红外线紫外光通信.ppt

《红外线紫外光通信.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《红外线紫外光通信.ppt（133页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第七章 红外线/紫外光通信,一、无线传输介质(Wireless Transmission Media),无线传输,指无须架设或铺埋电缆或光缆，把数据信号转换为电磁波后直接通过自由空间进行传送。,无线传输介质,在计算机网络中同时起传输通路和信号载体的作用。无线传输介质使用不同频率的电磁波，按频率由低到高的顺序为：无线电波、微波、红外线、激光等。,1.无线电波(Radio),特点：无线电波可以向所有方向直线传播，但不能随地球表面弯曲传播。频带较窄。方法：无线电波的发送与接收需要使用天线，远距离的无线电波传播常采用卫星转播，通常一颗卫星装有许多对相互独立的发射器和接收器，每一对发射器和接收器使用各自

2、的频道，因此可以同时实现多路通信。我们将无线电波传输称为RF射频传输(Radio Frequency Transmission)。,用途：既可用于无线电和电视广播，也可用于计算机网络之间数据信号的传输。,2.微波(Microwave),特点：微波只向某个固定方向传输,但不能进入金属结构,因次在微波发射器与接收器之间不应有障碍物；频带宽，可以携带比无线电波更多的信息。方法：发送与接收微波也需要使用天线，或使用卫星转播。,用途：常用于长途电话，电视，以及计算机网络之间的数据信号通信。,3.红外线(Infrared),特点：红外线只能在短距离范围内直线传播。方法：不需要天线，使用时要求发射器直接对准

3、接收器，可实现小范围(例如在一个房间里)的数据信号传输。,用途：家用电器的遥控，笔记本计算机之间的数据信号传输。,4.激光(Laser),原理：除了可以在光缆中用作传输数据信号的载体外,激光也可同时作为传输介质与信号载体在空气中传输数据。特点：与微波传输类似,激光只能向一个固定方向直线传播,它不能穿过金属、植物，甚至雪和雾。用途：激光同时作为传输通路与信号载体在实用上受到限制。,二、红外通信,红外数据通信,什么是红外数据通信,一种点对点的数据传输协议，传统的设备之间连接线缆的替代。通信距离一般在0到1米之间，传输速率最快可达16Mbps，通讯介质为波长为900纳米左右（850nm至900nm之

4、内）的近红外线。,红外数据通信特点,它是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持；通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发。主要是用来取代点对点的线缆连接；新的通信标准兼容早期的通信标准；小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经发布。,红外线,波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。,红外线技术光电器件,红外光发射器件：激光二极管（LD:Laser Diode）光发射二极管（LED:L

5、ight-emitting Diode）红外光接收器件：光电二极管(PIN):价格便宜，容易加载雪崩二极管(APD),红外数据通信最大特点,它替代了设备与设备之间传统的线缆连接，进而摆脱了不同平台设备连接时对于特制接口的要求，使得跨平台设备间的数据交换简单到只需彼此相对。,红外通信用途概览,移动计算设备、移动通讯设备、便携数码设备、计算机外围设备,移动计算设备,笔记本电脑、掌上电脑、膝上型电脑、计算器、机顶盒等；,移动通信设备,手机、无绳电话、寻呼机等；,便携数码设备,数码相机、游戏机、MP3播放器、多功能电子手表等；,电脑外围设备,打印机、调制解调器、键盘、鼠标等；,厂家和消费者的认同度,红

6、外通信技术已被全球范围内的众多软硬件厂商所支持和采用，目前主流的软件和硬件平台均提供对它的支持；红外技术已被广泛应用在移动计算和移动通讯的设备中，巨大的装机量使红外无线通讯技术有了庞大的用户群体。,植入成本,由于多数系统芯片都具有红外通讯控制电路，所以在系统里植入红外功能只需添加红外收发器件即可。红外通信植入成本大幅降低，大批量生产可使植入成本控制在3美元以内。,缺点,通讯距离短，通信过程中不能移动，遇障碍物通讯中断。目前广泛使用的SIR标准通信速率较低（115.2kbit/s）红外通信技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。,蓝牙会淘汰红外通讯技术吗？,蓝牙技术可能

7、最终会取代红外通讯技术，但是其过程并不会那么简单。优秀的技术并不总是意味着市场的成功,近一年来,越来越多的手机开始相继采用与蓝牙完全不同的无线接口。这就是过去一段时间几乎所有的笔记本电脑上都配备的红外线接口。,韩国用于结算,在韩国，年内会有各种各样的利用手机红外接口的服务出现。在这些服务中，将把通常记录在预付卡和信用卡上的金额信息和个人信息存储在手机的内存中。使用这样的手机在自动售货机或自动检票机上通过红外接口就可以完成结算。,日本用于信息交换,日本国内带红外接口的手机也开始呈增加趋势。NTT DoCoMo初步计划将这些手机用于用户间的电话薄信息和日程信息的交换。,红外的理由在于规格完善和价格

8、低廉,最主要的原因就是面向各种应用的协议已经相当完善：即将在韩国开通的结算服务将使用IrDA的下属组织正在制定的“IrFM（Infrared Financial Messaging）”标准；而蓝牙方面可用于结算的标准尚未正式开始制订。,红外接口模块低廉的价格是其有利因素,三、IrDA是什么？,IrDA:Infrared Data Association,为了实现各类数据终端产品的互连，国际上成立了一个红外数据通信协会（IrDA）来协调各方面的工作，并制定了一系列的标准。IrDA标准是红外数据通信技术的基础。,为什么IrDA?,要使各种设备能够通过红外口随意连接，一个统一的软硬件规范是必不可少的

9、。早期恰恰就存在着这样的规范不统一问题：许多公司都有着自己的一套红外通信标准，同一个公司生产的设备自然可以彼此进行红外通信，但却不能与其它公司有红外功能的设备进行红外通信。,为什么IrDA?,以前比较流行的红外通信系统有惠普的HPSIR，夏普的ASKIR和General Magic的MagicBeam等，虽然它们的通信原理比较相似，但却不能互相感知。混乱的标准给用户带来了很大的不便，并给人们造成了一种红外通讯不太实用的错觉。,IrDA标准,规范产品的设计，进一步扩展了红外通信的功能和应用领域（如：数据传输速率即可高达到4Mb/s，而且进一步的建议中还允许高达16Mb/s的速率）。,IrDA标准

10、（续）,物理层协议、数据链路层协议、数据链路控制协议其它高层的如：流控制协议、串行通信协议、类HTTP的实体交换协议、图象交换协议、局域网接入协议等等。,IrDA的发展,1、1993年，HP、COMPAQ、INTEL等二十多家公司发起成立了红外数据协会；2、1993年6月28日，来自50多家企业的120多位代表出席了红外数据协会的首次会议，并就建立统一的红外通信标准问题达成了一致；3、1994年，第一个IRDA的红外数据通讯标准发布，即IRDA1.0；,IRDA1.0,简称SIR(Serial InfraRed)，基于HP-SIR开发出来的一种异步的、半双工的红外通信方式。SIR以系统的异步通

11、信收发器(UART)为依托，通过对串行数据脉冲的波形压缩和对所接收的光信号电脉冲的波形扩展这一编码解码过程(3/16 EnDec)实现红外数据传输。由于受到UART通讯速率的限制，SIR的最高通讯速率只有115.2Kbps，也就是大家熟知的电脑串行端口的最高速率。,IrDA的发展（续）,4、1996年，IRDA发布了IRDA1.1标准，即Fast InfraRed，简称为FIR。FIR不依托UART，其最高通讯速率可达到4Mbps的水平。FIR采用了全新的4PPM调制解调(Pulse Position Modulation)，即通过分析脉冲的相位来辨别所传输的数据信息，其通信原理与SIR是截然

12、不同的；由于FIR在115.2Kbps以下的速率依旧采用SIR的那种编码解码过程，所以它仍可以与支持SIR的低速设备进行通讯，只有在通信对方也支持FIR时，才将通讯速率提升到更高水平。,IrDA的发展（续）,5、1999年，IRDA又发布了通讯速率高达16Mbps的VFIR技术(Very Fast InfraRed)，并将它作为补充纳入IRDA1.1标准之中；更高的通信速率使红外通信在那些需要进行大数据量传输的设备上也可以占有一席之地，而不再仅仅是连接线的替代。,IrDA的发展（续）,6、随着移动计算和移动通信设备的日益普及，红外数据通信已经进入了一个发展的黄金时期。自1993年IRDA成立至

13、今，红外数据协会的会员已经发展到150多个，当今IT业和通信业的大公司几乎都在其中，IRDA标准已经获得了业界的广泛认同和支持。,IrDA的发展（续）,目前具备红外通信能力的设备有一百多种，红外模块的年装机量已经达到了一亿五千万套，并且每年还有着40的高速增长。尽管有同样是近距离无线通讯的蓝牙技术，但红外通信技术以低廉的成本和广泛的兼容性的优势，势必会在将来很长的一段时间内在短距离的无线数据通讯领域扮演重要的角色。,IRDA标准的三个基本的规范和协议,物理层规范(Physical Layer Link Specification)，连接建立协议(Link Access Protocol:IrL

14、AP)连接管理协议(Link Management Protocol:IrLMP)。,物理层规范,制定了红外通信硬件设计上的目标和要求，,IrLAP和IrLMP,两个软件层，负责对连接进行设置、管理和维护,其他,在IrLAP和IrLMP基础上，针对一些特定的红外通讯应用领域，IRDA还陆续发布了一些更高级别的红外协议；如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P等等。,IrDA产品标志,补充,红外装置目前在笔记型电脑上较为普遍，桌上型电脑不多见，但有些主机板 的制造商在主机板上还是有预留接脚以利扩充；没有红外口的笔记本电脑，利用串口或USB接口红外适配器也可使其拥有

15、红外通信功能；IR全名Infrared，举凡电视遥控器等都可以称为IR；SIR 最高速度达115.2Kbps，标准COM port速度；FIR 最高速度可达 4Mbps，必要Super I/O有支援；VFIR 最高速度可达16Mbps。,三、红外网络,1、为什么红外网络?,红外网络和802.1x无线网络一样，都属于无线网络范畴；无线网络技术使得世界各地的设备访问数据成为可能。无线网络可以降低甚至省去铺设昂贵的光纤和电缆所需的费用，并给有线网络提供备份功能。为确保无线网络和设备兼容、经济和安全，组织机构和专门有兴趣的集团正在开发无线通讯的标准。,续,可以通过使用 IrDA 协议的计算机、打印机、

16、照相机和其它设备的红外连接传送数据；可以使用启用红外功能的移动电话建立与 Internet 或企业网络的拨号连接等等。,2、红外网络中的几个名词概念,1红外通信使用红外线传送数据,红外网络中的几个名词概念(续),2红外执行根据IrDA标准和协议执行红外数据传送IrDA 协议指定步骤来支持链接初始化、设备地址查找、连接启动和数据率协定、信息交换、断开连接、链接关闭和设备地址冲突的解决。,红外网络中的几个名词概念(续),3红外设备支持通过“无线链接”提供的文件传送、红外打印(IrLPT)、红外图像传输(IrTran-P)和红外网络（IrNET 和 IrComm）功能。此外，IrDA Winsock

17、 API 支持由其他软件和设备制造商创建的程序。这些制造商销售的程序使用 Winsock API（或专用接口），提供与打印机、调制解调器、数字寻呼机、个人数字助理、电子照相机、管理器、蜂窝电话和手持电脑的红外连接。,红外网络中的几个名词概念(续),4红外传输速度许多膝上电脑、笔记本电脑和手持设备现在都配备有红外收发器端口，可以最大数据传输速度进行红外异步串行传输数据，其速度为 115.2 千字节每秒(Kbps)或 4 兆字节每秒(Mbps)，有时为 16 Mbps。,红外网络中的几个名词概念(续),5串行 IrDA 115.2 Kbps 支持(SIR)IrDA 的串行 IrDA(SIR)执行可

18、提供最大数据传输为 115.2 Kbs。该标准的主要优点在于可以使用已有串行硬件而无需增加成本。,红外网络中的几个名词概念(续),6快速 IrDA 4.0 Mbps 支持(FIR)和极快速 IrDA 16.0 Mbps 支持(VFIR)IrDA 的快速 IrDA 4.0 Mbps 支持(FIR)可提供最大数据传输速度（为 4 Mbps），使其易于调整到较慢的设备中。提供 16 Mbps 半双工数据传输的极快速 IrDA(VFIR)也同样可以支持。FIR 和 VFIR 设备可与 SIR 设备通讯。,红外网络中的几个名词概念(续),7IrComm 和 IrNET 支持通过 IrComm，可以使用计

19、算机和配置红外的移动电话连接到 Internet 服务提供商上或发送传真，而不必使用其它设备。通过 IrNET，可以在计算机与其它计算机或其它红外设备之间建立点对点的连接。也可以在计算机与网络访问点之间建立连接。,红外网络中的几个名词概念(续),8IrLPT 打印机支持如果计算机带有内置红外设备，或安装了红外收发器，则红外端口将作为本地端口显示在“添加打印机”对话框中。在将打印机与该端口连接，并打印到该打印机时，该操作系统使用 IrLPT 协议传输数据。,红外网络中的几个名词概念(续),9IrTran-P 图像传送支持IrTran-P 图像传输协议用于数字照相机和其它数字图像捕获设备中。使用该

20、功能可以通过 IrDA 连接将数字图像从照相机或支持 IrTran-P 的其他设备传送到计算机。IrTran-P 服务执行为受理服务，它不会初始化 IrTran-P 连接。,要注意的是,如果正在使用同步软件，应注意到有些软件自动禁用红外图象传输(Ir-TranP)。不能使用无线链接将图象从数码相机传输到计算机中。在这种情况下，在使用无线链接程序传输数字图象之前，可能需要删除同步软件。,3、红外设备的连接,红外数据链接传输在两台红外设备之间进行。链接上的所有传输均从主（命令）设备传到辅助（接收）设备。建立链接后，以动态方式决定主角色，而且持续沿用这一原则，直到关闭连接。任何有能力的工作站均可以承

21、担主角色。当两台计算机在传送作用范围内时，任何一台都可以承担主角色，因此用户可以在任何一台计算机上启动数据传输。可能有些设备只能担当辅助角色。,如何建立红外连接,设备首先通过自动检测其他设备或者根据用户需求来创建连接。命令站以 9,600 bps 向其他设备发送连接请求（包括诸如地址、数据速率和其他功能等信息）。响应的设备承担辅助角色，并返回包含其地址和功能的信息。主站和辅站然后将数据比率和链接参数更改为由初始信息传送定义的公用设置。最后，主工作站向辅助工作站发送数据确认连接。然后设备之间相连，并在主要设备的控制下开始数据传送。,多红外连接,Winsock API 支持通过单路 IrDA 链接

22、进行多路同时链接。该功能允许几个不同的程序同时使用一个红外设备。例如，可以将便携式计算机放在台式计算机的有效范围之内，来同步发送和接收电子邮件、更新日程表和联系人，以及打印延时文档。每项活动均可以由笔记本电脑中一个单独的程序控制，该笔记本电脑定位并与桌面计算机上相应的程序连接。,多红外设备,一个红外设备不能同时与其它多个红外设备链接。但可以在计算机上安装多个红外设备以便同时链接到多个红外设备。例如，台式机使用单独的红外设备可以在打印到红外端口的同时，与笔记本电脑通讯，同时还可以拨号上网。,4、安装红外设备,多数内置式红外设备都由安装程序来安装，或通过添加设备后启动计算机安装。但是，将串行红外接

23、收器安装到串行端口(COM)或 USB 端口时，安装步骤不同。,5、在计算机之间建立红外网络连接,红外网络连接允许直接在两个基于红外启用的设备之间建立直接连接，而不必使用调制解调器、电缆或网络硬件。,(a)如何使用红外网络连接,可以使用红外网络连接执行各种任务从公共位置访问 Internet:在提供公共的 Internet 访问服务的机场、宾馆或其它任何地方时，使用膝上电脑、个人数字设备(PDA)或其它基于红外启用的设备连接到 Internet 中。这些场所应提供内置的红外端口，使得可以排列基于红外的设备和内置端口，并建立红外网络连接。建立这类红外网络连接时，可以将红外设备配置为客户机。设备所

24、连接的服务器就是主机。,(a)如何使用红外网络连接(续),访问另一台计算机上的共享信息：可以在两台计算机之间建立红外网络连接，以访问另一台计算机上的共享资源。例如，一台便携式计算机想访问台式计算机上共享文件夹中的文件，那么就可以在两台计算机之间建立红外网络连接。建立这类红外网络连接时，可以将便携式计算机配置为客户机，而将台式计算机配置为主机。,(b)在两台计算机上创建网络连接,创建红外网络连接，按照两台计算机中的在计算机之间建立直接红外网络连接中的步骤进行。在创建网络连接时，请指定拥有所要访问信息的计算机作为主机，指定将要访问信息的计算机作为客户机。对于两台计算机，需要将红外端口指定为进行连接

25、的设备。,(c)配置主机上的权限,如果正在连接两台安装有 Windows XP Home Edition 或 Windows XP Professional 的计算机，则可以访问主机上的共享文件夹。然而，在建立连接之前，请确保该连接的用户名称为主机中的组成员。,(d)访问本地计算机,在主机和客户机上都设置了网络连接后，请执行使用红外网络连接中的步骤。在客户机上工作，然后可以映射主机上的共享驱动器。,要注意的是,如果只想从一台基于红外的设备向另一台发送文件，则不必建立红外网络连接，只需要建立红外链接，正如建立红外链接中所述。红外网络连接使用点对点协议(PPP)，通常该协议无需另外配置。,6、管理

26、红外网络,1)配置红外通信；2)使用红外拨号或直接网络连接；3)使用红外链接发送文件4).打印到红外打印机5).将图像从数字照相机传输到计算机,问题1：双模电话与双频电话,双模电话（Dual-mode phone）是指能用于两种不同制式移动通信系统的移动电话手机。可以扩大移动电话手机的使用范围。,例1,可用于移动电话和固定电话的移动电话机：这种手机在外出移动时可用于全球通（GSM）系统，用作移动电话，而在家中时则可以用于数字增强型无绳电话系统（DECT）作为固定电话的手机。,例2,可用于国际GSM900标准系统，又可用于美国PCS/GSM900标准系统的移动电话机使用这种手机可以实现全球漫游的

27、目的。,例3,可用于码分多址（CDMA）系统，又可用于蜂窝模拟移动电话系统的手机。它在码分多址（CDMA）系统中正常使用，当移动到CDMA系统覆盖区以外时，它会自动转换为蜂窝模拟移动电话（AMDS）的工作方式。,“三模电话”,能在三种不同系统中使用的移动电话机。,“双频手机”,双频系统：全球通移动通信中GSM900和GSM1800两种系统的组合，使用900兆赫和1800兆赫两种频段。,为什么要用双频系统,由于GSM900系统的频段宽度较窄，所能提供的容量有限，发展到一定阶段就会出现容量饱和的问题。此外，在业务性能和业务种类方面，也暴露出了一些缺陷。现在我国许多城市的GSM900系统的容量日趋饱

28、和，已经影响到移动通信的进一步发展。,为什么要用双频系统（续）,GSM1800系统和GSM900系统的主要特性是一致的，主要的区别只是频段上的差别。这两种系统同时覆盖同一地区，两者互设联系设置，就可以合成为全球通900/1800双频系统。这种组合大大增大了全球通移动通信系统的容量。,双频系统有什么优点？,引进了全球通1800系统，与原有的全球通900系统共同组成GSM900/1800双频系统后，能解决全球通900系统因频率较窄，容量受限和话务负荷不足等问题。新的GSM1800系统不仅比原有GSM900系统的性能更加先进、业务种类更多，而且使用的频段也更宽了。所以，双频系统的容量要比原来的容量大

29、好几倍。,双频手机,全球通900/1800系统组合成一个网后，原来的GSM900网和新增的GSM1800网仍然分别工作在两个不同的频段。原来用户的单频GSM900手机将仍然是在原来的GSM900网中应用。如果用户改换使用双频手机，就可以在双频系统中自动漫游、自动切换，双频系统将使双频频手机始终保持在相对最佳信号状态下，从而提供更加良好的通话质量以及更多的业务种类。,缘由,双频系统和双频手机具有更为先进的性能：当双频手机开机后监听到信号，就开始扫描选择通信质量相对最佳的信道；首先是选GSM1800小区内的信道，如果这时恰好是这个小区的话音信道全忙，双频系统就会立即向周围GSM900小区查询有无空

30、闲信道，如果有，就会向这个双频手机指派一个GSM900小区的信道来完成呼叫的建立和接续。,缘由（续）,当双频手机从GSM1800覆盖区漫游到GSM900的覆盖区时，双频手机将尽量维持在GSM1800系统，直到通话质量降低到规定的限度时才自动切换到GSM900系统，保持双频手机的通话质量；而用户本人虽然是在通话之中，却感觉不到所处系统的变化。因此双频系统和双频手机是对全球通900系统的进一步完善和补充。,问题2 上海贝尔与美国贝尔的关系,贝尔（1847-1922）是电话的发明人，因此世界上许多电信公司都以“贝尔”为名，形成众多的贝尔公司。,AT&T,贝尔本人创立的贝尔电话公司曾形成庞大的贝尔系统

31、（Bell System），并垄断美国的电信事业达百年之久，贝尔系统以AT&T公司为母公司，下属众多子公司和研究所。另一方面，设在美国、欧洲、亚洲等地区的另一些贝尔公司（如美国的贝尔通信研究所，Bellcore；比利时的贝尔电话设备制造公司，Bell Telephone Manufacturing Co.，BTM；上海贝尔电话设备制造公司等）虽名为“贝尔”却并不属于贝尔系统。,AT&T的发展,1876年：贝尔年取得电话专利权，1877年：创办贝尔电话公司，1880年：成立美国贝尔电话公司，初步形成贝尔系统，1885年：成立美国电话电报公司（AT&T），发展长途电话，1899年：成为以AT&T为

32、母体的贝尔系统，包含制造器材设备的西电公司、从事科研的贝尔实验室和运营电话业务的贝尔运营公司。,AT&T的发展（续）,贝尔的电话专利到期后，美国各地涌现出数以千计的独立电话公司。但由于贝尔系统拥有强大的科研和生产力量，拥有庞大的电信网，所以曾长期垄断80的美国市内电话业务和90的长话业务，并垄断了美国的电信器材设备市场。由于贝尔系统对美国电信事业的长期垄断，引起国内财团之间的矛盾，所以美国司法部曾多次以违反“反托拉斯法”向法院起诉，法院于1982年判决，解散贝尔系统。,AT&T的发展（续）,1984年1月1日贝尔系统正式宣告解体，贝尔系统所属的22家贝尔运营公司（BOC）与其母体AT&T公司分

33、离，合并组成7个地区性控股公司（RHC），改组后的AT&T公司不得经营市内电话业务（1996年美国电信法案已进一步开放电信市场，允许长话、CATV、电力等公司经营本地电信业务），继续保留长途电话业务（但与MCI，Sprint等其他长途公司平等进网，以进行公平的竞争）。,AT&T的发展（续）,1988年和1995年，AT&T公司再次改组，其所属的网络系统、技术系统（其中包含原西电公司）等公司脱离AT&T，并与贝尔实验室相结合，组成朗讯科技公司。贝尔系统解体后，重组的RHCs及所属的BOCs可继续使用Bell为公司的名称，有人称之为“小贝尔”（尽管其中有些公司的名称中并无Bell）。BOCs与AT

34、&T分离后除组成RHCs外还成立了贝尔通信研究所（Bellcore），该研究所与贝尔研究所（AT&T Bell Laboraries）并无关联，但由于其名称中均有“贝尔”，因此容易被误认为同一研究所。,AT&T的发展（续完）,1988年和1995年，AT&T公司再次改组，其所属的网络系统、技术系统（其中包含原西电公司）等公司脱离AT&T，并与贝尔实验室相结合，组成朗讯科技公司。贝尔系统解体后，重组的RHCs及所属的BOCs可继续使用Bell为公司的名称，有人称之为“小贝尔”（尽管其中有些公司的名称中并无Bell）。BOCs与AT&T分离后除组成RHCs外还成立了贝尔通信研究所（Bellcore

35、），该研究所与贝尔实验室（AT&T Bell Laboraries）并无关联，但由于其名称中均有“贝尔”，因此容易被误认为同一研究所。,上海贝尔,美国的国际电话电报公司（ITT）属于另一财团，在业务上与AT&T公司各有分工。AT&T经营美国国内的电信业务，而ITT则经营美国国外的业务，比利时的贝尔电话设备制造公司（BTM）原为ITT的子公司，其产品（如S-12系统）专销美国以外地区。,上海贝尔（续完）,1983年，中比合资的上海贝尔电话设备制造公司成立，1987年，BTM公司被法国阿尔卡特（Alcatel）公司兼并，由ITT-Bell变成Alcatel-Bell，使上海贝尔电话设备制造公司成为

36、中法合资公司，1999年，该公司改名为上海贝尔有限公司。,四、紫外光通信,现在的近距离无线通信方式,蓝牙通信红外通信等,2000年？,美国GTE公司为美军研制了一种新型隐蔽式通信紫外光通信系统。这种系统不易被探测和截收，适用于多种近距离抗干扰通信环境，尤其适用于特别行动和低裂度冲突，是满足战术通信要求的理想手段。,紫外光通信的优点,1、对紫外光指挥、控制和通信进行的试验表明，话音和数据性能很好，而且不受远方电子干扰的影响；2、由于紫外光通信的作用距离受限于大气层，这使得对手即使在当地也很难截收紫外光通信信号；3、系统的辐射功率可根据通信距离要求而减至最小，常规无线电设备不能探测或干扰采用紫外光

37、技术的远方台站的通信。,续,因为紫外光散射在大气层中，故可悄悄地用于12公里的非视距通信。如果采用聚光方式，定向视距通信距离可达510公里。,1设备和技米规范,紫外光通信系统的主要部件有灯、滤光器和遮太阳光检测器。紫外光系统除了光源和探测器外，其他全部采用现在通信系统中普遍采用的电子和机械部件，这些都是已经成熟的技术，可以组装成简单而又坚固的小型化系统，供机载、陆地和水面舰船通信用。,紫外光源,是一只低压汞气稀有气体放电灯，把20的电能转换成253.6mm的辐射光。是现实制灯工业的标准灯，可以制成不同大小和形状，以满足多种规格的要求。灯中还可适当设置反光镜，以增强光源亮度实现对某个位置的定向辐

38、射。,如果把一只管灯做成环状，环中央有一个反射面，大部分能量就会辐射到很宽的范围。如果把它安装在直升机顶上，它就可以起紫外光发射机的作用。,通信系统的电子电路,把话音或数字数据信号转换成曼彻斯特自同步脉冲数据编码流。这种数据脉冲触发灯激励器，使灯闪亮，传话音时闪亮速度平均为20kHz，传送数字则低些。,光探测器,紫外光系统用一个遮太阳光光电倍增管作光探测器。用一个250270nm带通滤光器屏蔽光探测器，使其免受波长大于270nm的太阳残余辐射的影响。在近距离通信中，遮太阳光光电倍增管和滤光器可以直接使用。远程通信时需要将光电倍增管装在聚光镜中，以增强控制器的灵敏度。电子接收机用解码器把收到的信

39、号转换成明文或音频输出。,特异性,各种紫外光通信系统由于用途不同，其要求和技术指标也不一样，但这些系统有一些共性的要求。一般说来，这些通用系统的技术规范为大功率远距离和小功率近距离两种。前一种主要为固定安装使用，后一种则强调轻便和移动性。,接收机和通信距离,接收机用一个15.24cm口径反光镜实现探测器的高灵敏度，设备构成没有诸多限制条件，能满足大多数要求。在距离为210km、数据速率为4800bits时，该系统的误码率能达到1l0-6。紫外光系统的话音通信频率通常为19.2kHz。通信距离取决于气候和辐射功率的大小，大气中的臭氧量、烟雾量和含尘量越高，光的闪射就越严重，通信距离也就越近。,2

40、系统主要性能,紫外光通信系统的特殊性能使它成为理想的隐蔽通信手段。系统辐射的信号扩散在大气层中被大气吸收，信号强度按指数规律衰减。这也就是说，如果一个紫外光通信系统的通信为2km，那么在3km处就探测不到信号。要干扰强紫外光散射是不可能的，因为信号场强的指数衰减是距离的函数。,常规通信方式,在隐蔽行动过程中，要完成预定的任务用常规无线电通信很难做到不被敌方发现，装有良好电子战设备的敌人，在离行动地点相当远的地方就能截收和监听参与行动的各个人员之间的通信，据此确定他们的位置和可能的行动。更高频率的无线电通信可能不易被探测和截收，但只能进行视距通信，不能适应多种地形环境。,紫外光,光发射机发出的紫

41、外光能照射与光接收机视野相交的大气空间，绝大部分紫外光通过大气层的微小颗粒散射到接收机的视野区，并被接收机的天线接收。,单信道紫外光传播系统可供参与巡逻或作战的各成员之间进行明语对话，并保持不被发觉，除非处于采用紫外光探测器的发射机附近。,3.在陆海空作战中的应用,紫外光通信系统可用于包括一个按编队超低空飞行的直升机小队。可以不分昼夜地用紫外光进行内部安全通信。直升机驾驶员知道他们的通信不会被敌人探测，故可向他们的地勤人员传送话音或数据。,使用紫外光通信系统的每架飞机都装备有一套收发信机，发射机以水平方向辐射光信号，收信机则面朝天安装，以收集散射到它的视野区内的紫外光信号。若采用这种系统方案，

42、全小队的飞机都可收到相同的通信信号，还有一种方案是在这种方案的基础上引申出来的，可用于与地面部队通信。,常规战术作战,可由通信方舱之间的近距离数据通信来支援（现在都采用电缆通信），这种新的紫外光通信将减轻后勤部的电缆负担和节省收放电缆需要的时间，方舱到方舱的紫外光通信线路将大大减少通信设备和线路的开设及拆除时间。,方舱之间采用紫外光通信方案类似于直升机的应用方案。发射系统按水平方向从每个方舱辐射紫外光。接收机则面朝天收集光信号。另一种方案是在每个方舱配两套收发信机进行定向通信，但每条数据线路仍然以非视距方式通信，以克服方舱之间树木之类障碍物的影响，定向辐射与散射相比，能大大增强对方接收机处的信

43、号强度，用这种空间隔离法可建立两个方舱之间的通信信道，多信道通信则要通过空间分集来实现。,舰队,当舰队必须保持无线电寂静时，可用紫外光通信系统来提供舰船之间的近距离通信，此外，紫外光技术还可用于改进舰载飞机的惯性导航系统。像其他紫外光通信方式一样，航母飞行甲板通信系统将同时沟通航母通信与所有飞机之间的通信，光发射机安装在航母的舰桥上，以水平方式向甲板辐射紫外光信号，每架飞机上装有一台小型轻便接收机，面朝天安装，以收集散射在大气层中的脉冲编码惯性导航数据，光发射机发出的紫外光具有散射和同播特性，能照射整个飞行甲板，这样飞机可以自由移动，并能同时接收数据。,巡逻,在城区或地形复杂的地区巡逻的小分队

44、，如果视距通信实现不了，也可以用紫外光通信系统传递秘密信息，以协调地面行动。,五、流星余迹通信,什么是流星？,流星是分布在太阳系空间里数不清的星际物质，以每秒几十千米的速度绕太阳旋转。同地球相遇时以每秒1680千米的高速在大气层中运动，使空气急剧电离，在它后面形成尾状离子云，直到它烧成气体和极微细的尘未。,定义,用流星反射无线电信号，流星瞬时通信系统，利用流星进入地球大气层时留下的数千米长的大气电离轨迹，瞬时反射电信号，适合于突发业务。,发展,无线电通信是把语言或数据转化成信号电波发送的。传输中的电波在与流星余迹相遇时，迅即被它反射到几百千米外的地面上，像手电筒光束那样扩展开，覆盖一大片区域；

45、设在那里的地面站收到信号后，可以立即发射出回答信号，通过同一层流星余迹转送到原来发出信号的地面站，这样就可以实现流星通信了。,发展,1、20世纪50年代初，加拿大科学家就开始着手这方面的实验，2、1954年，流星余迹正式用于通信事业，,发展,3、最初是作为卫星通信的一种备份系统而设计的，称为流星瞬时通信系统；4、冷战时期的一种利用流星反射无线电信号的军用通信系统5、如今正在民用领域派上用场，它被一些指挥调度人员用于与飞机、地面车辆之间的通信联络。,工作原理,1、向空中连续发射无线电信号连续探测天空，2、当无线电信号以一个特殊的角度碰到一条流星轨迹时，信号立即被反射回地面，3、触发安装在通信车辆

46、上的一个廉价的传感器，随即一组数字压缩信号被发出。,特点,由于流星轨迹一般只能持续18毫秒，因而发出的信息量很短，大约只有50字节，发送距离可达到1600公里左右。,优点,首先不必付出发射和维护费用，信号损耗小，简化了地面的收发设备，降低了通信的成本；由于流星反射电波的方向性强，地面的接收范围很小，加之通信流星的不断更替，从而加强了通信保密的可靠性。流星不会被摧毁，核爆炸过后的刹那间便可恢复通信，电子干扰也难达到破坏的目的。,实现可能,每天都有数十亿颗流星进入地球大气层，而只要流星的质量大于0.001克，直径大于一毫米就能使该系统工作。,应用1,美国一家公司利用流星瞬时通信系统，使通信调度人员能接收到通过车辆上的全球定位系统接收机发来的信息。这种通信系统的主要优点是比卫星通信的费用便宜许多。,应用2,美国的流星通信公司，也把这项技术与标准无线电传输技术相结合，用于加拿大不列颠哥伦比亚省林业局的护林工作。该系统使护林飞机和地面车辆甚至在超出通信覆盖范围的地方,也能自动发送相关的方位、速度和其它全球定位系统数据，而且由于系统具有双向通信功能，护林飞机的飞行员只需按一下计算机屏幕上的图标，即可报告一处森林火灾的情况。,总结,一、无线传输介质 二、红外通信三、IrDA是什么？四、紫外光通信五、流星余迹通信,