话系统,大连理工大学电气工程系,17,由三部分组成:移动电话交换局（MTSO）各小区基

6、站（MBS）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 NMT900 系统、日本的 LMTS 系统。,蜂房式公众移动电话系统,大连理工大学电气工程系,18,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 手机 基站 地区管理中心 本地集中器 管理中心,二、无绳电话系统,大连理工大学电气工程系,19,无绳电话系统图,大连理工大学电气工程系,20,是一种单向的面向公众的移动通信系统。,三、无线寻呼系统,无线寻

7、呼系统,大连理工大学电气工程系,21,寻呼接收机 是一种便携式无线接收机，具有地址识别功能。,大连理工大学电气工程系,22,四、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,大连理工大学电气工程系,23,五、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。,

8、大连理工大学电气工程系,24,15.3 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 46 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。,卫星通信系统,大连理工大学电气工程系,25,地球自转方向卫星飞行方向,同步轨道,全球卫星通信系统,一颗同步卫星覆盖地球表面的 42.4%。,大连理工大学电气工程系,26,(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

9、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,大连理工大学电气工程系,27,(5)传输质量高，通信线路稳定可靠。卫星通信的缺点(1)投资昂贵，要求地球站和空间站的技术含量高。(2)有星蚀和日凌中断现象。,大连理工大学电气工程系,28,15.4 光 纤 通 信,大规模的光缆系统：(1)横跨大西洋的 TAT8 海底光缆系统，总长 6 400 km。(2)TAT9 海底光缆系统，可提供 9 万路话路。(3)横跨太平洋的 TPC 3/HAW4 海底

10、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。,大连理工大学电气工程系,29,纤芯,由若干根导线绞制成光缆，光缆出厂长度为 15 km。二、光的反射和折射,涂敷层,包层,一、光纤结构,n1 sin1=n2 sin2,临界角 c 当1 c 时，2=90o,大连理工大学电气工程系,30,三、光在光纤中的传播,（c 为临界角）,当1c 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,大连理工大学电气工程系,31,四、光纤通信系统图,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,第 15 章 结 束,下一章,上一章,返回主页,