第2章 數(shù)據(jù)通信原理簡介.ppt

1、第二章 數(shù)據(jù)通信原理簡介,計算機網(wǎng)絡技術及應用,Contents,通信系統(tǒng)簡介,1,數(shù)據(jù)通信相關技術簡介,2,通信方式實例,3,2.1.1 通信基本概念,通信的根本目的是為了交換信息 信息是對客觀事物屬性和特征的描述 信息和消息的關系 消息是通信傳輸?shù)木唧w對象 信息是抽象化的消息 數(shù)據(jù)是符號化的信息，是傳遞信息的載體 數(shù)字數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù),2.1.1 通信基本概念,信號與信道,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,數(shù)據(jù)交換 按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源，達到資源優(yōu)化的目的 分為電路交換、報文交換和分組交換,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,三種方式的對比,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,（1）電路交換 電路交換在

2、通信之前必須建立一條被通信雙方獨占的物理通路。通路由通信雙方之間的交換設備和設備之間的鏈路逐段連接而成。通路建立完成后，通信雙方開始傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸完成后，被占用的通路才被釋放 公眾電話網(wǎng)和移動電話網(wǎng)采用的都是電路交換技術,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,電路交換的優(yōu)點 通信線路為通信雙方專用，數(shù)據(jù)直達，所以傳輸數(shù)據(jù)的時延非常小 通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實時性強 雙方通信時按發(fā)送順序傳送數(shù)據(jù)，不存在數(shù)據(jù)重新排序的問題； 設備比較簡單,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,電路交換的缺點 電路交換連接平均建立的時間較長，尤其是對計算機通信來說 電路交換連接建立后，物理通路被通信雙方獨占

3、，即使通路在個別時間內(nèi)空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用低 電路交換時，數(shù)據(jù)直達，不同類型、不同規(guī)格、不同速率的設備很難協(xié)同工作，也難以在通信過程中進行差錯控制,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,（2）報文交換 報文交換以報文為數(shù)據(jù)交換的單位 報文包含了將要發(fā)送的完整的數(shù)據(jù)信息 報文長短很不一致 報文附帶有目標地址、源地址等信息 報文在交換結(jié)點中采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式 電子郵件（E-mail）適合采用報文交換方式,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,報文交換的優(yōu)點 報文交換不需要為通信雙方預先建立一條專用的通信線路，不存在連接建立時延，用戶可隨時發(fā)送報文 由于采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式，交換結(jié)點具有路由選擇功

4、能某條傳輸路徑發(fā)生故障時，重新選擇另一條路徑傳輸數(shù)據(jù)，提高了傳輸?shù)目煽啃?便于類型、規(guī)格和速度不同的設備之間進行通信 提供多目標服務 允許建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級，使優(yōu)先級高的報文優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā) 通信雙方不是固定占有一條通信線路，而是在不同的時間逐段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了線路的利用率,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,報文交換的缺點 由于數(shù)據(jù)進入交換結(jié)點后要經(jīng)歷存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的過程，包括接收報文、檢驗正確性、排隊和發(fā)送等，從而引起轉(zhuǎn)發(fā)時延。網(wǎng)絡的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實時性差，不適合傳送實時或交互式業(yè)務的數(shù)據(jù) 只適用于數(shù)字信號 由于報文長度沒有限制，而每個中間結(jié)點都要完整地接收

5、傳來的整個報文，當輸出線路被占用時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉(zhuǎn)發(fā)，這要求網(wǎng)絡中每個結(jié)點有較大的緩沖區(qū)。為了降低成本，減少結(jié)點的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉(zhuǎn)發(fā)的報文存在磁盤上，這進一步增加了傳送時延,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,H1,A,子網(wǎng),B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 發(fā)送分組,路由器,主機,在結(jié)點路由器 A 暫存 查找轉(zhuǎn)發(fā)表 找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口,在結(jié)點路由器 C 暫存 查找轉(zhuǎn)發(fā)表 找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口,在結(jié)點路由器 E 暫存 查找轉(zhuǎn)發(fā)表 找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口,最后到達目的主機 H5,（3）分組交換,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,分組交換 分組交換仍采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)傳輸方式，但

6、將一個報文首先分割為若干個較短的分組，然后再把這些攜帶源地址、目的地址和編號信息的分組逐個發(fā)送出去,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,加速了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的傳輸；簡化了存儲管理；減少了出錯機率，適用于計算機通信,分組交換的優(yōu)點和缺點,仍然存在存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延；降低了通信效率；分組交換可能出現(xiàn)分組失序、丟失或重復,2.1.2 數(shù)據(jù)交換方式,H1,A,子網(wǎng),B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1 向 H5 發(fā)送分組,H2 向 H6 發(fā)送分組,注意分組路徑的變化！,路由器,主機,分組交換,2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸方式,數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交換的關系 微觀與宏觀 本小節(jié)要介紹數(shù)據(jù)傳輸方式 1. 基帶傳輸與頻帶傳輸

7、 2. 有線傳輸與無線傳輸 3. 單工、半雙工與全雙工傳輸 4. 串行方式傳輸與并行方式傳輸 5. 異步方式與同步方式傳輸,2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸方式,1. 基帶傳輸與頻帶傳輸 數(shù)字信號不經(jīng)過調(diào)制，直接在線路中傳輸?shù)姆绞椒Q為基帶傳輸 頻帶傳輸是指信號經(jīng)過調(diào)制后再送到信道中傳輸，最后在接收端進行解調(diào)的通信方式,2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸方式,2. 有線傳輸與無線傳輸 有線：雙絞線通信、電纜通信和光纜通信 無線：聲音、電磁波,2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸方式,3. 單工、半雙工和全雙工 單工方式中數(shù)據(jù)只能單方向傳輸 廣播、遙控器、電視 半雙工指在同一時刻，只允許數(shù)據(jù)在一個方向上傳輸 對講機 全雙工指可以同時進行雙

8、向數(shù)據(jù)傳輸 固定電話、手機,2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸方式,4. 串行方式與并行方式 串行傳輸方式指使用一條數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)一位一位地傳輸。串行方式只需要很少的數(shù)據(jù)線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別適用于計算機與計算機、計算機與外設之間的遠距離通信 并行傳輸方式使用幾條數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)分段同時進行傳輸，傳輸速度快，根據(jù)計算機的字長，通常是以8位、16位或32位為傳輸單位，一次傳送一個字長的數(shù)據(jù)，適合于外部設備與微機之間進行近距離、大量和快速的信息交換,2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸方式,5. 異步方式與同步方式 同步傳輸方式以比特為傳輸單位，要求收發(fā)雙方具有完全同步的時鐘信號，使用時需要在傳送數(shù)據(jù)的最前面附加特定的同步字

9、符，使發(fā)收雙方建立同步，此后便在同步時鐘的控制下逐位發(fā)送或接收 同步方式效率較高 以太網(wǎng)和光纖等的數(shù)據(jù)傳輸都是同步方式 異步通信以字符為數(shù)據(jù)傳輸單位，在發(fā)送時，字符之間的時間間隔可以是任意的。為了讓接收端作好準備，能夠正確地將每一個字符接收下來，必須在每一個字符的開始和結(jié)束的地方加上標志，即加上開始位和停止位 異步通信的好處是通信設備簡單、便宜，但傳輸效率較低，因為開始位和停止位的開銷所占比例較大 PC機提供的標準通信接口都是異步的，如常用的USB接口等,2.1.4 常用性能指標,1,帶寬,2,波特率,3,誤碼率,2.1.4 常用性能指標,1帶寬 帶寬表示通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)能力的上限，是衡量通信

10、性能的重要標準，這一概念最初來自模擬通信領域，指某個系統(tǒng)所能有效傳輸?shù)淖畹皖l率信號和最高頻率信號之間的“寬度”，因此又叫頻寬，單位是赫茲。一般來講，帶寬越大，信道的傳輸能力就越強，單位時間內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)量就越大 后來帶寬這一名詞被擴展到數(shù)字通信領域。數(shù)字信道不用頻率衡量，所以帶寬的單位不再是赫茲，而是每秒鐘傳輸?shù)拇a元個數(shù)。數(shù)字通信中的帶寬實際上就是波特率,2.1.4 常用性能指標,2波特率與比特率 數(shù)字信號的基本單位是碼元，波特率指通信中每秒傳輸?shù)拇a元數(shù)量，其單位為波特（Baud）。1Baud表示1碼元/秒。在計算機網(wǎng)絡中，所用的碼元是二進制碼元比特，波特率就變成了比特率，即比特/秒（bit/s

11、，或簡寫為bps）。網(wǎng)絡中描述帶寬時常常把單位省略。例如，帶寬是10M，實際上是10Mb/s，表示這個網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)能力的上限是每秒鐘10M個比特,2.1.4 常用性能指標,3誤碼率 由于信道不理想或噪聲的干擾，以致在接收端收到的碼元可能出現(xiàn)錯誤，比如發(fā)送的信號是“1”,而接收到的信號卻是“0”，這叫誤碼。誤碼的多少用誤碼率來衡量。誤碼率的定義是：數(shù)字通信系統(tǒng)中單位時間內(nèi)出錯的碼元數(shù)與發(fā)送的總碼元數(shù)之比。誤碼率是衡量數(shù)據(jù)傳輸準確性的指標，單位時間內(nèi)的誤碼越多，誤碼率越大 一般來講，局域網(wǎng)可接受的最高限度誤碼率為10-10，在這個比例以下，出現(xiàn)的誤碼不會降低網(wǎng)絡的性能，因為所有的網(wǎng)絡軟硬件都按這個

12、要求建立。最理想的情況當然是誤碼為0，但這實際上不能達到。標準中低于10-12的誤碼率就被規(guī)定為零誤碼率,2.2 數(shù)據(jù)通信相關技術簡介,1,2,3,數(shù)據(jù)編碼技術,信道復用技術,差錯控制技術,2.2.1 數(shù)據(jù)編碼,2.2.1 數(shù)據(jù)編碼,1. 非歸零編碼（NonReturn to Zero Code，NRZ） NRZ編碼方案用信號的幅度表示二進制數(shù)據(jù)，通常用正電壓表示數(shù)據(jù)“1”，負電壓表示數(shù)據(jù)“0”，即所謂的“雙極性”編碼；電壓無需回到零值，故稱“非歸零碼” NRZ編碼的優(yōu)點是：發(fā)送能量大，有利于提高接收端信噪比；在信道上占用頻帶較窄。信噪比指信道中正常信號與噪聲的功率之比，信噪比越大，說明信號的

13、品質(zhì)越好 NRZ碼的主要缺點是：當數(shù)據(jù)流中連續(xù)出現(xiàn)“0”或“1”時，接收端不容易分辨信號的開始和結(jié)束，如果使用同步傳輸方式，必須采用某種方法在發(fā)送端和接收端之間提供必要的同步信號。同時，這種編碼有直流分量，將導致信號的失真與畸變，而且無法使用一些交流耦合的線路和設備；抗噪性能差 由于NRZ 碼的諸多缺點，基帶數(shù)字信號傳輸中很少采用這種編碼，它只適合短距離傳輸,2.2.1 數(shù)據(jù)編碼,2. 曼徹斯特編碼（Manchester Encoding） 曼徹斯特編碼是一種同步時鐘編碼技術，常用于局域網(wǎng)傳輸。在曼徹斯特編碼中，每一位信號的中間都發(fā)生跳變，從低到高的變化表示“0”，從高到低表示“1”。由于電壓

14、變化發(fā)生在每一個碼元的中間，接收端可以方便地利用它作為同步時鐘，因此這種編碼也稱為自同步碼。10Mb/s以太網(wǎng)采用曼徹斯特編碼,2.2.1 數(shù)據(jù)編碼,3. 差分曼徹斯特編碼（Differential Manchester）。 差分曼徹斯特碼是曼徹斯特碼的改進形式，二者的區(qū)別在于，差分曼徹斯特碼每位中間的跳變只作為同步時鐘信號，數(shù)據(jù)“0”和“1”的取值用信號的相位變化來表示：若每位信號的起始處有跳變則為“0”；無變化則為“1”。差分曼切斯特碼比曼切斯特碼的變化要少，因此適合傳輸更高速的信息。令牌環(huán)（Token-Ring）網(wǎng)采用差分曼徹斯特編碼 曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的特點是每一位均用不同

15、電平的兩個半位來表示，因而始終能保持直流的平衡。兩種曼徹斯特編碼是將時鐘信息包含在數(shù)據(jù)流中，在傳輸代碼信息的同時，也將時鐘同步信號一起傳輸?shù)綄Ψ剑课痪幋a中有一跳變，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干擾性能。但在這兩種編碼中，每一個比特都被轉(zhuǎn)換成兩個電平，所以數(shù)據(jù)傳輸效率只有非歸零碼的1/2,2.2.1 數(shù)據(jù)編碼,4. DNRZ編碼（Differential NRZ） DNRZ編碼是一種NRZ編碼的改進形式，它也是用信號的相位變化來表示二進制數(shù)據(jù)的，每個信號碼元的起始處有變化表示數(shù)據(jù)“1”，而無變化表示數(shù)據(jù)“0”。DNRZ編碼不僅保持了NRZ編碼的優(yōu)點，同時提高了信號的抗干擾性和易

16、同步性。 近年來，DNRZ成為主流的信號編碼技術，在100Mb/s以太網(wǎng)等高速網(wǎng)絡中都采用了DNRZ編碼。其原因是在高速網(wǎng)絡中要求盡量降低信號的傳輸帶寬，以利于提高傳輸?shù)目煽啃院徒档蛯鬏斀橘|(zhì)帶寬的要求。DNRZ具有很高的編碼效率，符合高速網(wǎng)絡對信號編碼的要求。,2.2.2 信道復用,信道往往允許多路信號同時傳輸。這稱為信道復用,2.2.2 信道復用,1. 頻分復用（Frequency Division Multiplexing，F(xiàn)DM） 頻分復用就是將用于傳輸信道的總帶寬劃分成若干個子頻帶（或稱子信道），每一個子信道傳輸一路信號 頻分復用的最大優(yōu)點是信道復用率高，允許復用的路數(shù)多，分路也很方

17、便，因此它成為目前模擬通信的主要復用方式，特別是在有線通信和微波通信系統(tǒng)中應用十分廣泛。頻分復用的主要缺點是設備比較復雜。,2.2.2 信道復用,2.時分復用 就是將提供給整個信道傳輸信息的時間劃分成若干時間片，稱為時隙，并將這些時隙分配給每一個信號源使用，每一路信號在自己的時隙內(nèi)獨占信道進行數(shù)據(jù)傳輸 如果時隙事先規(guī)劃分配好且固定不變，則稱為同步時分復用，其優(yōu)點是時隙分配固定，控制方式簡單；缺點是當某信號源沒有數(shù)據(jù)傳輸時，它所對應的信道會出現(xiàn)空閑，而其他繁忙的信道無法占用這個空閑的信道，因此會降低線路的利用率。 統(tǒng)計時分復用（Statistic Time-Division Multiplexi

18、ng，STDM），也叫異步時分復用，仍然是將用戶的數(shù)據(jù)劃分為一個個數(shù)據(jù)單元，不同用戶的數(shù)據(jù)單元按照時分的方式來共享信道，但是不再固定分配時隙，而是動態(tài)分配時隙，即不再使用物理特性來標識不同用戶，而是使用數(shù)據(jù)單元中的若干比特，也就是使用邏輯的方式來標識用戶。這種方法提高了設備利用率，但是技術復雜性也比較高，所以這種方法主要應用于高速遠程通信過程中，例如，異步傳輸方式ATM。兩種時分復用的示意圖見下。,2.2.2 信道復用,2.2.2 信道復用,3.碼分復用是靠不同的編碼來區(qū)分各路原始信號的一種復用方式。碼分復用實質(zhì)上是一種擴頻技術，用戶將二進制數(shù)據(jù)中的“0”和“1”分別擴展為一串稱為“碼片”的二

19、進制序列，發(fā)送到信道當中。不同用戶分配到的“碼片”不相同，而且互相正交，因此多個用戶的數(shù)據(jù)可以疊加在一起傳送，最后在接收端使用各自的碼片對總體信號進行“解碼”，就可以得到各自的原始信號。 碼分復用和頻分復用及時分復用比較起來，頻分復用的特點是各個子信道共享總信道的時間，但頻率互相隔離；時分復用則共享總信道的所有頻率，但時間上分為很多時隙，分開使用；在碼分復用方式中，各用戶在時間和頻率上均共享總信道，因此，信道的效率高，系統(tǒng)的容量大。 碼分復用現(xiàn)在已廣泛使用在移動通信中。聯(lián)通CDMA（碼分多址）就是碼分復用的一種方式。,2.2.2 信道復用,4.波分復用(WDM) 在光通信領域，人們習慣按波長而

20、不是按頻率來命名。因此，波分復用本質(zhì)上也就是光的頻分復用。WDM是在一根光纖上承載多個波長的光，相當于將1根光纖轉(zhuǎn)換為多條“虛擬”光纖，當然每條虛擬光纖獨立工作在不同波長上。由于WDM系統(tǒng)技術的經(jīng)濟性與有效性，使之成為當前光纖通信網(wǎng)絡擴容的主要手段。 隨著技術的發(fā)展，在一根光纖上復用的光信號越來越多，于是就有了密集波分復用。在密集波分復用中，不同光信號的波長之差很小，一般只有0.8或1.6納米，這樣極大地提高了光纖的傳輸容量。,2.2.3 差錯控制,通信中，接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象稱為傳輸差錯。差錯控制，就是檢查是否出現(xiàn)差錯以及如何糾正差錯。 1. 差錯產(chǎn)生的原因 造成傳輸差錯的主要原

21、因： （1）信道上存在噪聲，噪聲與原始信號疊加，從而出現(xiàn)差錯 （2）信道特性不理想使被傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生失真,2.2.3 差錯控制,2.2.3 差錯控制,2. 差錯類型 根據(jù)出錯信號的位置和數(shù)量，數(shù)字信號傳輸中常見的錯誤有兩種：單比特錯誤和突發(fā)錯誤,2.2.3 差錯控制,3. 差錯控制方法 差錯控制的基本方式有3種：前向糾錯、檢錯重發(fā)、混合糾錯,2.2.3 差錯控制,（1）前向糾錯方式（Forward Error Correction，F(xiàn)EC） 又稱自動糾錯方式。在這種方式中，發(fā)送端將信息碼元按一定規(guī)則附加上監(jiān)督碼，構(gòu)成需要發(fā)送的碼字。當接收端收到碼字，發(fā)現(xiàn)有差錯且在其糾錯能力之內(nèi)時，能自動將碼字

22、糾正。 目前，F(xiàn)EC方式廣泛應用于太空和衛(wèi)星通信中。,2.2.3 差錯控制,（2）檢錯重發(fā)方式（Auto Repeat Request，ARQ） 又稱自動重傳方式。在這種方式中，發(fā)送端發(fā)送的碼元中加入了具有檢錯能力的監(jiān)督碼，接收端則按照給定的規(guī)則判決傳輸中有無錯誤產(chǎn)生。如果發(fā)現(xiàn)錯誤，就通過反向信道把這一判決結(jié)果反饋給發(fā)送端， ARQ方式在計算機網(wǎng)絡、計算機設備之間的通信中獲得了廣泛的應用。其缺點是：需要反饋信道，信息傳輸效率低，不適合實時傳輸系統(tǒng)。,2.2.3 差錯控制,（3）混合糾錯方式（Hybrid Error Correction，HEC） 混合糾錯方式是前向糾錯方式和檢錯重發(fā)方式的結(jié)合

23、，其監(jiān)督碼既有檢錯能力，也有一定自動糾錯能力。接收端檢查差錯情況，如果錯誤在碼元的糾錯能力范圍以內(nèi)，則自動糾錯，如果超過了碼元的糾錯能力，但能檢測出來，則經(jīng)過反饋信道請求發(fā)送端重發(fā)。 該方式特別適合于復雜的短波信道，近年來在衛(wèi)星通信中也得到了較廣泛的使用。,2.2.3 差錯控制,發(fā)送端加入的冗余信息一般有檢錯碼和糾錯碼兩種 檢錯碼只能檢查出是否發(fā)生錯誤，不能定位錯誤的位置，因此也就無法更正錯誤。而糾錯碼既能發(fā)現(xiàn)錯誤，也能糾正錯誤，只是相對于檢錯碼，一般要有更多的冗余信息。,2.2.3 差錯控制,（1）檢錯碼 常用的檢錯碼有奇偶校驗碼和循環(huán)冗余碼 奇偶校驗是奇校驗和偶校驗的統(tǒng)稱，指在原信息后面附

24、加一個監(jiān)督元，使得碼字中“1”的個數(shù)是奇數(shù)或偶數(shù),2.2.3 差錯控制,循環(huán)冗余碼 （Cyclic Redundancy Code， CRC）。循環(huán)冗余碼又稱為多項式碼，其工作方法是根據(jù)原始信息產(chǎn)生一串冗余碼，附加在信息位后面一起發(fā)送到接收端，接收端收到的信息按發(fā)送端形成循環(huán)冗余碼同樣的算法進行校驗，如果發(fā)現(xiàn)錯誤，則通知發(fā)送端重發(fā) 任何一個由二進制數(shù)位串組成的代碼，都可以唯一表示為一個只含有“0”和“1”兩種系數(shù)的多項式。例如，代碼1010111對應的多項式為X6+X4+X2+X+1。同樣，多項式X5+X3+X2+X+1對應的代碼為101111。CRC碼在發(fā)送端編碼和接收端校驗時，都可以利用事

25、先約定的生成多項式G(X)計算得到,2.2.3 差錯控制,目前廣泛使用的生成多項式主要有以下四種。 CRC12 = X12+X11+X3+X2+1 CRC16 = X16+X15+X2+1（IBM公司） CRC16 = X16+X12+X5+1（國際電報電話咨詢委員會CCITT） CRC32 = X32+X26+X23+X22+X16+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1,2.2.3 差錯控制,冗余碼的計算方法是，假定生成多項式最高次冪是r，則先將信息碼后面補r個“0”，然后將補零之后的信息碼除以G(X),2.2.3 差錯控制,糾錯碼：以海明碼為例,2.3 通信方式實例,4,3

26、,2,1,無線電波通信,微波通信,衛(wèi)星通信,蜂窩移動通信,2.3.1 無線電波通信,無線電波是波長在1毫米以上的電磁波，又可以細分為長波、中波、短波、超短波和微波等。長波的波長為1000米以上；中波波長介于100米與1000米之間，短波波長10米100米；超短波波長1米10米，所以又為米波；微波波長1毫米1米。、 無線電波主要有三種傳播方式：地表傳播、電離層傳播和沿直線傳播,2.3.1 無線電波通信,2.3.2 微波通信,微波波長1毫米1米，是分米波、厘米波和毫米波的總稱，嚴格意義上也屬于無線電波。 微波頻率比一般的無線電波頻率高，通常也稱為“超高頻電磁波”。由于微波穿透電離層的能力很強，不能

27、利用電離層反射方式傳播，而且又不能像長波那樣繞過障礙物，所以只能采用直線方式傳播。 由于地球的球形表面和地表的障礙物，微波信號的覆蓋范圍在很大程度上依賴于天線的高度，天線越高，信號傳輸?shù)木嚯x越遠。典型的做法是將天線安裝在塔頂，而塔建立在山頂?shù)缺M可能高的地方。即便如此，傳輸距離仍嫌不夠，只好采用中繼接力的方式延長距離,2.3.3 衛(wèi)星通信,衛(wèi)星通信采用的電磁波信號屬于微波范疇，因此衛(wèi)星通信的基本原理和微波通信一樣，只不過它的中繼站是繞地球軌道運行的衛(wèi)星。由于衛(wèi)星的高度很高，所以雖然在衛(wèi)星通信中地球曲面引起的距離限制被大大地削弱，信號只需一次中繼就可以跨越陸地與海洋。,2.3.3 衛(wèi)星通信,用于通

28、信的衛(wèi)星有地球同步衛(wèi)星和低軌道衛(wèi)星 同步衛(wèi)星運行在赤道上空約35406千米處，這個軌道上的衛(wèi)星在地面上看來好像在天空中靜止不動的一樣，因此被稱為地球同步衛(wèi)星。但是，一顆同步衛(wèi)星不可能覆蓋整個地球，在同步軌道上至少需要三顆等距離的衛(wèi)星互相呈120分布，才能提供全球通信服務。 地球同步衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域固定，在這個覆蓋區(qū)內(nèi)任何帶有相應衛(wèi)星天線的地球站之間可以實現(xiàn)不間斷通信。不過，同步衛(wèi)星與地面的距離還是太遠，地面站設備不可能做得太小，更不要說用手持設備直接與衛(wèi)星通信了。,2.3.3 衛(wèi)星通信,解決這一問題的方法是使用低軌道（Low Earth Orbit，LEO）衛(wèi)星。但如果用LEO衛(wèi)星實現(xiàn)全球通信，衛(wèi)星的數(shù)量需要大大增加。原因在于衛(wèi)星軌道越低