第一節(jié)信道及其分類

1、第二章第二章 信道信道主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 信道的定義、分類和模型信道的定義、分類和模型 常用的傳輸媒質(zhì)常用的傳輸媒質(zhì) 無線電波的傳播方式無線電波的傳播方式 信道對(duì)信號(hào)的影響信道對(duì)信號(hào)的影響 信道容量和香農(nóng)公式信道容量和香農(nóng)公式2.1 信道信道下一頁上一頁傳輸信道是以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號(hào)通道，是任傳輸信道是以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號(hào)通道，是任何通信系統(tǒng)中必不可少的組成部分。何通信系統(tǒng)中必不可少的組成部分。信道的傳輸特性將直接影響系統(tǒng)的信道的傳輸特性將直接影響系統(tǒng)的性性能。能。根據(jù)信道或傳輸媒質(zhì)的特性以及分析問題的需要，根據(jù)信道或傳輸媒質(zhì)的特性以及分析問題的需要，可以對(duì)信道進(jìn)行不同的分類。可以對(duì)信道

2、進(jìn)行不同的分類。2.1.12.1.1 信道分類信道分類下一頁上一頁廣義信道狹義信道信道調(diào)制信道編碼信道有線信道無線信道恒參信道變參信道無記憶編碼信道有記憶編碼信道雙絞線同軸電纜光纖長(zhǎng)波信道短波信道微波信道1. 狹義信道和廣義信道 狹義信道即可以傳輸光或電信號(hào)的各種傳輸媒介 廣義信道由傳輸媒介和部分收發(fā)端的通信設(shè)備組成（為方便研究），常用的有調(diào)制信道和編碼信道。2.2 傳輸介質(zhì)之有線下一頁上一頁1. 雙絞線 雙絞線由兩根相互絕緣的銅線以均勻的扭矩對(duì)稱扭絞在一起形成。扭矩越短抗干擾能力越強(qiáng) 絞合的目的: (1) 減少線對(duì)之間的相互干擾， (2) 同時(shí)增強(qiáng)了機(jī)械和電氣穩(wěn)定性 分類雙絞線2.2 傳輸介

3、質(zhì)之有線UTP與STP的區(qū)別：STP要求建筑物要有良好的接地系統(tǒng)。STP能減少輻射，防止信息被竊聽。STP可阻止外部電磁干擾的切入，使屏蔽雙絞線比同類的非屏蔽雙絞線具有更高的傳輸速率。雙絞線2.2 傳輸介質(zhì)之有線雙絞線的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：占用空間小，便宜，靈活，易彎曲，易安裝。缺點(diǎn)：傳輸衰減大，因而傳輸距離短，有時(shí)有來自臨近信道的串話干擾。應(yīng)用：主要應(yīng)用于電話線路，傳輸語音和數(shù)據(jù)雙絞線的類型：常見的有3類線，5類線和超5類線，以及最新的6類，7類線，前者線徑細(xì)而后者線徑粗雙絞線2.2 傳輸介質(zhì)之有線下一頁上一頁2. 同軸電纜 同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體，絕緣層外導(dǎo)體和塑料保護(hù)外套組成，如下圖示： 分類 內(nèi)外

4、導(dǎo)體組成一組線對(duì)，外導(dǎo)體同時(shí)起到屏蔽外界電磁干擾的作用 基帶同軸電纜：阻抗為50歐姆，用于局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸1 寬帶同軸電纜：阻抗為75歐姆，CATV網(wǎng)以及PSTN局間傳輸同軸電纜2.2 傳輸介質(zhì)之有線同軸電纜的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：與雙絞線比，抗干擾能力強(qiáng)，支持更高的數(shù)據(jù)傳輸率，可以在相對(duì)長(zhǎng)的無中繼器的線路上支持高帶寬通信（細(xì)纜的傳輸距離為185米，粗纜為500米）。缺點(diǎn)：體積大，細(xì)纜的直徑0.26厘米，粗纜直徑1.27厘米，占用電纜管道空間大；不能承受纏結(jié)、壓力和嚴(yán)重的彎曲，否則損壞電纜結(jié)構(gòu)，阻止信號(hào)的傳輸；成本高，接頭制作復(fù)雜。這些缺點(diǎn)正是雙絞線能克服的，因此在局域網(wǎng)環(huán)境中，基本已被基于雙絞線的以太

5、網(wǎng)物理層規(guī)范所取代。應(yīng)用：設(shè)備的支架連線，閉路電視(CCTV)，共用天線系統(tǒng)(MATV) 以及彩色或單色射頻監(jiān)視器的轉(zhuǎn)送。同軸電纜2.2 傳輸介質(zhì)之有線光纖1. 光纖 光纖由纖芯、包層和涂覆層構(gòu)成光纖是由兩層折射率不同的玻璃組成。內(nèi)層為纖芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑0.1-0.2mm。一般內(nèi)芯玻璃的折射率比外層玻璃大1%。根據(jù)光的折射和全反射原理,當(dāng)光線射到內(nèi)芯和外層界面的角度大于產(chǎn)生全反射的臨界角時(shí)，光線透不過界面，全部反射。2.2 傳輸介質(zhì)之有線光纖的分類：?jiǎn)文９饫w：?jiǎn)文９饫w是指按工作波長(zhǎng)，只能傳輸一個(gè)傳播模式的光纖，通常簡(jiǎn)稱為單模光纖（SMF：Single ModeFiber）

6、。目前，在有線電視和光通信中，是應(yīng)用最廣泛的光纖多模光纖：多模光纖是指按工作波長(zhǎng)，能傳播多個(gè)模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUltiModeFiber）光纖2.2 傳輸介質(zhì)之有線光纖的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：頻帶寬，頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小；損耗低，比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。在全部有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗（無需均衡器），同時(shí)損耗幾乎不隨溫度而變；重量輕，光纖非常細(xì)，安裝十分方便；抗干擾能力強(qiáng)，光纖的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不受電磁場(chǎng)的的影響，因此，在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽，因而利于保密。保真度高，因?yàn)楣饫w傳輸一般不需要中繼放大，不會(huì)因?yàn)榉糯笠胄碌姆?/p>

7、線性失真；工作性能可靠，一個(gè)系統(tǒng)的可靠性與該系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量有關(guān)。設(shè)備越多，發(fā)生故障的機(jī)會(huì)越大。光纖系統(tǒng)包含的設(shè)備數(shù)量少(不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個(gè)放大器)，可靠性自然也就高；成本不斷下降。光纖2.2 傳輸介質(zhì)之有線光纖的應(yīng)用：通信應(yīng)用：在有線電視和光通信中，是應(yīng)用最廣泛的光纖醫(yī)學(xué)應(yīng)用：光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡可導(dǎo)入心臟和腦室，測(cè)量心臟中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等。用光導(dǎo)纖維連接的激光手術(shù)刀已在臨床應(yīng)用。傳感器應(yīng)用：與敏感元件組合或利用本身的特性,則可以做成各種傳感器,測(cè)量壓力、流量、溫度等。藝術(shù)應(yīng)用：由于光纖的良好的物理特性，光纖照明和LED照明已越來越成為藝術(shù)裝修美化的用途。光纖2.3 傳輸介質(zhì)

8、之無線無線電波的波段劃分：2.3 傳輸介質(zhì)之無線無線電波的傳播方式： 由于地面、高山、電離層等對(duì)各波段無線電波的吸收、反射、透射等性能的不同，無線電波在空間適宜的傳播方式通常有以下三種： 地波傳播 天波傳播 視距（空間波）傳播2.3 傳輸介質(zhì)之無線地波傳播： 定義：地波傳播是無線電波沿地球表面附近空間的傳播，傳播時(shí)可隨地球表面的彎曲而改變傳播方向。 地球表面分布有起伏不平的山巒，以及高低不平的建筑物等障礙物，無線電波只能繞過這些障礙物，才能傳到較遠(yuǎn)的地方。當(dāng)電磁波的波長(zhǎng)大于或等于障礙物的尺寸時(shí)，波的衍射性能好，即可繞過障礙物。 長(zhǎng)波、中波和波長(zhǎng)較長(zhǎng)的短波能實(shí)現(xiàn)地波傳播。 特點(diǎn)：適合2MHZ以下的電磁波，性能穩(wěn)定，距 離受限，要求天線的長(zhǎng)度很長(zhǎng)。2.3 傳輸介質(zhì)之無線天波傳播 定義：天波傳播是無線電波通過電離層的反射而進(jìn)行的傳播。 電離層的反射特性還與無線電波的波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易反射，所以長(zhǎng)波、中波、短波都可以被電離層反射，而微波和超短波則穿透電離層不反射。 天波最適合短波傳播，因?yàn)殡婋x層對(duì)長(zhǎng)波的吸收太強(qiáng)。 特點(diǎn)：適合230MHZ波段，頻率越高，越適合反射，但頻率太高，將穿透電離層。2.3 傳輸介質(zhì)之無線視距（空間波）傳播： 定義：視距（空間波）傳播是指無線電波像光一樣傳播。 由于地球近似球體，因此，空