痛在心底的圖片說說：他會(huì)像太陽一樣給你暖光

1、本章學(xué)習(xí)提要l了解通信技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)l了解通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)l掌握通信技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用http:/ 通信技術(shù)l一 通信技術(shù)概述l二 通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)l三 通信技術(shù)應(yīng)用l四 通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)一、通信技術(shù)概述 通信，簡單地說，就是把信息從一個(gè)地通信，簡單地說，就是把信息從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方，完成信息的傳遞和交方傳送到另一個(gè)地方，完成信息的傳遞和交流。流。 通信的理想目標(biāo)就是，任何一個(gè)人不管通信的理想目標(biāo)就是，任何一個(gè)人不管在何時(shí)何地都可與另外的任何人以各種方式在何時(shí)何地都可與另外的任何人以各種方式進(jìn)行任何種類的信息交流。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)進(jìn)行任何種類的信息交流。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)所開發(fā)的技術(shù)都

2、稱之為通信技術(shù)。所開發(fā)的技術(shù)都稱之為通信技術(shù)。l簡單通信系統(tǒng)的模型 信源信宿信道發(fā)信方 收信方信源信源處理與編碼處理與編碼發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備傳輸媒介傳輸媒介接收設(shè)備接收設(shè)備解碼與處理解碼與處理信宿信宿通信系統(tǒng)一般模型二、通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)二、通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)l（一）按傳輸技術(shù)劃分l（二）按信道介質(zhì)是否有形劃分l（三）按通信方式劃分（一）按傳輸技術(shù)劃分 根據(jù)在信道上使用的傳輸技術(shù)，可以把通信分為模擬通信和數(shù)字通信兩大類。在模擬通信中，通信信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的，數(shù)字通信中在傳輸信道上使用數(shù)字式的離散信號(hào)。 數(shù)字信號(hào) 模擬信號(hào) 數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)

3、：1.抗干擾能力強(qiáng)。2.遠(yuǎn)距離傳輸仍能保證質(zhì)量。3.能適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)要求。模擬（模擬（Analog)信號(hào)與數(shù)字信號(hào)與數(shù)字 (Digital)信號(hào)的轉(zhuǎn)換信號(hào)的轉(zhuǎn)換 實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，必須使發(fā)送端發(fā)出的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，這個(gè)過程稱為“模數(shù)轉(zhuǎn)換”。模擬信號(hào)數(shù)字化最基本的方法有三個(gè)過程： 第一步是“抽樣”，就是對(duì)連續(xù)的模擬信號(hào)進(jìn)行離散化處理，通常是以相等的時(shí)間間隔來抽取模擬信號(hào)的樣值。第二步是“量化”，將模擬信號(hào)樣值變換到最接近的數(shù)字值。因抽樣后的樣值在時(shí)間上雖是離散的，但在幅度上仍是連續(xù)的，量化過程就是把幅度上連續(xù)的抽樣也變?yōu)殡x散的。第三步是“編碼”，就是把量化后的樣值信號(hào)用一組二進(jìn)制數(shù)字代碼來表

4、示，最終完成模擬信號(hào)的數(shù)字化。數(shù)字信號(hào)進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。接收端則是一個(gè)還原過程，把收到的數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟M信號(hào)，即“數(shù)模轉(zhuǎn)換”，從而再現(xiàn)聲音或圖像。如果發(fā)送端發(fā)出的信號(hào)本來就是數(shù)字信號(hào)，則用不著進(jìn)行模數(shù)變換過程，數(shù)字信號(hào)可直接進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。（二）按信道介質(zhì)是否有形劃分（二）按信道介質(zhì)是否有形劃分 1.有線通信有線通信 l同軸電纜（同軸電纜（coaxial cable 或或 coaxial line） 由同軸的內(nèi)外兩個(gè)導(dǎo)體組成，內(nèi)導(dǎo)體是一根金屬由同軸的內(nèi)外兩個(gè)導(dǎo)體組成，內(nèi)導(dǎo)體是一根金屬線，外導(dǎo)體是一根圓柱形的套管，一般是細(xì)金屬線，外導(dǎo)體是一根圓柱形的套管，一般是細(xì)金屬線編制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)

5、外導(dǎo)體之間有絕緣層。線編制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)外導(dǎo)體之間有絕緣層。 可以分為兩種：可以分為兩種：l基帶基帶(base band)同軸電纜，同軸電纜，50歐姆歐姆電纜，用于數(shù)字傳輸。電纜，用于數(shù)字傳輸。 l寬帶寬帶(board band)同軸電纜，同軸電纜，75歐姆歐姆電纜，用于模擬傳輸。電纜，用于模擬傳輸。 基帶同軸電纜使用的最大距離限在幾公里范基帶同軸電纜使用的最大距離限在幾公里范圍內(nèi)，而寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里。圍內(nèi)，而寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里。l雙絞線雙絞線(Twisted Pair) 每一對(duì)雙絞線由絞合在一起的相互絕緣的兩每一對(duì)雙絞線由絞合在一起的相互絕緣的兩根銅線組成，每

6、根銅線的直徑大約根銅線組成，每根銅線的直徑大約1mm。 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中經(jīng)常使用的雙絞線有屏蔽計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中經(jīng)常使用的雙絞線有屏蔽和非屏蔽之分。和非屏蔽之分。屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 (STP) 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線 (UTP)l以箔屏蔽以減少以箔屏蔽以減少 干擾和串音干擾和串音3類、類、5類類雙絞線外沒有任何雙絞線外沒有任何附加屏蔽附加屏蔽內(nèi)導(dǎo)體芯線內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣絕緣箔屏蔽箔屏蔽銅屏蔽銅屏蔽外套外套屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線(STP，Shielded Twisted Pair)：抗干擾性好，性能高，用于遠(yuǎn)程中繼線時(shí)，最抗干擾性好，性能高，用于遠(yuǎn)程中繼線時(shí)，最大距離可以達(dá)到十幾公里

7、。但成本也較高，大距離可以達(dá)到十幾公里。但成本也較高，所以一直沒有廣泛使用。所以一直沒有廣泛使用。非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線(UTP，Unshielded Twisted Pair)： 非屏蔽雙絞線的傳輸距離一般為非屏蔽雙絞線的傳輸距離一般為100米。米。由于它較好的性能價(jià)格比，目前被廣泛使用。由于它較好的性能價(jià)格比，目前被廣泛使用。l光纖光纖(fiber)(fiber)與光纜與光纜l光纖即光導(dǎo)纖維。利用光導(dǎo)纖維作為光的傳光纖即光導(dǎo)纖維。利用光導(dǎo)纖維作為光的傳輸介質(zhì)，以光波為信號(hào)載體的光纖通信，只輸介質(zhì)，以光波為信號(hào)載體的光纖通信，只20/3020/30年的歷史。年的歷史。 光纖信號(hào)衰減極小光纖

8、信號(hào)衰減極小,可以在可以在6km-8km的距離內(nèi)的距離內(nèi),在不使用中繼器的情況下在不使用中繼器的情況下,實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸。光纜主要是在實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸。光纜主要是在要求傳輸距離較長，布線條件特殊的情要求傳輸距離較長，布線條件特殊的情況下用于主干網(wǎng)的連接。況下用于主干網(wǎng)的連接。 中心束管外包阻中心束管外包阻水帶，然后是涂塑皺水帶，然后是涂塑皺紋鍍鉻鋼帶（紋鍍鉻鋼帶（BCCS）鎧裝，鋼帶厚度為鎧裝，鋼帶厚度為0.15mm，鋼帶兩邊沿，鋼帶兩邊沿鎧裝層各有一根直徑鎧裝層各有一根直徑為為105mm的鋼絲加強(qiáng)的鋼絲加強(qiáng)單元，外護(hù)套采用高單元，外護(hù)套采用高密度聚乙烯（密度聚乙烯（HDPE）。）。光

9、纜光纜 光纜只能單向傳輸。為了實(shí)現(xiàn)雙向通信，光纜就必需成對(duì)出光纜只能單向傳輸。為了實(shí)現(xiàn)雙向通信，光纜就必需成對(duì)出現(xiàn)，一個(gè)用于輸入，一個(gè)用于輸出。光纜兩端接光學(xué)接口器?，F(xiàn)，一個(gè)用于輸入，一個(gè)用于輸出。光纜兩端接光學(xué)接口器。光纜的鋪設(shè)方式光纜的鋪設(shè)方式（1）架空光纜架空光纜 架空光纜是架掛在電桿上使用的光纜。這種敷架空光纜是架掛在電桿上使用的光纜。這種敷設(shè)方式可以利用原有的架空明線桿路，節(jié)省建設(shè)設(shè)方式可以利用原有的架空明線桿路，節(jié)省建設(shè)費(fèi)用、縮短建設(shè)周期。架空光纜掛設(shè)在電桿上，費(fèi)用、縮短建設(shè)周期。架空光纜掛設(shè)在電桿上，要求能適應(yīng)各種自然環(huán)境。架空光纜易受臺(tái)風(fēng)、要求能適應(yīng)各種自然環(huán)境。架空光纜易受臺(tái)

10、風(fēng)、冰凌、洪水等自然災(zāi)害的威脅，也容易受到外力冰凌、洪水等自然災(zāi)害的威脅，也容易受到外力影響和本身機(jī)械強(qiáng)度減弱等影響，因此架空光纜影響和本身機(jī)械強(qiáng)度減弱等影響，因此架空光纜的故障率高于直埋和管道式的光纖光纜。適用于的故障率高于直埋和管道式的光纖光纜。適用于專用網(wǎng)光纜線路或某些局部特殊地段。專用網(wǎng)光纜線路或某些局部特殊地段。（2）直埋光纜）直埋光纜這種光纜外部有鋼帶或鋼絲的鎧裝，直接這種光纜外部有鋼帶或鋼絲的鎧裝，直接埋設(shè)在地下，要求有抵抗外界機(jī)械損傷的性能埋設(shè)在地下，要求有抵抗外界機(jī)械損傷的性能和防止土壤腐蝕的性能。要根據(jù)不同的使用環(huán)和防止土壤腐蝕的性能。要根據(jù)不同的使用環(huán)境和條件選用不同的護(hù)

11、層結(jié)構(gòu)，例如在有蟲鼠境和條件選用不同的護(hù)層結(jié)構(gòu)，例如在有蟲鼠害的地區(qū)，要選用有防蟲鼠咬嚙的護(hù)層的光纜。害的地區(qū)，要選用有防蟲鼠咬嚙的護(hù)層的光纜。根據(jù)土質(zhì)和環(huán)境的不同，光纜埋入地下的根據(jù)土質(zhì)和環(huán)境的不同，光纜埋入地下的深度一般在深度一般在0.8m至至1.2m之間。之間。（3）管道光纜）管道光纜管道敷設(shè)一般是在城市地區(qū)，管道敷設(shè)管道敷設(shè)一般是在城市地區(qū)，管道敷設(shè)的環(huán)境比較好，因此對(duì)光纜護(hù)層沒有特殊要的環(huán)境比較好，因此對(duì)光纜護(hù)層沒有特殊要求，無需鎧裝。求，無需鎧裝。制作管道的材料可根據(jù)地理選用混凝土、制作管道的材料可根據(jù)地理選用混凝土、石棉水泥、鋼管、塑料管等。石棉水泥、鋼管、塑料管等。（4）水底光

12、纜）水底光纜水底光纜是敷設(shè)于水底穿越河流、湖泊和灘岸等處的光纜。水底光纜是敷設(shè)于水底穿越河流、湖泊和灘岸等處的光纜。這種光纜的敷設(shè)環(huán)境比管道敷設(shè)、直埋敷設(shè)的條件差得多。水底這種光纜的敷設(shè)環(huán)境比管道敷設(shè)、直埋敷設(shè)的條件差得多。水底光纜必須采用鋼絲或鋼帶鎧裝的結(jié)構(gòu)，護(hù)層的結(jié)構(gòu)要根據(jù)河流的光纜必須采用鋼絲或鋼帶鎧裝的結(jié)構(gòu)，護(hù)層的結(jié)構(gòu)要根據(jù)河流的水文地質(zhì)情況綜合考慮。例如在石質(zhì)土壤、沖刷性強(qiáng)的季節(jié)性河水文地質(zhì)情況綜合考慮。例如在石質(zhì)土壤、沖刷性強(qiáng)的季節(jié)性河床，光纜遭受磨損、拉力大的情況，不僅需要粗鋼絲做鎧裝，甚床，光纜遭受磨損、拉力大的情況，不僅需要粗鋼絲做鎧裝，甚至要用雙層的鎧裝。施工的方法也要根據(jù)

13、河寬、水深、流速、河至要用雙層的鎧裝。施工的方法也要根據(jù)河寬、水深、流速、河床、流速、河床土質(zhì)等情況進(jìn)行選定。床、流速、河床土質(zhì)等情況進(jìn)行選定。水底光纜的敷設(shè)環(huán)境條件比直埋光纜嚴(yán)竣得多，修復(fù)故障的水底光纜的敷設(shè)環(huán)境條件比直埋光纜嚴(yán)竣得多，修復(fù)故障的技術(shù)和措施也困難得多，所以對(duì)水度光纜的可靠性要求也比直埋技術(shù)和措施也困難得多，所以對(duì)水度光纜的可靠性要求也比直埋光纜高。光纜高。海底光纜也是水底電纜，但是敷設(shè)環(huán)境條件比一般水底光纜海底光纜也是水底電纜，但是敷設(shè)環(huán)境條件比一般水底光纜更加嚴(yán)竣，要求更高，對(duì)海底光纜系統(tǒng)及其元器件的使用壽命要更加嚴(yán)竣，要求更高，對(duì)海底光纜系統(tǒng)及其元器件的使用壽命要求在求在

14、25年以上。年以上。l無線通信無線通信l無線電波無線電波l微波微波 l紅外線紅外線 l激光激光 無線電波（Radio）無線電波作為傳輸介質(zhì)，可用于無線電廣播和電視無線電波作為傳輸介質(zhì)，可用于無線電廣播和電視的傳輸。它可以隨地球表面彎曲傳輸，也可以通的傳輸。它可以隨地球表面彎曲傳輸，也可以通過對(duì)流層和電離層傳輸。過對(duì)流層和電離層傳輸。例如，電視頻道中的例如，電視頻道中的V H F V H F （甚高頻）的播送頻率為（甚高頻）的播送頻率為30MHz30MHz3 0 0 MHz 3 0 0 MHz ，UHF UHF （超高頻）的播送頻（超高頻）的播送頻率為率為300 MHz 300 MHz 3GHz

15、 3GHz 。無線電波也用于。無線電波也用于AM AM 和和PM PM 廣播、業(yè)余無線電、蜂窩電話和短波廣播。廣播、業(yè)余無線電、蜂窩電話和短波廣播。微波（Microwave）l微波使用高于廣播與電視所用的電磁波微波使用高于廣播與電視所用的電磁波頻率，它也可以用作傳輸介質(zhì)。微波通頻率，它也可以用作傳輸介質(zhì)。微波通信可用于長途電話，也可以用于數(shù)據(jù)通信可用于長途電話，也可以用于數(shù)據(jù)通信傳輸。信傳輸。l與無線電波向所有方向發(fā)射不同，微波與無線電波向所有方向發(fā)射不同，微波只向某個(gè)固定方向傳輸，并可以攜帶更只向某個(gè)固定方向傳輸，并可以攜帶更多的信息。由于微波不能進(jìn)入實(shí)體結(jié)構(gòu)，多的信息。由于微波不能進(jìn)入實(shí)體

16、結(jié)構(gòu)，因此在微波發(fā)射器與接收器之間不應(yīng)有因此在微波發(fā)射器與接收器之間不應(yīng)有障礙物。障礙物。 地面微波接力地面微波接力衛(wèi)星通信l是一種特殊的微波通信系是一種特殊的微波通信系統(tǒng)，與地面微波干線的主統(tǒng)，與地面微波干線的主要區(qū)別是由地面站將信號(hào)要區(qū)別是由地面站將信號(hào)發(fā)向衛(wèi)星之后，衛(wèi)星向地發(fā)向衛(wèi)星之后，衛(wèi)星向地面轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)能覆蓋較大面轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)能覆蓋較大的地域。通信用的同步衛(wèi)的地域。通信用的同步衛(wèi)星定位在地球固定的經(jīng)線星定位在地球固定的經(jīng)線上空，距地面高約為上空，距地面高約為36000 km36000 km，則信號(hào)直線可，則信號(hào)直線可達(dá)的地域大約為達(dá)的地域大約為1/31/3個(gè)地球，個(gè)地球，故三個(gè)分布于合

17、適位置的故三個(gè)分布于合適位置的衛(wèi)星就能覆蓋全球。衛(wèi)星就能覆蓋全球。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由空間部分空間部分通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星和地面部分和地面部分通信地通信地面站兩大部分構(gòu)成的。面站兩大部分構(gòu)成的。在這一系統(tǒng)中，通信衛(wèi)在這一系統(tǒng)中，通信衛(wèi)星實(shí)際上就是一個(gè)懸掛星實(shí)際上就是一個(gè)懸掛在空中的通信中繼站。在空中的通信中繼站。它居高臨下，視野開闊，它居高臨下，視野開闊，只要在它的覆蓋照射區(qū)只要在它的覆蓋照射區(qū)以內(nèi)，不論距離遠(yuǎn)近都以內(nèi)，不論距離遠(yuǎn)近都可以通信可以通信。通信衛(wèi)星的工作過程通信衛(wèi)星的工作過程 通信衛(wèi)星工作的基通信衛(wèi)星工作的基本原理如圖所示。從地面本原理如圖所示。從地面站站1發(fā)出無線電信號(hào)

18、，這發(fā)出無線電信號(hào)，這個(gè)微弱的信號(hào)被衛(wèi)星通信個(gè)微弱的信號(hào)被衛(wèi)星通信天線接收后，首先在通信天線接收后，首先在通信轉(zhuǎn)發(fā)器中進(jìn)行放大，變頻轉(zhuǎn)發(fā)器中進(jìn)行放大，變頻和功率放大，最后再由衛(wèi)和功率放大，最后再由衛(wèi)星的通信天線把放大后的星的通信天線把放大后的無線電波重新發(fā)向地面站無線電波重新發(fā)向地面站2，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)地面站，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)地面站或多個(gè)地面站的遠(yuǎn)距離通或多個(gè)地面站的遠(yuǎn)距離通信。信。通信衛(wèi)星的工作過程通信衛(wèi)星的工作過程 舉一個(gè)簡單的例子：如北舉一個(gè)簡單的例子：如北京市某用戶要通過衛(wèi)星與大洋京市某用戶要通過衛(wèi)星與大洋彼岸的另一用戶打電話，先要彼岸的另一用戶打電話，先要通過長途電話局，由它把用戶通過長途電話局，由它把用戶電話線路與衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的電話線路與衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的北京地面站連通，地面站把電北京地面站連通，地面站把電話信號(hào)發(fā)射到衛(wèi)星，衛(wèi)星接到話信號(hào)發(fā)射到衛(wèi)星，衛(wèi)星接到這個(gè)信號(hào)后通過功率放大器，這個(gè)信號(hào)后通過功率放大器，將信號(hào)放大再轉(zhuǎn)發(fā)到大西洋彼將信號(hào)放大再轉(zhuǎn)發(fā)到大西洋彼岸的地面站，地面站