《ch數(shù)據(jù)通信技術(shù)》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 也不需要天線 – 紅外通信不宜在室外使用 紅外線傳輸也用于數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 光波傳輸 利用光信號(hào)通信的歷史可以追溯到遙遠(yuǎn)的古代 激光能直接在空中傳輸而無(wú)需通過(guò)有形的光導(dǎo)體 – 具有能在很長(zhǎng)的距離內(nèi)保持聚焦 (即定向 )的特點(diǎn) 它和微波通信在直線傳輸上有相似性 – 激光同樣不能被遮擋 – 而且對(duì)雨雪和霧都比較敏感，這限制了它的應(yīng)用 衛(wèi)星傳輸 衛(wèi)星是指圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的物體 – 天體衛(wèi)星和人造衛(wèi)星 1962年第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功 – 開創(chuàng)了天際通信的里程碑 通信衛(wèi)星可以看作是一個(gè)空間微波中繼器 – 通信衛(wèi)星上一般 12—20個(gè)異頻雷達(dá)接收機(jī)，每個(gè)都有 36MHz—50 MHz的帶寬，異頻雷達(dá)接收機(jī)對(duì)相應(yīng)的波段進(jìn)行監(jiān)聽 – 上行波束從地面衛(wèi)星站傳向衛(wèi)星，下行波束從衛(wèi)星傳向地面站，下行波束覆蓋范圍很廣 通信衛(wèi)星與天體衛(wèi)星的區(qū)別在于 – 返回地面的信號(hào)可以在衛(wèi)星上通過(guò)放大器放大 衛(wèi)星傳輸采用的波段為微波波段 衛(wèi)星通信的特點(diǎn) 通信與地面兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置無(wú)關(guān) ,也即傳送一條報(bào)文的成本與距離無(wú)關(guān) 衛(wèi)星的一個(gè)重要特性是收發(fā)器向上千個(gè)地面站發(fā)送一條報(bào)文的時(shí)間與向一個(gè)地面站發(fā)送該報(bào)文所用的時(shí)間基本相同 衛(wèi)星傳輸具有很低的出錯(cuò)率 主要的衛(wèi)星頻段 通信衛(wèi)星的高度及類型 信道復(fù)用技術(shù) 頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用 波分復(fù)用 統(tǒng)計(jì)復(fù)用 信道復(fù)用技術(shù) 復(fù)用技術(shù)用于在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸多路信號(hào)，這樣可以充分利用信道的傳輸能力 復(fù)用可以實(shí)現(xiàn)的前提是信道的傳輸能力大于傳輸一路信號(hào)的需求，體現(xiàn)在兩個(gè)方面： – 一是信道的帶寬很寬，而傳輸一路信號(hào)所需的帶寬很窄 – 另一方面是信道的數(shù)據(jù)傳輸率很高，而一路信號(hào)所需的數(shù)據(jù)傳輸率很低，這樣在能力很強(qiáng)的信道上僅傳輸一路信號(hào)就很浪費(fèi) 頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用 頻分復(fù)用 (FDM) 是最常用的技術(shù) 信道的帶寬很寬，信道的可用帶寬大于一路信號(hào)所需的帶寬，把信道劃分為多個(gè)子信道，每個(gè)子信道傳輸一路信號(hào) – 在子信道之間要留有隔離頻帶，對(duì)每路信號(hào)以不同頻率的載波進(jìn)行調(diào)制，使其適應(yīng)不同子信道頻段的要求，傳輸?shù)侥康牡睾笤倩謴?fù)為原始信號(hào) 時(shí)分復(fù)用 TDM 時(shí)分復(fù)用 TDM（ Time Division Multiplexing）技術(shù)的依據(jù)是信道的數(shù)據(jù)傳輸率大于一路信號(hào)傳輸所需要的數(shù)據(jù)傳輸率 – 可以把傳輸時(shí)間分成時(shí)間片幀，每一時(shí)間片幀包含若干時(shí)間隙，每個(gè)時(shí)間隙對(duì)應(yīng)一路信號(hào)的若干位 時(shí)分復(fù)用 頻率 f 時(shí)間 t 2 3 4 2 3 4 2 3 4 2 3 4 1 1 1 1 1在 TDM 幀中 的位置不變 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 … TDM 幀 時(shí)分復(fù)用 頻率 f 時(shí)間 t 3 4 3 4 3 4 1 1 1 1 2 2 2 2 3 4 2 在 TDM 幀中 的位置不變 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 … TDM 幀 時(shí)分復(fù)用 頻率 f 時(shí)間 t 2 4 2 4 2 4 1 1 1 1 2 3 3 3 3 4 3在 TDM 幀中 的位置不變 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 … TDM 幀 時(shí)分復(fù)用 頻率 時(shí)間 2 3 2 3 2 3 1 1 1 1 2 3 4 4 4 4 D 在 TDM 幀中 的位置不變 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 … TDM 幀 FDMA和 TDMA FDMA 頻率 時(shí)間 TDMA 頻率 時(shí)間 用戶 C 用戶 D 用戶 B 用戶 A TDM與 FDM的比較 TDM中 – 每一路信號(hào)傳輸占用信道的全部帶寬 – 在某一微小的時(shí)間間隔只有一路信號(hào)在傳輸 FDM中 – 每一路信號(hào)占用部分帶寬 – 在某一微小的時(shí)間間隔有多路信號(hào)在傳輸 在應(yīng)用中 – TDM適合數(shù)字信號(hào)的傳輸 – FDM適合模擬信號(hào)傳輸 許多應(yīng)用是先進(jìn)行 FDM，然后再進(jìn)行 TDM，即兩種復(fù)用技術(shù)綜合使用 波分復(fù)用 在光纖信道上采用波分復(fù)用 WDM 波分復(fù)用是光的頻分復(fù)用 – WDM是 FDM的一個(gè)變種 – 頻率和波長(zhǎng)之間滿足關(guān)系式： F＝ c／ λ，這里 f 為頻率， c為光速， λ為波長(zhǎng) 每根光纖上光信號(hào)的波長(zhǎng)不同，兩根光纖連接到一個(gè)棱柱或衍射光柵上，兩束光通過(guò)棱柱或衍射光柵合成到一根共享的光纖上 傳輸?shù)竭h(yuǎn)方的目的地后，再用棱柱或衍射光柵將它們分解開，交給接收方 波分復(fù)用 WDM圖示 統(tǒng)計(jì)復(fù)用 統(tǒng)計(jì)復(fù)用是對(duì)時(shí)分復(fù)用的改進(jìn) – 也稱為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 STDM（ Statistic Time Division Multiplexing） 在時(shí)分復(fù)用中 – 各路信號(hào)的時(shí)隙是固定分配好了的 – 每一路信號(hào)與復(fù)用的其它各路信號(hào)之間的時(shí)間間隔是固定的 – 從這個(gè)意義上講，各路信號(hào)是同步傳輸?shù)? 統(tǒng)計(jì)復(fù)用圖示 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼為模擬信號(hào) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號(hào) 模擬數(shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號(hào) 模擬數(shù)據(jù)編碼為模擬信號(hào) 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 模擬 數(shù)據(jù)和 數(shù)字 數(shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為 模擬 信號(hào)或 數(shù)字 信號(hào) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號(hào) 用高電平標(biāo)識(shí) 低電平標(biāo)識(shí) 0的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)不能直接放在信道上傳輸，這種不歸零制編碼 NRZ存在接收方無(wú)法在連續(xù) 1或連續(xù) 0時(shí)區(qū)分出每一位的問(wèn)題。傳輸效率較低 起 終 始 止 位 1 1 1 0 1 0 1 0 位 線路空閑 線路空閑 起 始 位 一個(gè)字符 下一字符 異步傳輸 異步傳輸和同步傳輸 傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)的分類 有線傳輸介質(zhì) 無(wú)線傳輸介質(zhì) 衛(wèi)星傳輸 傳輸介質(zhì)的分類 傳輸介質(zhì)用作信號(hào)的通路 – 每一種傳輸介質(zhì)在數(shù)據(jù)傳輸率、傳輸時(shí)延、安裝、維護(hù)和成本上有不同的特性。log2(1+S/N） (bps) 其中， S/N為信道的信噪比。 若 1 個(gè)碼元攜帶 n bit 信息量，則 M Baud 的碼元傳輸速率所對(duì)應(yīng)的信息傳輸速率為 M ? n b/s 波特率與比特率比較圖 2 種信號(hào)電平 , （即碼元有 2種） 每個(gè)碼元攜帶 1位二進(jìn)制信息 波特率＝ 8 Baud 比特率＝ 8 bps 4 種信號(hào)電平 , （即碼元有 4種） 每個(gè)碼元攜帶 2位二進(jìn)制信息 波特率＝ 8
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