內(nèi)容提要11.1通信、電信、傳輸系統(tǒng)模型及發(fā)展史1.2電信傳輸信號和信道1.3傳輸特性和傳輸單位1.4電信傳輸工程1.1通信、電信、傳輸系統(tǒng)模型及發(fā)展史21.1.1通信、電信、電信傳輸?shù)亩x

1．通信的定義“通信”可先從字面意義來理解，“通”是送達(dá)的意思，還有相互交流的含義?！巴ā睂?yīng)的英文單詞為communication，也是傳遞、交流、溝通之意?！靶拧笔切畔?、消息之意。“信”對應(yīng)的英文單詞為Information，是“消息、情報、知識、見聞、資料”的意思。通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒質(zhì)進(jìn)行的信息交流與傳遞。2.電信、電信傳輸?shù)亩x

電信這一術(shù)語來源于1973年國際電信公約規(guī)定?！半娦拧?Telecommunication)，是指利用有線電、無線電、光波和其他電磁系統(tǒng)，對消息、情報、指令、文字、圖像、聲音等電信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和交換。通常定義“電信”，就是利用電子技術(shù)實現(xiàn)傳送信息和交流信息的通信方式。電信傳輸是指把含有信息的電信號通過具體物理媒質(zhì)從一處傳到另一處的物理過程。電信傳輸?shù)幕救蝿?wù)就是把一個用戶發(fā)出的信息，以用戶滿意的質(zhì)量傳送到接收端用戶的過程。電信傳輸原理研究的主要對象是傳輸媒質(zhì)（傳輸線、自由空間），即對信道開展研究。信道是信號傳輸?shù)耐ǖ?，與信道有關(guān)的概念主要有媒質(zhì)(介質(zhì))、損耗（衰減）、衰落、噪聲、干擾、帶寬等。媒質(zhì)是指自由空間、金屬電纜線、波導(dǎo)、光纜等能傳輸信號的物質(zhì)實體；損耗是指信號能量經(jīng)信道一段距離的傳輸后的減少程度；衰落是指信號能量經(jīng)信道一段距離的傳輸后而起伏不定的減少現(xiàn)象；噪聲是指電信傳輸中隨機(jī)出現(xiàn)的無用的自發(fā)脈沖統(tǒng)稱；干擾是指電信傳輸中隨機(jī)出現(xiàn)的無用信號對有用信號的影響；帶寬是指通信信道擁有的頻譜寬度。1.1.2電信傳輸系統(tǒng)模型

以分處A、B兩地的任意兩用戶（人與人，機(jī)器與機(jī)器，人與機(jī)器）間的信息傳遞為例，基于點到點之間的電信傳輸系統(tǒng)一般模型，可用圖1-1來描述。

圖1-1點到點電信傳輸系統(tǒng)一般模型信源是消息的產(chǎn)生地，其作用是把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號（稱為消息信號或基帶信號）。發(fā)信設(shè)備位于發(fā)信A端，它將信源發(fā)出的信號變換成適合信道傳輸?shù)碾娀蚬庑盘枺ǔ７Q為調(diào)制器。信道是信號傳輸通道的簡稱，它由傳輸信號的物理媒質(zhì)和相應(yīng)設(shè)備組成。信道的功能就是順利地把電信號自A點（發(fā)信端）迅速且正確無誤地輸送到B點（收信端）。噪聲不是人為加入的設(shè)備，而是電信傳輸系統(tǒng)中各種設(shè)備和信道中客觀存在的物理量。收信設(shè)備位于接收B端，基本功能與發(fā)信設(shè)備相反通常稱為解調(diào)器。信宿是信息傳輸?shù)臍w宿點，是消息接收者，它將復(fù)原的原始信號轉(zhuǎn)換成與信源相對應(yīng)的消息。實用電信傳輸系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，除了必須具備傳輸信道部分外，還需要有用戶終端設(shè)備、交換設(shè)備、多路復(fù)用設(shè)備和傳輸終端設(shè)備（收發(fā)信機(jī)）等組成。

圖1-2實用電信傳輸系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)無線信號在自由空間傳輸過程：

①發(fā)信機(jī)產(chǎn)生電信號——②并由發(fā)射天線轉(zhuǎn)換成電磁波——經(jīng)空間媒質(zhì)傳播——③到接收端，由接收天線接收電磁波還原成電信號---送收信機(jī)還原原始信號----完成傳輸。特別是無線信號在自由空間傳輸過程中，需要天線完成高頻信號向電磁波轉(zhuǎn)換并發(fā)射或?qū)⒔邮针姶挪ㄞD(zhuǎn)換成電信號的過程。當(dāng)傳輸系統(tǒng)服務(wù)范圍不同時，天線結(jié)構(gòu)也不同，常用天線如圖1-3所示。

圖1-3常用天線的實物圖移動定向天線MMDS-C型微波天線全向天線微波接力天線

拋物面天線八木天線1.1.3電信傳輸理論及傳輸技術(shù)的發(fā)展史101．電信傳輸理論的發(fā)展史

電信傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ)是麥克斯韋電磁場理論，早在1865年，麥克斯韋在題為《電磁場的動力學(xué)理論》的論文中，首次預(yù)言電子在運動時會以電磁波的形式沿導(dǎo)體或自由空間傳播。1876年，亥維塞利用麥克斯韋方程推導(dǎo)出了經(jīng)典電報方程，并于1903年架設(shè)了一條電信傳輸線路，連接了利物浦和瓦靈頓兩個城市，使亥維塞的理論完全得到了證明。經(jīng)典電報方程既適用于平行雙導(dǎo)線，又適用于同軸電纜等傳輸線。1893年，英國物理學(xué)家湯姆遜（電子的發(fā)現(xiàn)者）出版了一本論述麥克斯韋電磁理論的書，肯定了沿圓金屬管壁傳輸電磁波的可實現(xiàn)性，預(yù)言管內(nèi)傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟ㄩL可與圓柱管子直徑相比擬，該預(yù)言直到1936年才得以證實，這就是經(jīng)典的微波傳輸線，即圓波導(dǎo)。在1897年，英國物理學(xué)家瑞利在發(fā)表的論文中，討論了矩形截面和圓形截面“空柱”中的電磁振動，即對應(yīng)后來的矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)，并引進(jìn)了截止波長的概念。瑞利還得到了矩形波導(dǎo)中主模的場方程組，并討論了圓波導(dǎo)中的主模。2．電信傳輸技術(shù)的發(fā)展史

1）古代通信

我國是世界上最早建立有組織的傳遞信息系統(tǒng)的國家之一，諸如烽火臺傳送邊疆警報信息、我國西北邊陲擊鼓鳴金傳送報警信息或傳達(dá)作戰(zhàn)命令、信鴿傳遞文字信息、旗語視距范圍內(nèi)交流信息、驛站的站站接力等方式傳遞信息，國外諸如希臘用火炬的位置表示字母符號，用馬拉松長跑傳送口頭或書面信息等。2）近代通信

始于1820年，安培首先提出利用電磁現(xiàn)象傳遞電報信號的設(shè)想，指明了電報通信發(fā)展的方向，這也是近代數(shù)字通信的開始，此后，電報通信技術(shù)不斷地改進(jìn)，并得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

①在1837年，人類歷史上第一次進(jìn)行電信聯(lián)系的電報、電話，先后發(fā)生英國人在1.5km的距離上作了電報表演

②在1876年，貝爾獲美國專利局授予的電話專利，并在1877年用硬雙銅線架設(shè)了電話線路，從此傳輸線開始了傳輸比電報信號頻率高得多的語音信號。這就是電信傳輸線路的最早應(yīng)用

③

1955年第一條從紐芬蘭到蘇格蘭海底越洋同軸電話電纜完成。

④1977年，美國芝加哥建成第一條光纖通信線路，長度為6km。然而，事情發(fā)展得很快，1988年建成了橫跨大西洋的海底光纜系統(tǒng)，采用的是單模光纖，總長達(dá)到19200km。⑤1893年，英國物理學(xué)家湯姆遜（電子的發(fā)現(xiàn)者）發(fā)表了一本論述麥克斯韋電磁理論的書，肯定了圓金屬壁管子傳輸電磁波的可實現(xiàn)性，預(yù)言波長可與圓柱直徑相比擬，這就是微波傳輸線即圓波導(dǎo)，直到1936年才得以實現(xiàn)。⑥1897年，英國物理學(xué)家瑞利在發(fā)表的論文中，討論了矩形截面和圓形截面“空柱”中的電磁振動，即對應(yīng)后來的矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)，并引進(jìn)了截止波長的概念。瑞利還得到了矩形波導(dǎo)中主模的場方程組，并討論了圓波導(dǎo)中的主模。到1931年，人們看出了波導(dǎo)技術(shù)實用價值。⑦1936年，貝爾實驗室的科學(xué)家做出了實驗波導(dǎo)線長為260m的青銅管，直徑12.5cm．信號彼長為9cm。后來，人們把1936年當(dāng)作微波技術(shù)開始年份。⑧1919年，調(diào)幅無線電廣播、超外差接收機(jī)問世，1936年，商業(yè)電視廣播開播。3）現(xiàn)代通信

自通信發(fā)明之日起，人類的經(jīng)濟(jì)和社會生活就隨之而發(fā)生改變了。當(dāng)然，只有以計算機(jī)為代表的信息技術(shù)進(jìn)入商用化以后，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入商用化以后，才真正完成了近代通信技術(shù)向現(xiàn)代通信技術(shù)的轉(zhuǎn)變，通信的重要性日益得到增強(qiáng)。4）未來通信

著人類對通信的極高要求以及光纖和寬帶IP等相關(guān)技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的。目前社會已進(jìn)入多媒體通信時代，多媒體通信將成為21世紀(jì)人類通信的基本方式，多媒體通信的高速率、寬帶化、智能化特點要求研究發(fā)展未來通信技術(shù)。其技術(shù)是隨著人類對通信的極高要求以及光纖和寬帶IP等相關(guān)技術(shù)的成熟而發(fā)展起來的。目前社會已進(jìn)入多媒體通信時代，多媒體通信將成為21世紀(jì)人類通信的基本方式，多媒體通信的高速率、寬帶化、智能化特點要求研究發(fā)展未來通信技術(shù)。1.2電信傳輸信號和信道1.2.1信號的類型和電磁波波段的劃分

人們可以選擇不同的信號來攜帶信息，具體選擇什么樣的信號，取決于對信號的了解和研究，研究信號最直觀的方法就是觀察它的時域波形和頻域頻譜。1.電信號的類型

信號可以從不同的角度進(jìn)行分類，比如信號可以分為確知信號與隨機(jī)信號、周期信號與非周期信號、基帶信號與頻帶信號、模擬信號與數(shù)字信號等。1）模擬信號

模擬信號是指信號的某種參量模擬（仿照）原始消息變化的電信號。模擬信號有時也稱連續(xù)信號。

例如，固定電話機(jī)把語音通過送話器變成的電信號就是一種模擬信號，因為送話器輸出的電信號幅度與聲壓的幅度成正比，而且是隨時間連續(xù)變化的。

圖1-4模擬信號

2）數(shù)字信號數(shù)字信號是指時間上和幅度上的取值都是離散的，如圖1-5所示,。數(shù)字信號在傳輸上最主要的是它的抗干擾性強(qiáng)。例如數(shù)據(jù)通信——通信傳輸?shù)亩际菙?shù)字信號，如人與計算機(jī)和計算機(jī)與計算機(jī)之間的通信。編碼電報的信號就是一種數(shù)字信號。1-5數(shù)字信號182.電磁波波段的劃分

通信所采用的傳輸方式是由電磁波的頻率所決定的。通信的容量幾乎與使用的頻率成正比，對通信容量的要求越高，使用頻率就越高。

在信號傳輸中采用哪種傳輸線，對信號傳輸更有效、更可靠與其電磁波波段有直接關(guān)系。常用的傳輸線與電磁波波段劃分的對應(yīng)關(guān)系如圖1-6所示。

市話用戶接入、有線電視用戶接入和計算機(jī)數(shù)據(jù)接入這三種有線傳輸方式落在超短波（VHF）左右波段，光纖通信波段的波長為0.8～1.7μm。波段（頻段）的劃分及典型應(yīng)用如表1-1所示。電磁波波段的劃分（有線和無線電波頻譜劃分）

對流層對流層電離層圖1-6電磁波段劃分圖表1-1波段（頻段）劃分及典型應(yīng)用

3×10-5～頻率范圍波長符號傳輸媒質(zhì)用途3Hz～30kHz104～108m甚低頻VLF有線線對或長波無線電音頻、電話、數(shù)據(jù)終端長距離導(dǎo)航、時標(biāo)30～300kHz103～104m低頻LF有線線對或長波無線電導(dǎo)航、信標(biāo)、電力線通信300kHz～3MHz102～103m中頻MF同軸電纜或短波無線電調(diào)幅廣播、移動陸地通信、業(yè)余無線電3～30MHz10～102m高頻HF同軸電纜或短波無線電移動天線電話、短波廣播定點軍用通信、業(yè)余無線電30～300MHz1～10m甚高頻VHF同軸電纜或米波無線電電視、調(diào)頻廣播、空中管制、車輛、通信、導(dǎo)航300MHz～3GHz10～100cm特高頻UHF波導(dǎo)或分米波無線電微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達(dá)3～30GHz1～10cm超高頻SHF波導(dǎo)或厘米波無線電微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達(dá)、無線寬帶接入30～300GHz1～10cm極高頻EHF波導(dǎo)或毫米波無線電雷達(dá)、微波接力、射電天文學(xué)107～108GHz3×10-4

cm紫外、可見光、

紅外光纖或激光空間傳播光通信1.2.4

電磁波常見的傳播模式1.電磁波

以很高速度傳播的電磁場叫做電磁波，簡稱“電波”。

電磁波的物理特性解釋則是電和磁的波動過程，是電磁場的一種運動形態(tài)，或者說，電磁波是在空間傳播的交變電磁場。電與磁是一體兩面，變化的電場會產(chǎn)生磁場，變化的磁場則會產(chǎn)生電場。變化的電磁場構(gòu)成了一個不可分離的統(tǒng)一的場，即電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波。212.電磁波的傳播模式

①是橫電磁波（TEM波），這種波在傳播方向Z上既無縱向分量，即Ez=0且Hz=0。這種模式只能存在于雙導(dǎo)體傳輸線中和無線傳輸（無界空間理想介質(zhì)）中。②是橫電波（TE波），這種波的Ez=0，但Hz≠0。這種模式存在于金屬波導(dǎo)中。③是橫磁波（TM波），這種波的Hz=0，但Ez≠0。這種模式存在于金屬波導(dǎo)中。④是EH波或HE波（混合模），這種波的Ez≠0且Hz≠0。它們是TE波和TM波的線性疊加，縱向電場占優(yōu)勢的模式稱做EH波，縱向磁場占優(yōu)勢的模式稱做HE波。這類波存在于介質(zhì)波導(dǎo)中。注意，無論何種波型，其電場與磁場總是相互垂直的。22圖1-7TEM波、TE波、TM波電場及磁場與傳播方向關(guān)系

在信號傳輸中，同一傳輸媒質(zhì)可傳輸不同模式的電磁波，電磁波的場結(jié)構(gòu)稱為電磁波的模式或波型。不同種類電磁波的模式是由電磁波的磁場、電場和傳播方向（比如X、Y、Z方向）三者之間相互關(guān)系來決定的，如圖1-7所示，下面簡介電磁波常見傳播模式的種類。圖1-8波導(dǎo)中TE10波TM10波長分布結(jié)構(gòu)金屬波導(dǎo)中只傳輸TEmn波和TMmn波；比如TE10和TM10波，如圖1-8所示。圖1-9同軸電纜中TEM波的場結(jié)構(gòu)同軸線中在低頻時傳輸TEM波，而在高頻傳輸時既有TEM波又有TEmn和TMmn波，如圖1-8所示。TEM波？又稱橫電磁波(平面波)，即Ez=0和Hz=0量。電場、磁場分量都在橫截面上。同軸線中TEM波場結(jié)構(gòu)磁力線電力線自由空間TEM波場結(jié)構(gòu)圖1-10無界空間TEM波的電磁場分布模型在無線傳輸（無界空間理想介質(zhì)）中，無線電波是一種能量傳輸形式，傳播過程中的電場與磁場在空間相互垂直，同時還垂直于傳播方向，電磁波的場分布結(jié)構(gòu)只有TEM波一種形式，如圖1-10所示。1.2.3電信傳輸信道

對通信或電信的認(rèn)識，其實質(zhì)就是對“信息傳輸”或“電信傳輸”的認(rèn)識。所有的電信傳輸系統(tǒng)均可抽象成由發(fā)送設(shè)備、信道（或傳輸信道）與接收設(shè)備三部分組成，信道是完成信息傳輸?shù)淖钪匾耐ǖ馈?．信道概念

信道是指以傳輸媒質(zhì)為基礎(chǔ)的信號傳輸通道。具體來說，根據(jù)傳輸媒質(zhì)是否有形，信道可分為有線信道和無線信道，抽象來說，信道也可以用指定的一段頻帶來表示。2．信道的分類

信道可分為兩類：狹義信道和廣義信道。狹義信道1廣義信道2

信道分類狹義信道1廣義信道2

信道分類電信傳輸方式：有線傳輸、無線傳輸。有線傳輸方式：明線、電纜傳輸和光纖傳輸；無線傳輸方式：移動通信傳輸、微波中繼傳輸和衛(wèi)星傳輸；移動（1）狹義信道：（2）廣義信道調(diào)制信道編碼信道圖1-11調(diào)制信道和編碼信道信道分類歸納如下：331.2.4

有線信道及特性

1.有線信道

在有線信道傳輸時，電磁波只能在導(dǎo)體周圍的有限空間沿著有線介質(zhì)定向傳播，構(gòu)成直通信息流通路。

有線信道包括明線、對稱電纜、同軸電纜、金屬波導(dǎo)和光纜等，如圖1-12所示。

34圖1-12通信傳輸線路圖1-13雙絞線電纜的結(jié)構(gòu)圖雙絞線俗稱網(wǎng)線，其組成由若干對帶絕緣的導(dǎo)線扭絞封裝在外護(hù)層形成。雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UnshildedTwistedPair，UTP）和屏蔽雙絞線（ShieldedTwistedPair，STP），其基本結(jié)構(gòu)如圖1-13所示，雙絞線主要用于計算機(jī)局域網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線等。2.有線信道特性

討論有線信道特性的目的是了解信道特性對信號傳輸?shù)挠绊?，信道特性主要有損耗、帶寬、容量、噪聲、干擾（失真）等。

振幅-頻率特性——衰減，帶寬（容量）

相位-頻率特性——失真（噪聲、干擾）以及頻率漂移等來描述。1）信道的損耗損耗的定義是當(dāng)信號經(jīng)過某一傳輸線路后，若輸出的信號功率為Pout，輸入端的信號功率為Pin，則信號經(jīng)過傳輸線路的損耗值為[A]，由式（1.4）描述。

（1.4）2)信道的帶寬

從定性角度來說，帶寬是指在固定的時間內(nèi)信道無損耗可傳輸?shù)男畔⑷萘?。例如，對模擬信號，可用信號幅度損耗與頻率的關(guān)系曲線，即幅—頻特性來確定帶寬，如圖1-14（a）所示，3637圖1-14理想有線信道的傳輸特性3）信道容量信道容量，簡單來說就是信道容納的信息量。信道容量（或傳輸容量）是指信道能夠無差錯傳輸最大平均信息速率。信道的傳輸能力即傳輸容量C的主要限制可由克勞德·香農(nóng)（ClaudeElwoodShannon，1916—2001）公式給出，在帶限高斯白噪聲信道中，傳送M進(jìn)制數(shù)字信號的信道容量為：

（bit/s）

（1.5）

式中，C指運載信息的能力（比特／秒，bit/s），B是信道帶寬（又稱為鏈路帶寬），S/N為信噪比,M指多進(jìn)制碼元。香農(nóng)公式給出了運載能力的極限值C，它也常被稱為“香農(nóng)極限”。這個公式來自于信息理論，它對于所有的技術(shù)都適用。4）噪聲和干擾

信號在信道傳輸過程中，會遇到各種情況下的噪聲和干擾的影響。傳輸系統(tǒng)中即使沒有信號傳輸也會有噪聲，噪聲來源有人為噪聲、自然噪聲、系統(tǒng)內(nèi)部噪聲，對于有線信道主要研究系統(tǒng)內(nèi)部噪聲。

另外在傳輸系統(tǒng)中還存在有信道的干擾，由于干擾對信號傳輸?shù)挠绊懸蛩乇容^復(fù)雜，而且對有線信道而言其對信號傳輸影響程度較低，在工程上可以忽略或估計。1.2.5無線信道及特性1．無線信道

在無線電收發(fā)信機(jī)之間的電磁波傳播總是要受到地面和大氣層的影響的。按照電磁波通過大氣層（4層）的不同，再加上通信距離、頻率和位置的不同，電磁波的傳播方式可分為地表波、地反射波、直射波、天波及散射波傳播等，如圖1-15所示。圖1-15大氣層的結(jié)構(gòu)和無線電波的傳播

采用接力（中繼）傳輸方式，每隔一定距離設(shè)立接力轉(zhuǎn)發(fā)站，像接力賽跑一樣，逐段把信息傳到遠(yuǎn)方，如圖1-16所示。

對流層是比電離層低的不均勻氣團(tuán)，散射波傳播的工作頻段主要是超短波和微波，通信距離最大600~800千米，如圖1-17所示。

圖1-16微波接力傳輸

圖1-17散射波傳播

2．無線信道特性無線信道特性參數(shù)與有線信道特性參數(shù)相似，比如損耗、衰落、帶寬、容量、噪聲、干擾等。1）信道的損耗與衰落無線信道的傳輸損耗，主要有自由空間傳播損耗、大氣吸收損耗、降雨引起的損耗以及由于折射、散射與繞射、電離層閃爍與多徑等引起的附加損耗。無線信道的衰落，是一種起伏不定的變化損耗?！奥ヂ洹被颉瓣幱八ヂ洹?，慢衰落對傳輸信號的影響可以通過調(diào)節(jié)設(shè)備的增益來補(bǔ)償。還有一種衰落變化非?？斓?，就稱“快衰落”或“多徑衰落”，快衰落是由于電波傳播可能出現(xiàn)多條傳播路徑所引起的，如圖1-18所示。圖1-18無線信道損耗與衰落特性示意圖2)信道的帶寬和容量43

在無線傳輸信道中，信道帶寬或數(shù)據(jù)傳輸速率由什么來決定呢？從無線通信發(fā)展規(guī)律可知，隨著載波頻率的提升其傳輸可用帶寬可以隨之提升。簡單的解釋是載波頻率的提升，帶來可用頻譜范圍的增大，進(jìn)而帶來傳輸可用帶寬的增加。

根據(jù)香農(nóng)定理，可靠通信的數(shù)據(jù)速率直接與通信所用信號頻率范圍成比例，所以當(dāng)載波頻率提升時，會帶來可用的頻譜范圍提高，進(jìn)而導(dǎo)致帶寬的提升。

無線信道的帶寬與載波頻率之間有一定的約束關(guān)系，具體的信道帶寬估算與載波頻率關(guān)系不是恒定的,信道帶寬與不同技術(shù)的傳輸系統(tǒng)有關(guān)，也與政府部門頻譜分配也有關(guān)。比如中國移動的5G頻段為2515~2675MHz，即帶寬為160MHz；中國聯(lián)通的5G頻段為3500~3600MHz，即帶寬為100MHz。

帶寬是指信道在傳輸信號的過程中，事實存在的一定的頻率使用范圍，當(dāng)傳輸信號的頻率寬度超過其信道應(yīng)用范圍時，通信的質(zhì)量會下降，這個頻率范圍被稱為信道帶寬。如果傳輸過程中無質(zhì)量下降的頻率應(yīng)用范圍的上限頻率為fH，下限頻率為fL，則其絕對帶寬WB=fH-

fL，定義絕對帶寬與載頻之比（fH-

fL）/

fC為相對帶寬RWB，當(dāng)相對帶寬固定時，若載頻變大，則絕對帶寬應(yīng)該增大。根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會（FederalCommunicationsCommission–FCC）的規(guī)定，窄帶的相對帶寬RWB小于1%，寬帶的相對帶寬RWB在1%至25%之間，超寬帶的相對帶寬RWB大于25%。比如，微波中繼傳輸，其載頻fC=2GHz，RWB為10%，則信道的絕對帶寬WB為200MHz。3）噪聲和干擾無線傳輸信道中的噪聲種類有內(nèi)部噪聲和外部噪聲。內(nèi)部噪聲主要是系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的各種噪聲，而外部噪聲才是真正對無線信道的影響較大的噪聲，比如自然噪聲中的大氣噪聲、太陽噪聲、銀河噪聲和人為噪聲（又可分成郊區(qū)人為噪聲和市區(qū)人為噪聲）等。干擾是指信號在信道傳輸中非有用信號對信號傳輸帶來的一種影響。通常討論的干擾是指無線電臺間的相互干擾，包括電臺本身產(chǎn)生的干擾，主要應(yīng)考慮鄰道干擾、同頻道干擾、互調(diào)干擾以及因遠(yuǎn)近效應(yīng)引起的近端對遠(yuǎn)端信號的干擾等。1.2.6電信傳輸?shù)闹饕攸c電信傳輸中的信號是多頻率的，含有信息的，無論是模擬通信還是數(shù)字通信，它們的信號都包含著豐富的頻率。因此對收、發(fā)信機(jī)和傳輸信道帶寬的要求非常重要。例如普通的電話機(jī)發(fā)出的話音信號頻率范圍大約300HZ到3400HZ左右；有線電視CATV的傳輸頻帶更寬，大致達(dá)750MHZ左右。

1.傳輸信號的多頻率2.電信傳輸?shù)墓β?.電信傳輸?shù)男?.電信傳輸與信號變換1.2.6電信傳輸?shù)闹饕攸c有線電信傳輸?shù)墓β时容^小，它一般只有毫瓦量級。例如一部普通電話機(jī)發(fā)出語音信號功率只有一毫瓦左右，經(jīng)過傳輸?shù)綄Ψ接脩艚邮諘r，只要不小于一微瓦就能滿意地通話。而無線電信傳輸?shù)墓β时容^大，它一般為瓦量級，例如一部移動電話發(fā)出的語音信號功率約有24～30dBm（約1瓦左右，至少也有500毫瓦），，經(jīng)過基站傳輸?shù)綄Ψ接脩艚邮找话銥?.001微瓦。顯然電信號傳輸屬于弱電傳輸。一.傳輸信號的多頻三．電信傳輸?shù)男仕模娦艂鬏斉c信號變換二．電信傳輸?shù)墓β?.2.5電信傳輸?shù)闹饕攸c由于有線電信傳輸是弱電傳輸，其傳輸效率非常重要。希望負(fù)載能獲得最大功率，就必須在電信號傳輸過程中，所有機(jī)、線設(shè)備接口，應(yīng)處在阻抗匹配連接的狀態(tài)下。有線傳輸效率高于無線傳輸?shù)男А?傳輸效率：負(fù)載能獲得最大功率#頻帶利用率：η=Rb/B

常說：信息傳輸效率比較高（電路交換）通信帶寬不能充分利用，效率低線路利用率較高（分組交換）一.傳輸信號的多頻二．電信傳輸?shù)墓β嗜娦艂鬏數(shù)男仕模娦艂鬏斉c信號變換1.2.6

電信傳輸?shù)囊恍┨攸c信號的互相變換也是電信傳輸中一個重要特點。例如電話傳輸必須有聲變電和電變聲的過程。圖象傳輸就有光信號和電信號的變換和逆變換?，F(xiàn)代通信中一般均利用數(shù)字信號進(jìn)行傳輸，所以，?！獢?shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)—模轉(zhuǎn)換技術(shù)在現(xiàn)代通信中獲得廣泛應(yīng)用。

一.傳輸信號的多頻二．電信傳輸?shù)墓β嗜娦艂鬏數(shù)男仕模娦艂鬏斉c信號變換1.2.6電信傳輸?shù)闹饕攸c有線電信傳輸?shù)墓β时容^小，它一般只有毫瓦量級。例如一部普通電話機(jī)發(fā)出語音信號功率只有一毫瓦左右，經(jīng)過傳輸?shù)綄Ψ接脩艚邮諘r，只要不小于一微瓦就能滿意地通話。而無線電信傳輸?shù)墓β时容^大，它一般為瓦量級，例如一部移動電話發(fā)出的語音信號功率約有24～30dBm（約1瓦左右，至少也有500毫瓦），，經(jīng)過基站傳輸?shù)綄Ψ接脩艚邮找话銥?.001微瓦。顯然電信號傳輸屬于弱電傳輸。一.傳輸信號的多頻三．電信傳輸?shù)男仕模娦艂鬏斉c信號變換二．電信傳輸?shù)墓β?.3傳輸特性和傳輸單位1.3.1傳輸特性（有線信道）

電信號可在由各種媒質(zhì)構(gòu)成的信道上傳輸，其傳輸特性有損耗、衰落、帶寬、色散、容量、噪聲、干擾等，這里只討論損耗、帶寬和色散的定義。

1．損耗

如圖1-19所示，當(dāng)信號經(jīng)過某一傳輸網(wǎng)絡(luò)，若輸出的信號功率Pout小于輸入端的信號功率Pin，則稱信號經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)受到的損耗為A或傳輸網(wǎng)絡(luò)對信號給予了衰減，其作用相當(dāng)于衰減器。圖1-19增益與衰減損耗[A]和增益[G]的定義式如下：√衰減Pout<Pin，則稱信號經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)時受到衰減A。例如電衰減器、光衰減器等.增益Pout>Pin，則稱信號經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)時受到增益G。如電放大器、光放大器等.圖1-19增益與衰減

(1.7-a）

(1.7-b）

(1.6-a）

(1.6-b）

或或衰減A與增益G大小的衡量2．帶寬

*帶寬的概念從定性來說，是指在固定的時間內(nèi)信道無衰減可傳輸?shù)男畔⑷萘俊?傳輸線的帶寬是在單位時間內(nèi)從傳輸線某一點到另一點所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。*在實際參與傳播的信號總由許多頻率成分組成的，而傳輸線的衰減是頻率的函數(shù)，故把傳輸線輸出不同頻率的功率的最大值降低一半所對應(yīng)的頻率寬度，稱為該傳輸線的傳輸帶寬，即fb-fa，如上圖所示。帶寬：通信信道擁有的頻譜寬度。

容量：通信信道容納的數(shù)據(jù)量。3．色散廣義來說，色散是指復(fù)色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象。色散現(xiàn)象說明不同頻率的光在媒質(zhì)中的傳播速度不同，比如語音信號波在媒質(zhì)中傳播，它們的頻率成分不同，傳播速度亦不同，這種現(xiàn)象叫色散。由于電信傳輸是多頻率信號的傳輸，如果將脈沖信號經(jīng)過同樣一段長度的傳輸線傳輸后，在其終端觀察，出射端脈沖將發(fā)生時間上展寬，這種脈沖展寬現(xiàn)象稱為色散，色散大小會直接影響傳輸線的帶寬。1.3.2傳輸單位

分貝（電平）

相對電平dB，絕對電平dBm、dBw

傳輸單位常用“分貝/分貝毫瓦（dB/dBm）或分貝/分貝瓦（dB/dBW）”表示。傳輸單位常用“分貝/分貝毫瓦（dB/dBm）或分貝/分貝瓦（dB/dBW）”表示。傳輸單位由來

人眼對亮度同人耳對聲音強(qiáng)弱變化一樣，其感覺不是與信號功率的變化成正比，而是和功率變化的對數(shù)規(guī)律成正比的。

因此，采用功率比的對數(shù)作為傳輸單位，正好反映聽覺和視覺的特性。

例如將功率為0.1mW的信號提高到1mW，信號功率增大了10倍，但對人的聽覺來說聲音響度只增大lg1/0.1=lg10=1倍。

1.相對電平

以功率進(jìn)行描述和計算時，則兩點間的相對功率電平為：)

功率電平dB的定義:式中，p1分別為被測點(實測點)的功率。p2分別為某參考點(又稱為基準(zhǔn)值)功率。（1.8-a）（1.8-b）（1.9-a）（1.9-b）奈培和分貝之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系設(shè)[LP]

=1NP,用常用對數(shù)dB表示則是

以上分析說明:1NP=8.686dB例子：比較下列電平的大小，并按大小順序排列＋2NP，

－8dB

，－0.35NP，1dB

，－30dB

0.4NP，－1NP。（1.10）2.絕對電平

絕對電平:基準(zhǔn)值為固定值。例:為1mW或1W絕對功率電平的基準(zhǔn)功率為1mW相對于基準(zhǔn)功率為1mW/1W的被測點(某一點)的功率電平稱為絕對功率電平dBm/dBW被測點X的功率為，Px（mW）或Px（W），則測試點X的絕對功率電平[LPx]可以表示為；（1.11）（1.12）（1）絕對功率電平

相對于基準(zhǔn)功率為1mW/1W的被測點(某一點)的功率電平稱為絕對功率電平dBm/dBW被測點X阻抗RX=600歐姆時，則測試點X的絕對功率電平:或3.絕對正電平、負(fù)電平和零電平的意義

以功率電平為例:定義[LP]=10LP1/P0

當(dāng)P1＝P0時電平是零,其含義?

當(dāng)P1＜P0時電平是負(fù)值,其含義?當(dāng)P1＞P0時電平是正值,其含義?電平是零時,功率為零嗎?P1=?4．相對電平與絕對電平的關(guān)系[LP]

（dB）=[LP1]（dBm）-[LP2]（dBm）例1-1設(shè)某傳輸系統(tǒng)中測試點X的信號功率分別為0.1mW，1mW,10mW，1W，試計算X點絕對功率電平值是多少？解：

1.4電信傳輸工程65電信傳輸?shù)难芯客ǔ７譃槿齻€階段第一階段：從電信傳輸?shù)睦碚撗芯咳胧?，其目的是為了從理論中去預(yù)測或獲取信息傳輸?shù)淖罴研Ч?，即高性價比的少投入多產(chǎn)出；\第二階段：當(dāng)傳輸理論研究到一定程度時，推出電信傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用或傳輸技術(shù)應(yīng)用作為研究的重點。因為傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用才是驗證傳輸理論的根本，讓多種信號在各