無線通信基礎知識PPT

前兩天內容1、電信基礎知識2、通信電源技術3、配線設備結構、原理與防護4、防雷基礎知識5、EMC基礎知識6、防腐蝕原理與技術7、產品安全基礎8、ESD原理與防護通信基礎知識固網(wǎng)產品課程開發(fā)室引入您知道通信系統(tǒng)的組成嗎？您知道兩個用戶如何通信嗎？您知道通信的未來發(fā)展嗎？學習目標熟悉通信系統(tǒng)的組成掌握通信相關的基本概念了解通信技術的發(fā)展方向學習完本課程，您應該能夠：課程內容

第一章通信系統(tǒng)模型第二章通信相關基本概念第三章常用通信技術介紹通信系統(tǒng)模型

通信系統(tǒng)基本模型圖模擬通信系統(tǒng)基本組成圖數(shù)字通信系統(tǒng)基本組成圖通信系統(tǒng)基本模型圖噪聲信宿接收變換器信道發(fā)送變換器信源信息信息信號信號信息：聲音，圖形，圖像，文字等信號：隨信息做相應變化的電壓或電流（也可以是光）模擬通信系統(tǒng)基本組成圖噪聲收信者解調器信道調制器發(fā)信源調制：按被傳輸?shù)幕鶐盘柕淖兓?guī)律去改變被調載波的某一參數(shù)，如幅度，頻率，相位等

解調：調制的逆過程數(shù)字通信系統(tǒng)基本組成圖噪聲源解調器收信者信道調制器信道編碼器信源編碼器發(fā)信源信道譯碼器信源譯碼器編碼：將量化后的信號用二進制代碼表示的過程解（譯）碼：編碼的逆過程課程內容

第一章通信系統(tǒng)模型第二章通信相關基本概念第三章常用通信技術介紹通信相關基本概念

信號模擬信號的數(shù)字化數(shù)字信號的碼型PCM編碼原理同步PCM基群幀結構復用技術信號（1）模擬信號（2）數(shù)字信號時間電壓010模擬信號：連續(xù)變化的信號數(shù)字信號：離散的信號模擬信號的數(shù)字化（1）時間電壓時間電壓（1）模擬信號（2）信號采樣（3）信號量化（4）信號編碼模擬信號的數(shù)字化（2）抽樣：將連續(xù)變化的信號變成離散的信號奈奎斯特準則抽樣頻率8KHz，每秒樣值為：8000個量化：使抽樣出來的樣值歸為某一臨近的“整數(shù)”采用“四舍五入”的辦法編碼：8000×8=64Kbit/s數(shù)字信號的碼型（1）（a）NRZ（b）AMI（c）HDB311111111111100000000000000000000數(shù)字信號的碼型（2）NRZ：單極性不歸零碼NRZ是簡單的二進制數(shù)字信號，其頻譜包含有直流分量與較多的低頻分量，只能用于設備內部傳輸及交換，不能作為在電纜信道上進行基帶傳輸?shù)拇a型

AMI：極性交替反轉碼

AMI碼又稱偽三元碼，有“0”碼，“＋1”碼和“－1”碼（三元）。二進制碼中的“0”碼對應AMI中的“0”碼，而二進制碼中的“1”碼則對應AMI中交替變化的“＋1”和“－1”，解決了多個連“1”的直流分量問題HDB3：三階高密度雙極性碼

將連“0”碼給予限制，使之不超過3個，它既保持了AMI碼的優(yōu)點（無直流分量，低頻分量少），又克服了AMI碼的連“0”碼所引起的缺點，因此，在PCM中它被廣泛采用，在AMI基礎上，又解決了多個連“0”的直流分量問題30/32PCMA律13折線非線性編碼原理（1）30/32PCMA律13折線非線性編碼原理（2）為什么采用非線性編碼？為什么叫A律13折線？量化誤差：采樣值（真實值）與量化結果的差值誤差的后果產生“量化噪聲”信噪比：表示通信質量的一個重要指標信噪比=10lg信號/噪聲=10lg信號/（信號-采樣值）采用均勻（線性）量化法：由于量化誤差對大小信號一樣，使小信號信噪比較大，通信質量較差A率13折線：中國與歐洲采用的一種非線性量化編碼法，保證大小信號通信質量不變同步

數(shù)字通信的同步：是指收、發(fā)兩端的數(shù)碼率及各種定時標志都步調一致，不僅要求頻率相同，而且要求相位一致。接收端和發(fā)送端在時間上的同步是正確接收、識別信息和分出每一路的信息碼和信令碼的保證

同步包括：比特同步、幀同步、復幀同步和網(wǎng)同步

比特同步：比特同步也稱位同步，又稱碼元同步

幀同步：接收端每幀的起止時間與發(fā)送端一致

復幀同步：接收端每復幀的起止時間和發(fā)送端一致PCM基群幀結構（30/32）PCM基本原理抽樣頻率為8000Hz（周期為125us），對每一話路每抽樣一次經過量化可以編成8位碼組，占用一個時隙。30/32路PCM系統(tǒng)中，32路復用125us。這32路時隙構成一個“幀”。而16幀又合成一個復幀。

計算幾個數(shù)據(jù)：1幀時長為125μS，1時隙的時長為125/32=3.9μS，一個復幀占用2ms。1幀的位長：8×32=256位。信道的速率：256位/幀×8000幀/秒=2048KBPS話路的速率：8位/路×8000路/秒=64KBPS一個模擬信號的帶寬最大為4K(300~3000HZ).數(shù)字信號的優(yōu)點靠犧牲帶寬獲得的。復用技術（1）時間時間時間頻率頻率頻率擴頻碼頻分復用碼分復用時分復用（1）FDM（2）TDM（3）CDM復用技術（2）TDM基本原理課程內容

第一章通信系統(tǒng)模型第二章通信相關基本概念第三章常用通信技術介紹常用通信技術介紹

SDH單模光纖與多模光纖TCP/IPATMHDLCSDH傳輸基本概念（1）

SDH：SynchronousDigitalHierarchy同步數(shù)字體系（SDH）傳輸網(wǎng)由SDH網(wǎng)絡單元組成。在光纖線路或其它傳輸媒體上，SDH傳輸網(wǎng)可以完成同步信息的傳輸，復用和交叉連接。SDH的基礎模塊被稱為STM-1叫同步傳輸模塊（SynchronousTransportModule）。更高等級的模塊有STM-4、STM-16、STM-64。SDH網(wǎng)絡單元主要有同步光纜線路系統(tǒng)，終端復用器（TM）分/插復用器（ADM）和同步數(shù)字交叉連接設備（SDXC）。STM-1：155520kbit/sSTM-4：622080kbit/sSTM-16：2488320kbit/sSTM-64：995328kbit/sSDH傳輸基本概念（2）

TM用作線路終端設備，主要功能是將準同步信號（1.5、2、6、34、或140Mbit/s）復接成STM-N信號，并完成電-光轉換及其逆過程，也可以將準同步支路，同步支路（電的或光的）或將若干個同步支路（電的或光的），復接成STM-N信號，并完成電光轉換及其逆過程。終端復用器TMSDH傳輸基本概念（3）

ADM：AddDropMultiplexer是一個三端口設備，它的輸入和輸出均為STM-N光信號，支路信號可以是準同步的，也可以是同步的。ADM的特點是可以從主流信號中分出一些信號并接入另外一些信號。如，可從STM-4中分出一個2Mbit/s和接入另一個2Mbit/s的信號分/插復用器ADMSDH傳輸基本概念（4）

SDXC：SynchronousDigitalCrossConnect的功能是在監(jiān)控單元控制下完成接入端信號間的交換。一般，參與交叉連接的信號速率等于或低于接入信號的速率，需要復接和分接來完成分叉連接信號速率和接入信號速率之間的轉換，既每個輸入信號被分接成若干個交叉連接信號，交叉連接網(wǎng)絡按照預先存放的交叉連接圖對這些交叉連接信號進行重新安排，最后將這些重新安排后的信號復接成高速率信號輸出。同步數(shù)字交叉連接設備（SDXC）單模光纖與多模光纖單模光纖：SINGLEMODEFIBRE/monomodefiber

單模光纖是在指定波長下只可能傳播一種模式的光纖多模光纖：MULTIMODEFIBRE

在特定的波長上能傳播兩個以上束縛模式的光纖多模傳輸距離近，一般在200M-2KM單模的傳輸距離比較遠，范圍可以在10KM-70KM多模光纖纖芯要比單模光纖纖芯粗單模光纖可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量比較大多模光纖的光波長為850NM單模的有1310NM1550NM

兩種：其中1550NM更適于遠距離傳輸多模光纖是可見光，光源為紅外發(fā)光二極管單模是激光光纖一、光纖結構二、裸纖尺寸三、光纖涂覆及尺寸四、光纖的抗拉力和彎曲半徑和溫度特性五、光纖的折射率、模式與傳光過程六、光纖的損耗與色散七、光纖的形狀參數(shù)包層(n2)纖芯(n1)一、光纖結構示意圖n1>n2折射率折射率材料的折射(n)==——材料中的光速真空中的光速Cv例：單模光纖中纖芯與包層的折射率：n1=1.4675n2=1.4580n1—n2＝0.0095n1—n2n1=0.00951.4675=0.0065單模裸纖多模裸纖125（單位：m）50二、裸纖尺寸9-10125250m0.9mm一次涂覆光纖二次涂覆光纖（芯線）三、光纖涂覆及尺寸（素線）涂覆的優(yōu)點：1、增強抗拉抗壓能力。2、便于區(qū)分涂覆的缺點：溫度特性變差，引起微彎損耗。微彎的缺點：引起光泄漏，導致信號衰減。微彎的優(yōu)點：判斷故障等。四、光纖的抗拉力和彎曲半徑和溫度特性一次涂覆光纖：800Kg/mm2(39KG)裸纖：7Kg/mm2(86G)銅線：30Kg/mm2裸纖彎曲半徑>5mm光纖與涂覆層的物理特性差異很大，涂覆層熱脹冷縮的系數(shù)比纖芯大103，溫度變化將導致光纖的衰減發(fā)生變化。所以光纜不宜采用架空敷設五、光纖的折射率、模式與傳光過程（色散較大）（色散較小）（色散?。┌鼘觧2包層n2反射光纖芯3211112傳光過程

0臨界角2221光從大氣中以0的角度進入光纖纖芯，在纖芯與包層介面引起反射，同時可能進入包層引起折射，若折射角等于900時，0叫臨界角。折射定理：n1.sin1=n2.sin2n1六、光纖的損耗與色散1、光纖的損耗材料的固有損耗：包括紫外和紅外吸收、瑞利散射，固有損耗是不可克服的，但是在0.85、1.31、1.55um處有低損耗窗口，其中，1.55um處損耗最低，可達0.2dB/km。不完善引起的損耗：包括金屬正離子、OH-負離子吸收和生產工藝不完善(可通過改善工藝加以克服)。附加損耗：施工過程當中引起的損耗(只有通過提高技術水平加以改善)第一節(jié)光纖2、光纖的色散色散是指脈沖波形展寬，將引起碼間串擾，進而導致誤碼，光纖的色散直接影響到光纖的傳輸帶寬。色散包括：模式色散(限于多模光纖)材料色散(多模和單模光纖均有)結構色散(一般限于單模光纖)單模光纖在1.31um附近色散為0，色散位移光纖即是將0色散波長從1.31um移到1.55um第一節(jié)光纖

3、常見的幾種代號的光纖及特點和應用A、G.652光纖：標準光纖（常規(guī)光纖）1310um處色散為01550um處損耗最小用于10G以下信號傳送B、G.653光纖：色散位移光纖1310um處的0色散移到1550um處，使1550um處損耗最小，色散為0。不利于波分復用即DWDM。C、G.655光纖：非0色散位移光纖1550um處損耗最小，但附近色散不為0。利于波分復用DWDM（密集型波分復用）。第二節(jié)、光纜二、光纜的種類外護套內護層松套管光纖加強芯多芯光纜結構第二節(jié)光纜一、光纜的結構

（一）、纜芯（二）、護套（三）、加強元件第二節(jié)光纜常用的纜芯基本結構1、層絞式結構光纜；2、骨架式結構光纜；3、束管式結構光纜；4、帶式結構光纜。我國及歐亞各國用得最多的有傳統(tǒng)結構的層絞式和骨架式。第二節(jié)光纜（一）、纜芯1、層絞式結構光纜光纖包層第二節(jié)光纜內護層加強元件松套管或填充棒2、骨架式光纜結構骨架光纖加強元件內護層槽口第二節(jié)光纜光纖填充油膏3、束管式光纜結構第二節(jié)光纜大束管護層加強元件光纖帶狀光纖單元4、帶狀光纜結構第二節(jié)光纜護套除了為纜芯提供機械保護外，還可以阻止潮氣或水進入纜芯。護套位于纜芯外圍，由內護層和外護套組成。目前光纜通信工程中常用的光纜護套材料有聚乙烯(PE)、鋁箔聚乙烯粘接護套(PAP)和雙面涂塑皺紋鋼帶(PSP)，在纜芯外縱包粘接構成。架空、管道光纜使用PAP護套比例較大；直埋光纜用PSP比例較大；多數(shù)光纜的外護套均為PE材料。（二）、護套第二節(jié)光纜外護套能為光纜提供進一步的保護。通常在直埋、爬坡、水底及防鼠啃咬等場合需要對光纜鎧裝。鎧裝如同光纜穿上金屬鎧甲，使光纜堅不可摧。鎧裝可使光纜強度大大增加。但光纜的某些特點如重量輕、抗干擾特性等則會相應減弱。外護套第二節(jié)光纜無鎧裝光纜皺紋鋼帶鎧裝光纜鋼絲鎧裝光纜皺紋鋼帶鎧裝防蟻光纜雙鋼線鎧裝光纜12345目前常用的光纜外護套有：第二節(jié)光纜（三）、加強元件由于光纖脆弱容易斷裂，光纜對任何拉伸、壓縮、側壓等等的承受能力差。因此，在光纜中必須設有一根或多根加強元件(亦稱加強芯)。從機械上保證光纖的安全，使光纜具有承受施工安裝時拉伸負荷的能力。第二節(jié)光纜加強元件一般用金屬絲，它可以是單根高強度鋼線，也可以是多股鋼絞線，亦可由非金屬的纖維增強塑料(FRP)或玻璃纖維制成。加強元件的外面通常都擠包或繞包塑料，以保證加強元件與光纖接觸的表面光滑并且有一定的彈性。

放置在纜芯的中央，稱為“中心加強元件”。常用于層絞式、骨架式、單位式結構；放置在護層內，稱為“外周加強元件”。多用于帶式和束管式結構。加強元件的放置方式:第二節(jié)光纜護層：其作用是進一步保護光纖，使光纖能適應在各種場地敷設；加強元件：其作用是承受光纜敷設時的拉力，以增強光纜的機械強度；油膏：具有可靠的防潮特性，防止潮氣在纜芯中的擴散。纜芯與護層材料之間除了油膏填充，還可以用阻水帶填充。綜上所述第二節(jié)光纜TCP/IP—TCP/IP分層模型IP是TCP/IP體系中最重要的協(xié)議之一與IP協(xié)議配套的三個協(xié)議：地址轉換協(xié)議ARP反向地址轉換協(xié)議RARPInternet控制報文協(xié)議ICMPTCP/IP—TCP/IP的體系結構（1）

IP協(xié)議提供了一種全球統(tǒng)一的編址方式，屏蔽了物理網(wǎng)絡地址的差異，使路由查找成為可能IP協(xié)議提供了一種全球統(tǒng)一的報文格式，屏蔽了網(wǎng)絡鏈路層差異，使網(wǎng)絡互聯(lián)成為可能TCP/IP—TCP/IP的體系結構（2）

TCP/IP—IP數(shù)據(jù)包的格式TCP/IP—IP地址的格式和類型

全0的網(wǎng)絡號碼：表示“本網(wǎng)絡”或“我不知道號碼的這個網(wǎng)絡”全1的網(wǎng)絡號碼全0的主機號碼：表示該IP地址就是網(wǎng)絡的地址全1的主機號碼：表示廣播地址，即對該網(wǎng)絡上所有的主機進行廣播全0的IP地址：即0.0.0.0網(wǎng)絡號碼為127.X.X.X：用于本地軟件回送測試（loopbacktest）全1地址255.255.255.255：表示“向我的網(wǎng)絡上的所有主機廣播”，原先是使用0.0.0.0TCP/IP—保留的IP地址私網(wǎng)IP地址不能夠出現(xiàn)在internet上10.0.0.0—10.255.255.255172.16.0.0—172.31.255.255192.168.0.0—192.168.255.255TCP/IP—私網(wǎng)IP地址TCP/IP體系規(guī)定用一個32bit的子網(wǎng)掩碼來表示子網(wǎng)號字段的長度子網(wǎng)掩碼由一連串的“1”和一連串的“0”組成“1”對應于網(wǎng)絡號碼和子網(wǎng)號碼字段“0”對應于主機號碼字段“1”和“0”不能交叉出現(xiàn)TCP/IP—子網(wǎng)掩碼異步轉移模式ATM（1）GFCGenericFlowControlVPlVirtualPathldentifierVClVirtualChannelldentifierPTPayloadTypeRESReservedCLPCellLossPriorityHECHeaderErrorControlATM信元：在ATM中，數(shù)字化的語音、數(shù)據(jù)圖像都被分割成固定長度的數(shù)字塊，每小塊數(shù)據(jù)附加一些與用戶有關的數(shù)據(jù)，再加上一個識別路由的信頭，就構成信息的轉送單元，簡稱信元。把信頭叫信元頭，其它部分叫信息域。信元：424bit元頭：40bit信息：48*8=384bit異步轉移模式ATM（2）

ATM的特點統(tǒng)計復用信元長度固定ATM可以作為廣域網(wǎng)（WAN）或局域網(wǎng)（LAN）的無縫網(wǎng)絡ATM能綜合多種業(yè)務，可以在一個光纖以不同的速率傳播話音、數(shù)據(jù)、圖像等不同類型的信號ATM的帶寬可以動態(tài)分配，ATM的速率范圍可以從2Mbit/s到5Gbit/s異步轉移模式ATM（3）

ATM的發(fā)展前景ATM交換機可把多媒體工作站、服務器、高檔微機等連接起來，形成一個資源共享，并能提供多種功能的綜合系統(tǒng)可利用ATM交換機作為骨干網(wǎng)，通過網(wǎng)橋、路由器、服務器等設備高速互連，可以覆蓋較大本地網(wǎng)范圍ATM可用于LAN-LAN，LAN-WAN互連，提供寬帶多媒體業(yè)務，如高分辨醫(yī)療圖像傳送，遠端教學，視頻點播等LANLocalAreaNetworkWANWideAreaNetworkVODVideoOnDemandsHDLC（1）HDLC（High_levelDataLinkControl）：高級數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程面向比特的同步數(shù)據(jù)控制協(xié)議的典型特點：協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集數(shù)據(jù)報文可透明傳輸，用于透明傳輸?shù)摹?比特插入法”易于硬件實現(xiàn)全雙工通訊，不必等待確認可連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率所有幀均采用CRC校驗，對信息幀進行順序編號，可防止漏收或重收，傳輸可靠性高傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大的靈活性和較完善的控制功能

由于以上特點，目前網(wǎng)絡設計及整機內部通訊設計普遍使用HDLC數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC（2）標志字段（F）：標志字段為01111110