1、會計學1通信子網的基本通信子網的基本(jbn)技術技術第一頁，共30頁。2.1.2 同軸電纜(tn zhu din ln) 同軸電纜（同軸電纜（coaxial cablecoaxial cable）：也像雙絞線那樣由一對）：也像雙絞線那樣由一對導體組成，但它們是按導體組成，但它們是按“同軸同軸”的形式的形式(xngsh)(xngsh)構成構成線對，其結構如下圖中所示。線對，其結構如下圖中所示。 同軸電纜(tn zhu din ln)又分為基帶（baseband）同軸電纜(tn zhu din ln)（阻抗50）和寬帶（broadband）同軸電纜(tn zhu din ln)（阻抗為75。 同

2、軸電纜還有粗和細的之分。 第1頁/共29頁第二頁，共30頁。2.1.3 光纖 光纖：是一根很細的可傳導光線的纖維光纖：是一根很細的可傳導光線的纖維(xinwi)(xinwi)媒體，其半徑僅幾微米至一、二百微媒體，其半徑僅幾微米至一、二百微米。制造光纖的材料可以是超純硅、合成玻璃米。制造光纖的材料可以是超純硅、合成玻璃或塑料。或塑料。 用光纖傳輸電信號時，在發(fā)送(f sn)端先要將其轉換成光信號，而在接收端又要由光檢測器還原成電信號，如下圖所示。第2頁/共29頁第三頁，共30頁。光纖相對于如雙絞線和同軸電纜等這類金屬傳導媒體來說有若干優(yōu)點(yudin)如下： 輕便輕便(qngbin) 低衰減和大

3、容量低衰減和大容量 . 電磁電磁(dinc)隔離隔離 光纖分為多模（多模（multimodemultimode）光纖和單模）光纖和單模( (single modesingle mode) )光纖光纖2.1.4 其它傳輸媒體 無線電（無線電（radio）通信在無線電廣播和電視廣播中已廣泛使用。 第3頁/共29頁第四頁，共30頁。蜂窩式無線電話蜂窩式無線電話(wxin dinhu)(wxin dinhu)網網 第4頁/共29頁第五頁，共30頁。微波（微波（microwavemicrowave）通信通常是指利用在）通信通常是指利用在1GHz1GHz范圍內的電波范圍內的電波來進行通信。高頻來進行通信。

4、高頻(o pn)(o pn)的微波和低頻的無線電波不同的微波和低頻的無線電波不同的一個重要特性是沿著直線傳播，而不是向各個方向擴散的一個重要特性是沿著直線傳播，而不是向各個方向擴散的。的。 紅外（紅外（infraredinfrared）通信）通信(tng xn)(tng xn)是利用紅外線進行的是利用紅外線進行的通信通信(tng xn)(tng xn)，已廣泛應用于短距離的通信，已廣泛應用于短距離的通信(tng (tng xn)xn)。 利用激光（利用激光（laserlaser）能不通過有形的光導體直接在空）能不通過有形的光導體直接在空中中(kngzhng)(kngzhng)傳輸，并能在很長的

5、距離內保持聚焦傳輸，并能在很長的距離內保持聚焦，即定向，的特點，也可用作為物理傳輸媒體。，即定向，的特點，也可用作為物理傳輸媒體。 衛(wèi)星衛(wèi)星（satellite）通信可以看成是一種特殊的微波通信，和一般地面微波通信的不同在于它使用地球同步衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)微波信號，如下圖所示。 第5頁/共29頁第六頁，共30頁。衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信(wixng (wixng tngxn) tngxn) 第6頁/共29頁第七頁，共30頁。 衛(wèi)星主要(zhyo)有三個波段：C波段、Ku波段和Ka波段。 衛(wèi)星通信的新發(fā)展是低成本的微型(wixng)地面站的出現，這種系統(tǒng)有時被稱為甚小口徑終端VSAT（Very Sma

6、ll Aperture Terminal）系統(tǒng)。 第7頁/共29頁第八頁，共30頁。 VSAT系統(tǒng)中利用了下述操作方式：在衛(wèi)星通信中，只要地面發(fā)送方或接收方中任一方(y fn)有大的天線和大功率的放大器，另一方(y fn)可用只有一米天線的微型終端，即VSAT。在該系統(tǒng)中，通常兩個VAST終端之間無法通過衛(wèi)星直接通信，還必須再經過一個帶有大天線和大功率放大器的中心站來轉接，如下圖所示。 第8頁/共29頁第九頁，共30頁。使用使用(shyng)(shyng)中心站中心站的的VSAT VSAT 第9頁/共29頁第十頁，共30頁。電磁波的頻譜及在通信電磁波的頻譜及在通信(tng (tng xn)xn

7、)中作用中作用 2.2 傳輸技術 2.2.1 數據通信中的若干(rugn)技術參數 第10頁/共29頁第十一頁，共30頁。一般點到點的通信系統(tǒng)(xtng)都可由下圖加以概括 ：通信(tng xn)系統(tǒng)中傳輸的信號可分為連續(xù)變化和離散變化兩大類。模擬信號和數字信號 按照信道中傳輸的是模擬信號還是(hi shi)數字信號，可以相應地把信道分為兩類：模擬信道和數字信道。 數據通信，簡單地說，就是數字計算機或其它數字終端裝置之間的通信。 第11頁/共29頁第十二頁，共30頁。通過模擬通過模擬(mn)(mn)信道進行數據信道進行數據通信通信 因為任何實際的模擬信道所能通過的信號的頻率都有一定的范圍，稱之

8、為該信道通頻帶的寬度或稱為帶寬（bandwidth）。信道的帶寬是由傳輸媒體和有關(yugun)的附加設備與電路的頻率特性綜合決定的。 第12頁/共29頁第十三頁，共30頁。 我們將介紹模擬信道的帶寬和它所傳送的數字信號的數據速率(sl)之間的關系 ，奈奎斯特公式和香農公式。 奈奎斯特公式給出了無熱噪聲（熱噪聲是指由于信道奈奎斯特公式給出了無熱噪聲（熱噪聲是指由于信道中分子熱運動引起的噪聲，這里假定沒有熱噪聲）時中分子熱運動引起的噪聲，這里假定沒有熱噪聲）時信道帶寬對最大數據速率的限制信道帶寬對最大數據速率的限制(xinzh)(xinzh)，具體為，具體為 ：)(log22bpsLHC 這里，

9、H是信道的帶寬（以Hz為單位），而L表示某給定時刻(shk)數字信號可能取的離散值的個數。 香農則進一步研究了受噪聲（服從高斯分布）干擾的信道的情況，給出了香農公式香農公式： )(1 (log2bpsNSHC這里，S表示信號功率，N為噪聲功率，S / N則為信噪比。信噪比。 第13頁/共29頁第十四頁，共30頁。碼元速率指的是每秒信號狀態(tài)變化的次數，以波特（碼元速率指的是每秒信號狀態(tài)變化的次數，以波特（Baud）作為單位）作為單位。由于某給定時刻信號可能取的離散。由于某給定時刻信號可能取的離散 值的個數（奈奎斯特公式中的值的個數（奈奎斯特公式中的L）對各個系統(tǒng)可以不一樣，碼元速率）對各個系統(tǒng)可

10、以不一樣，碼元速率B和數據和數據(shj)速率速率C在數值上是在數值上是不一定相等的。但是，它們間有如下關系：不一定相等的。但是，它們間有如下關系：LBC2log下面我們來說明(shumng)兩種不同的傳輸方式：模擬傳輸與數字傳輸。模擬傳輸是一種不考慮其內容的模擬信號傳輸方式。數字傳輸則不一樣，關心的是信號的內容。在長距離傳輸中數字傳輸技術已逐步取代早先的模擬傳輸技術。第14頁/共29頁第十五頁，共30頁。2.2.2 數字(shz)調制技術 由信源產生的原始電信號通常稱為基帶信號，在調制過程中，基帶信號又稱為調制信號（實際上是被調制的信號）。調制的過程就是按調制信號（基帶信號）的變化規(guī)律去改變

11、載波某些參數的過程。 調制的方法大體上分為兩大類：用正弦型高頻信號作為載波的正弦波調制和用脈沖串作為載波的脈沖調制。正弦波調制又分為模擬(mn)調制和數字調制兩種。所謂模擬(mn)調制，就是調制信號為連續(xù)型的正弦波調制，而數字調制則是調制信號為數字型的正弦波調制。第15頁/共29頁第十六頁，共30頁。正弦振蕩的載波可用A sin(2nft+)來表示(biosh)，使其幅度A、頻率f或相位隨基帶信號變化而變化，就可在載波上進行調制了。這三者分別成為幅度調制(Amplitude Modulation)、頻率調制(Frequency Modulation)或相位調制(Phase Modulation

12、)，亦可分別簡稱為調幅(AM)、調頻(FM)或調相(PM)。第16頁/共29頁第十七頁，共30頁。第17頁/共29頁第十八頁，共30頁。 所謂全雙工，就是指數據可以同時在兩個(lin )方向傳輸。下圖介紹的是貝爾公司的108系列調頻方式的調制解調器的規(guī)范。 第18頁/共29頁第十九頁，共30頁。話頻線路話頻線路(xinl)(xinl)上的全雙上的全雙工工FMFM傳輸傳輸 第19頁/共29頁第二十頁，共30頁。 在數字調制中，可以利用數字信號離散取值的特點，由數字電路的開關，象撥鍵一樣來控制振幅(zhnf)、頻率或相位的變化。因而在數據通信中調幅、調頻和調相常相應地稱為幅移鍵控ASK(Ampli

13、tude Shift Keying)、頻移鍵控FSK(Frequency Shift Keying)和相移鍵控PSK(Phase Shift Keying)。下圖給出了用數字電路開關來實現FSK調制的原理圖。 第20頁/共29頁第二十一頁，共30頁。FSKFSK調制調制(tiozh)(tiozh)原原理圖理圖 第21頁/共29頁第二十二頁，共30頁。2.2.3 脈碼調制在發(fā)送端將模擬信號變換為數字信號的裝置稱為編碼器（Coder），而在接收端將收到的數字信號復原成模擬信號的裝置則稱為解碼器(Decoder)。通常進行的是雙向通信，使用既能編碼又能解碼的裝置，即編碼解碼器（Codec）。模擬信號

14、通過編碼解碼器進行數字傳輸的工作過程(guchng)示意如下圖：第22頁/共29頁第二十三頁，共30頁。將模擬信號變換為數字信號的常用方法(fngf)是脈碼調制PCM(Pulse Code Modulation)。脈碼調制的過程由取樣、量化和編碼三步構成。 1、取樣：就是按照一定的時間間隔采樣(ci yn)測量模擬信號幅值。 2、量化：就是將取樣點處測得的信號幅值分級(fn j)取整的過程。 3、編碼：就是將量化后的整數值用二進制數來表示。 脈碼調制中，分級取整量化時引進了誤差。顯然分級越細，誤差越小。但分級越細，每個樣本點編碼所需的比特數就越多。下圖給出了脈碼調制的示意圖。 第23頁/共29

15、頁第二十四頁，共30頁。脈碼調制脈碼調制 第24頁/共29頁第二十五頁，共30頁。2.2.4 多路復用 多路復用：多路復用：技術就是把許多信號在單一的傳輸線路和用單一的傳輸設備來進行傳輸的技術。 兩種常用的多路復用技術：頻分多路復用頻分多路復用FDMFDM（Frequency Division Multiplexing）和時分多路復用時分多路復用TDMTDM（Time Division Multiplexing）。 下圖中給出的話頻線路上全雙工FM傳輸的例子 ：第25頁/共29頁第二十六頁，共30頁。第26頁/共29頁第二十七頁，共30頁。T1T1信道信道(xn do) (xn do) 的的T

16、DM TDM 波分多路復用波分多路復用WDMWDM（Wavelength Division Multiplexing） 第27頁/共29頁第二十八頁，共30頁。2.2.5 數字信號的編碼(bin m)技術 曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼(bin m)(bin m)（Manchester EncodingManchester Encoding）：是為）：是為了自帶位同步（或稱比特同步）信號而采用的一種編碼了自帶位同步（或稱比特同步）信號而采用的一種編碼(bin m)(bin m)方法。方法。 差分曼徹斯特編碼（差分曼徹斯特編碼（Differential Manchester EncodingDifferential Manchester Encoding）是基本）是基本(jbn)(jbn)曼徹斯特編碼的變形曼徹斯特編碼的變形4B/5B4B