数据通信ch学习教案.pptx

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1、数据通信数据通信ch第一页，共68页。Electromagnetic Spectrum可以在当前的远程通信领域中应用的频段有：可以在当前的远程通信领域中应用的频段有：语音频段：通常以电流形式通过双绞线、同轴电缆等介质；语音频段：通常以电流形式通过双绞线、同轴电缆等介质；无线电波和红外线：可以穿过空气无线电波和红外线：可以穿过空气(kngq)或空间，但需要特殊的发送和接收装置；或空间，但需要特殊的发送和接收装置；可见光：是最后一个可用的，通过光缆传输。可见光：是最后一个可用的，通过光缆传输。第1页/共68页第二页，共68页。Classes of transmission media传输传输(ch

2、un sh)介质可以分为两大类：介质可以分为两大类：有向的：沿着介质的方向传播并局限于介质内；有向的：沿着介质的方向传播并局限于介质内；无向的：需要一条视线通路，沿直线传播，适用于远距离通信或架设电缆困难的地方。无向的：需要一条视线通路，沿直线传播，适用于远距离通信或架设电缆困难的地方。第2页/共68页第三页，共68页。7.1 Guided Media7.1 Guided MediaTwisted-Pair CableCoaxial CableFiber-Optic Cable第3页/共68页第四页，共68页。Twisted-Pair CableNote:Note:第4页/共68页第五页，共6

3、8页。Twisted-Pair Cable一条双绞线包括两根导体一条双绞线包括两根导体(通常是铜的通常是铜的)，每根有不同，每根有不同(b tn)颜色的塑料外皮。颜色的塑料外皮。塑料外皮着色是为了便于区别，还用来指示导线属于哪一对，以及在一捆导线中与其它导线对的关系塑料外皮着色是为了便于区别，还用来指示导线属于哪一对，以及在一捆导线中与其它导线对的关系双绞线的频率双绞线的频率(pnl)范围对于传输语音和数字信号都适用。范围对于传输语音和数字信号都适用。第5页/共68页第六页，共68页。Effect of Noise on Parallel Lines来自其他设备的电磁干扰来自其他设备的电磁干扰

4、(gnro)会在导线中产生噪声。会在导线中产生噪声。噪声对于平行导线的干扰噪声对于平行导线的干扰(gnro)程度，根据距离不同会有所不同，从而导致负载不平衡以及信号益损。程度，根据距离不同会有所不同，从而导致负载不平衡以及信号益损。第6页/共68页第七页，共68页。Noise on Twisted-Pair Lines通过通过(tnggu)每隔一定距离交叉一次，两条导线上总的噪声影响就会相同。每隔一定距离交叉一次，两条导线上总的噪声影响就会相同。第7页/共68页第八页，共68页。UTP and STP非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线UTPUTP：具有易弯曲、易安装、重量轻等优点，且更加独立和灵活，适用

5、于综合布线：具有易弯曲、易安装、重量轻等优点，且更加独立和灵活，适用于综合布线;屏蔽双绞线屏蔽双绞线STPSTP：具有较高的数据传输速率和较好的耐腐蚀能力；但由于费用相对较高，不易弯曲布线，且需要配有支持：具有较高的数据传输速率和较好的耐腐蚀能力；但由于费用相对较高，不易弯曲布线，且需要配有支持(zhch)(zhch)屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术，所以并未真正得到流行。屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术，所以并未真正得到流行。第8页/共68页第九页，共68页。Unshielded Twisted-Pair CableEIAEIA制定了一种按质量划分制定了一种按质量划分制定了一种按质量

6、划分制定了一种按质量划分UTPUTP等级的标准，每一种电缆类别都有特定的用途。等级的标准，每一种电缆类别都有特定的用途。等级的标准，每一种电缆类别都有特定的用途。等级的标准，每一种电缆类别都有特定的用途。1 1是最低档的，是最低档的，是最低档的，是最低档的，5 5是最高档是最高档是最高档是最高档(godng)(godng)的，下图是一个有五对线的非屏蔽双绞线。的，下图是一个有五对线的非屏蔽双绞线。的，下图是一个有五对线的非屏蔽双绞线。的，下图是一个有五对线的非屏蔽双绞线。第9页/共68页第十页，共68页。Categories of unshielded twisted-pair cablesC

7、ategories of unshielded twisted-pair cables 600 MHz 200 MHz 100 MHz 20 MHz 16 MHz 2 MHzvery lowBandwidthLANsDigital 600 Mbps7(draft)LANsDigital 200 Mbps6(draft)LANsDigital 100 Mbps5LANsDigital 20 Mbps4LANsDigital 10 Mbps3T-1 linesAnalog/digital2 Mbps2TelephoneAnalog 100 kbps1UseDigital/AnalogData Ra

8、teCategory第10页/共68页第十一页，共68页。UTP ConnectorsUTPUTP连接器中最常用的是带有连接器中最常用的是带有连接器中最常用的是带有连接器中最常用的是带有8 8针传导头的连接器，每根针都与四对双绞线中的一根导线针传导头的连接器，每根针都与四对双绞线中的一根导线针传导头的连接器，每根针都与四对双绞线中的一根导线针传导头的连接器，每根针都与四对双绞线中的一根导线(doxin)(doxin)相连。相连。相连。相连。第11页/共68页第十二页，共68页。UTP performance第12页/共68页第十三页，共68页。Shielded Twisted-Pair Cab

9、le屏蔽双绞线：在每一对导线外都有一层金属箔或是网格，使电磁噪声不能穿透进来，以消除屏蔽双绞线：在每一对导线外都有一层金属箔或是网格，使电磁噪声不能穿透进来，以消除屏蔽双绞线：在每一对导线外都有一层金属箔或是网格，使电磁噪声不能穿透进来，以消除屏蔽双绞线：在每一对导线外都有一层金属箔或是网格，使电磁噪声不能穿透进来，以消除(xioch)(xioch)来自另一线路上不期望的串扰干扰。来自另一线路上不期望的串扰干扰。来自另一线路上不期望的串扰干扰。来自另一线路上不期望的串扰干扰。串扰：一条线路接收了在另一条线路上传输的信号时就会发生。串扰：一条线路接收了在另一条线路上传输的信号时就会发生。串扰：一

10、条线路接收了在另一条线路上传输的信号时就会发生。串扰：一条线路接收了在另一条线路上传输的信号时就会发生。第13页/共68页第十四页，共68页。Coaxial cableNote:Note:第14页/共68页第十五页，共68页。Coaxial cable由于介质的传导方式由于介质的传导方式(fngsh)不同，同轴电缆能够传输比双绞线更宽的频率范围的信号。不同，同轴电缆能够传输比双绞线更宽的频率范围的信号。外层的金属包层既作为屏蔽层又作为导体的一部分构成外层的金属包层既作为屏蔽层又作为导体的一部分构成(guchng)回路。回路。第15页/共68页第十六页，共68页。Categories of co

11、axial cablesCategories of coaxial cables50 W W50 W W75 W WImpedanceThick EthernetRG-11RG-11Thin EthernetRG-58RG-58Cable TVRG-59RG-59UseCategory各种同轴电缆根据它们的无线电波控制各种同轴电缆根据它们的无线电波控制各种同轴电缆根据它们的无线电波控制各种同轴电缆根据它们的无线电波控制(kngzh)RG(kngzh)RG级别来分类级别来分类级别来分类级别来分类无线电波控制无线电波控制无线电波控制无线电波控制(kngzh)RG(kngzh)RG编号：表示了一组唯

12、一的物理特性，包括内层导体的线路规格、内层绝缘体的厚度和类型、屏蔽层的组成，以及外包装的规格和类型。编号：表示了一组唯一的物理特性，包括内层导体的线路规格、内层绝缘体的厚度和类型、屏蔽层的组成，以及外包装的规格和类型。编号：表示了一组唯一的物理特性，包括内层导体的线路规格、内层绝缘体的厚度和类型、屏蔽层的组成，以及外包装的规格和类型。编号：表示了一组唯一的物理特性，包括内层导体的线路规格、内层绝缘体的厚度和类型、屏蔽层的组成，以及外包装的规格和类型。RGRG的每一个级别定义的电缆都适用于一种特定功能。的每一个级别定义的电缆都适用于一种特定功能。的每一个级别定义的电缆都适用于一种特定功能。的每一

13、个级别定义的电缆都适用于一种特定功能。第16页/共68页第十七页，共68页。BNC connectors套筒式连接器：套筒式连接器：套筒式连接器：套筒式连接器：卡销式网络连接器卡销式网络连接器卡销式网络连接器卡销式网络连接器BNCBNC：只需推入插口：只需推入插口：只需推入插口：只需推入插口(ch ku)(ch ku)并旋转半圈。并旋转半圈。并旋转半圈。并旋转半圈。T T型连接器：允许在细缆以太网中使用辅助电缆或从主干上引出分支。型连接器：允许在细缆以太网中使用辅助电缆或从主干上引出分支。型连接器：允许在细缆以太网中使用辅助电缆或从主干上引出分支。型连接器：允许在细缆以太网中使用辅助电缆或从主

14、干上引出分支。终结端子：用于总线型拓扑中，在主干电缆端头吸收电磁波并消除回声反射。终结端子：用于总线型拓扑中，在主干电缆端头吸收电磁波并消除回声反射。终结端子：用于总线型拓扑中，在主干电缆端头吸收电磁波并消除回声反射。终结端子：用于总线型拓扑中，在主干电缆端头吸收电磁波并消除回声反射。第17页/共68页第十八页，共68页。Coaxial cable performance第18页/共68页第十九页，共68页。Optical fiber CableNote:Note:第19页/共68页第二十页，共68页。Bending of light ray光的自然特性：光是一种电磁能量形式，它在真空中传播最

15、快，达到光的自然特性：光是一种电磁能量形式，它在真空中传播最快，达到光的自然特性：光是一种电磁能量形式，它在真空中传播最快，达到光的自然特性：光是一种电磁能量形式，它在真空中传播最快，达到 300 000km/s300 000km/s，它的速度依赖于所穿越的传输介质的密度，密度越大速度越低。，它的速度依赖于所穿越的传输介质的密度，密度越大速度越低。，它的速度依赖于所穿越的传输介质的密度，密度越大速度越低。，它的速度依赖于所穿越的传输介质的密度，密度越大速度越低。折射：当光从一种密度的介质进入折射：当光从一种密度的介质进入折射：当光从一种密度的介质进入折射：当光从一种密度的介质进入(jnr)(j

16、nr)另一种密度的介质时，由于光的速度发生了变化导致光线改变了方向。另一种密度的介质时，由于光的速度发生了变化导致光线改变了方向。另一种密度的介质时，由于光的速度发生了变化导致光线改变了方向。另一种密度的介质时，由于光的速度发生了变化导致光线改变了方向。全反射角：使折射角达到全反射角：使折射角达到全反射角：使折射角达到全反射角：使折射角达到9090的入射角。的入射角。的入射角。的入射角。反射：入射角大于全反射角时发生的现象。反射：入射角大于全反射角时发生的现象。反射：入射角大于全反射角时发生的现象。反射：入射角大于全反射角时发生的现象。第20页/共68页第二十一页，共68页。Optical f

17、iber光纤利用全反射将光线在信道内定向传输。光纤利用全反射将光线在信道内定向传输。光纤利用全反射将光线在信道内定向传输。光纤利用全反射将光线在信道内定向传输。光纤的中心是玻璃或塑料的芯材，外面填充着密度相对较小的玻璃或塑料材料光纤的中心是玻璃或塑料的芯材，外面填充着密度相对较小的玻璃或塑料材料光纤的中心是玻璃或塑料的芯材，外面填充着密度相对较小的玻璃或塑料材料光纤的中心是玻璃或塑料的芯材，外面填充着密度相对较小的玻璃或塑料材料(cilio)(cilio)。两种材料两种材料两种材料两种材料(cilio)(cilio)的密度差异必须达到能够使芯材中的光线只能反射回来而不能折射入填充材料的密度差异

18、必须达到能够使芯材中的光线只能反射回来而不能折射入填充材料的密度差异必须达到能够使芯材中的光线只能反射回来而不能折射入填充材料的密度差异必须达到能够使芯材中的光线只能反射回来而不能折射入填充材料(cilio)(cilio)的程度。的程度。的程度。的程度。信息被编码成一束以一系列开关状态来代表信息被编码成一束以一系列开关状态来代表信息被编码成一束以一系列开关状态来代表信息被编码成一束以一系列开关状态来代表0 0和和和和1 1的光线形式。的光线形式。的光线形式。的光线形式。第21页/共68页第二十二页，共68页。Propagation modes两种在光纤信道中传播光线的模式。两种在光纤信道中传播

19、光线的模式。两种在光纤信道中传播光线的模式。两种在光纤信道中传播光线的模式。多模光纤：多束光线从光源经由芯材通过不同的光路传播，光线在光缆中的传播模式依赖于芯材的结构。多模光纤：多束光线从光源经由芯材通过不同的光路传播，光线在光缆中的传播模式依赖于芯材的结构。多模光纤：多束光线从光源经由芯材通过不同的光路传播，光线在光缆中的传播模式依赖于芯材的结构。多模光纤：多束光线从光源经由芯材通过不同的光路传播，光线在光缆中的传播模式依赖于芯材的结构。又可以进一步分为阶跃模式和渐变又可以进一步分为阶跃模式和渐变又可以进一步分为阶跃模式和渐变又可以进一步分为阶跃模式和渐变(jinbin)(jinbin)模式

20、。模式。模式。模式。单模光纤：光线沿水平方向传播。单模光纤：光线沿水平方向传播。单模光纤：光线沿水平方向传播。单模光纤：光线沿水平方向传播。第22页/共68页第二十三页，共68页。Multimode Step-Index多模阶跃式光纤多模阶跃式光纤多模阶跃式光纤多模阶跃式光纤 芯材的密度芯材的密度芯材的密度芯材的密度(md)(md)从中心到边缘都是一致的。从中心到边缘都是一致的。从中心到边缘都是一致的。从中心到边缘都是一致的。阶跃：芯材与边界处填充材料密度阶跃：芯材与边界处填充材料密度阶跃：芯材与边界处填充材料密度阶跃：芯材与边界处填充材料密度(md)(md)的突然变化。的突然变化。的突然变化

21、。的突然变化。在传播路径上的差异使得不同的光线在不同的时刻到达终点，导致传输的信号被传播延迟扭曲，从而限制了数据速率并使阶跃模式在某些要求精确性的应用中不适用。在传播路径上的差异使得不同的光线在不同的时刻到达终点，导致传输的信号被传播延迟扭曲，从而限制了数据速率并使阶跃模式在某些要求精确性的应用中不适用。在传播路径上的差异使得不同的光线在不同的时刻到达终点，导致传输的信号被传播延迟扭曲，从而限制了数据速率并使阶跃模式在某些要求精确性的应用中不适用。在传播路径上的差异使得不同的光线在不同的时刻到达终点，导致传输的信号被传播延迟扭曲，从而限制了数据速率并使阶跃模式在某些要求精确性的应用中不适用。第

22、23页/共68页第二十四页，共68页。Multimode Graded-Index多模渐变光纤多模渐变光纤多模渐变光纤多模渐变光纤 芯材的密度从中心到边缘是变化的，中心密度最大，向外逐渐变小，到达边界时最小，密度的不断变化使得光线逐渐弯曲成一条曲线芯材的密度从中心到边缘是变化的，中心密度最大，向外逐渐变小，到达边界时最小，密度的不断变化使得光线逐渐弯曲成一条曲线芯材的密度从中心到边缘是变化的，中心密度最大，向外逐渐变小，到达边界时最小，密度的不断变化使得光线逐渐弯曲成一条曲线芯材的密度从中心到边缘是变化的，中心密度最大，向外逐渐变小，到达边界时最小，密度的不断变化使得光线逐渐弯曲成一条曲线(q

23、xin)(qxin)。减少了信号通过缆线后的扭曲。减少了信号通过缆线后的扭曲。减少了信号通过缆线后的扭曲。减少了信号通过缆线后的扭曲。变化的折射过程使每束光线在一定时间内传播的距离不断变化，导致每隔一定距离不同的光线会相交，将接收器放到相交段可获得精确度好得多的重建信号。变化的折射过程使每束光线在一定时间内传播的距离不断变化，导致每隔一定距离不同的光线会相交，将接收器放到相交段可获得精确度好得多的重建信号。变化的折射过程使每束光线在一定时间内传播的距离不断变化，导致每隔一定距离不同的光线会相交，将接收器放到相交段可获得精确度好得多的重建信号。变化的折射过程使每束光线在一定时间内传播的距离不断变

24、化，导致每隔一定距离不同的光线会相交，将接收器放到相交段可获得精确度好得多的重建信号。第24页/共68页第二十五页，共68页。Fiber typesFiber types7/1257/125100/125100/12562.5/12562.5/12550/12550/125Type 7100 62.5 50CoreSingle-mode125Multimode,graded-index125Multimode,graded-index125Multimode,graded-index125ModeCladding光纤通过芯材的直径与填充材料直径的比值光纤通过芯材的直径与填充材料直径的比值光纤通

25、过芯材的直径与填充材料直径的比值光纤通过芯材的直径与填充材料直径的比值(bzh)(bzh)来分类。来分类。来分类。来分类。第25页/共68页第二十六页，共68页。Fiber Construction光纤的结构光纤的结构光纤的结构光纤的结构(jigu)(jigu)第26页/共68页第二十七页，共68页。Fiber Light Source光缆光缆光缆光缆(un ln)(un ln)(un ln)(un ln)的作用是从源到目的地的光线进行包容和定向。的作用是从源到目的地的光线进行包容和定向。的作用是从源到目的地的光线进行包容和定向。的作用是从源到目的地的光线进行包容和定向。传输特性：利用光导纤维

26、传递光脉冲来进行的传输特性：利用光导纤维传递光脉冲来进行的传输特性：利用光导纤维传递光脉冲来进行的传输特性：利用光导纤维传递光脉冲来进行的,有光信号为有光信号为有光信号为有光信号为1 1 1 1，无光信号为，无光信号为，无光信号为，无光信号为0 0 0 0，光信号在光纤中进行全反射。，光信号在光纤中进行全反射。，光信号在光纤中进行全反射。，光信号在光纤中进行全反射。光传输系统一般由光源、光纤线路和光探测器组成。光传输系统一般由光源、光纤线路和光探测器组成。光传输系统一般由光源、光纤线路和光探测器组成。光传输系统一般由光源、光纤线路和光探测器组成。光源：采用发光二极管光源：采用发光二极管光源：采

27、用发光二极管光源：采用发光二极管(适用于多模光纤适用于多模光纤适用于多模光纤适用于多模光纤)或半导体激光器或半导体激光器或半导体激光器或半导体激光器(适用于单模光纤适用于单模光纤适用于单模光纤适用于单模光纤)，在电信号脉冲作用下产生出光脉冲；，在电信号脉冲作用下产生出光脉冲；，在电信号脉冲作用下产生出光脉冲；，在电信号脉冲作用下产生出光脉冲；光纤线路：光脉冲在光纤线路上传送；光纤线路：光脉冲在光纤线路上传送；光纤线路：光脉冲在光纤线路上传送；光纤线路：光脉冲在光纤线路上传送；光探测器：利用光电二极管做成光探测器，将检测出的光脉冲还原成电脉冲信号。光探测器：利用光电二极管做成光探测器，将检测出的

28、光脉冲还原成电脉冲信号。光探测器：利用光电二极管做成光探测器，将检测出的光脉冲还原成电脉冲信号。光探测器：利用光电二极管做成光探测器，将检测出的光脉冲还原成电脉冲信号。第27页/共68页第二十八页，共68页。Fiber-optic cable connectors光纤连接器必须非常精确。光纤连接器必须非常精确。光纤连接器必须非常精确。光纤连接器必须非常精确。任何一段芯材未能与另一段光纤或是光敏二极管对齐就会导致信号重新反射任何一段芯材未能与另一段光纤或是光敏二极管对齐就会导致信号重新反射任何一段芯材未能与另一段光纤或是光敏二极管对齐就会导致信号重新反射任何一段芯材未能与另一段光纤或是光敏二极管

29、对齐就会导致信号重新反射(fnsh)(fnsh)回发送方，而且两个相连信道在大小上的任何差异都会导致信号传播角度的变化。回发送方，而且两个相连信道在大小上的任何差异都会导致信号传播角度的变化。回发送方，而且两个相连信道在大小上的任何差异都会导致信号传播角度的变化。回发送方，而且两个相连信道在大小上的任何差异都会导致信号传播角度的变化。第28页/共68页第二十九页，共68页。Optical fiber performance第29页/共68页第三十页，共68页。Fiber Light Source光纤的优点：光纤的优点：光纤的优点：光纤的优点：噪声抑制噪声抑制噪声抑制噪声抑制更小的信号衰减更小的

30、信号衰减更小的信号衰减更小的信号衰减更高的带宽更高的带宽更高的带宽更高的带宽光纤的缺点：光纤的缺点：光纤的缺点：光纤的缺点：费用费用费用费用安装安装安装安装(nzhung)/(nzhung)/(nzhung)/(nzhung)/维护维护维护维护脆弱性脆弱性脆弱性脆弱性第30页/共68页第三十一页，共68页。7.2 Unguided Media:WirelessRadio WavesMicrowavesInfrared第31页/共68页第三十二页，共68页。Wireless transmission waves可应用于无线通信的频段可应用于无线通信的频段可应用于无线通信的频段可应用于无线通信的频

31、段(pn dun)(pn dun)(pn dun)(pn dun)：无线电波、微波、红外线无线电波、微波、红外线无线电波、微波、红外线无线电波、微波、红外线第32页/共68页第三十三页，共68页。Radio Communication Band无线通信波段无线通信波段(bdun)第33页/共68页第三十四页，共68页。BandsBandsVHF TV,FM radioSky andline-of-sight30300 MHzVHF VHF UHF TV,cellular phones,paging,satelliteLine-of-sight300 MHz3 GHzUHF UHF Satell

32、ite communicationLine-of-sight330 GHzSHF SHF Long-range radio navigationLine-of-sight30300 GHzEHFEHF330 MHz300 KHz3 MHz30300 KHz330 KHzRangeRangeCitizens band(CB),ship/aircraft communicationSkyHF HF AM radioSkyMFMFRadio beacons andnavigational locatorsGroundLFLFLong-range radio navigationGroundVLFVL

33、FApplicationApplicationPropagatioPropagation nBandBand无线电波传输无线电波传输无线电波传输无线电波传输(chun sh)(chun sh)的传播类型选择取决于信号的频率。的传播类型选择取决于信号的频率。的传播类型选择取决于信号的频率。的传播类型选择取决于信号的频率。第34页/共68页第三十五页，共68页。Propagation Types无线电波的五种传播方式：地表无线电波的五种传播方式：地表无线电波的五种传播方式：地表无线电波的五种传播方式：地表(dbio)(dbio)(dbio)(dbio)传播、对流层传播、电离层传播、视线传播、空间传

34、播。传播、对流层传播、电离层传播、视线传播、空间传播。传播、对流层传播、电离层传播、视线传播、空间传播。传播、对流层传播、电离层传播、视线传播、空间传播。无线电技术将大气层分为两层：无线电技术将大气层分为两层：无线电技术将大气层分为两层：无线电技术将大气层分为两层：对流层：是离地面大约对流层：是离地面大约对流层：是离地面大约对流层：是离地面大约30303030英里的大气层，充满空气；英里的大气层，充满空气；英里的大气层，充满空气；英里的大气层，充满空气；电离层：在对流层之上而在太空之下的大气层，充满电离的离子。电离层：在对流层之上而在太空之下的大气层，充满电离的离子。电离层：在对流层之上而在太

35、空之下的大气层，充满电离的离子。电离层：在对流层之上而在太空之下的大气层，充满电离的离子。地表传播：无线电波的传播通过大气的最低层进行，紧靠地球表面，信号从发送天线向各个方向发出地表传播：无线电波的传播通过大气的最低层进行，紧靠地球表面，信号从发送天线向各个方向发出地表传播：无线电波的传播通过大气的最低层进行，紧靠地球表面，信号从发送天线向各个方向发出地表传播：无线电波的传播通过大气的最低层进行，紧靠地球表面，信号从发送天线向各个方向发出(fch)(fch)(fch)(fch)后就会沿着地球表面呈曲线传播。后就会沿着地球表面呈曲线传播。后就会沿着地球表面呈曲线传播。后就会沿着地球表面呈曲线传播

36、。传播距离取决于信号能量。传播距离取决于信号能量。传播距离取决于信号能量。传播距离取决于信号能量。第35页/共68页第三十六页，共68页。Propagation Types对流层传播：有两种方式对流层传播：有两种方式对流层传播：有两种方式对流层传播：有两种方式信号以直线形式从一根天线发送到另一根天线了；信号以直线形式从一根天线发送到另一根天线了；信号以直线形式从一根天线发送到另一根天线了；信号以直线形式从一根天线发送到另一根天线了；要求接收要求接收要求接收要求接收(jishu)(jishu)(jishu)(jishu)方和发送方在视线所及的范围内。方和发送方在视线所及的范围内。方和发送方在视线

37、所及的范围内。方和发送方在视线所及的范围内。信号以一定角度向对流层的较高层次广播，然后反射回地面。信号以一定角度向对流层的较高层次广播，然后反射回地面。信号以一定角度向对流层的较高层次广播，然后反射回地面。信号以一定角度向对流层的较高层次广播，然后反射回地面。可以覆盖更远的距离。可以覆盖更远的距离。可以覆盖更远的距离。可以覆盖更远的距离。电离层传播：更高频电离层传播：更高频电离层传播：更高频电离层传播：更高频(o pn)(o pn)(o pn)(o pn)的无线电波向上发射到电离层并由该层反射回地面。的无线电波向上发射到电离层并由该层反射回地面。的无线电波向上发射到电离层并由该层反射回地面。的

38、无线电波向上发射到电离层并由该层反射回地面。可以较低的能量传播更远的距离可以较低的能量传播更远的距离可以较低的能量传播更远的距离可以较低的能量传播更远的距离第36页/共68页第三十七页，共68页。Propagation methods视线传播：甚高频信号直接从一根天线直线传输到另一根天线，天线必须是有方向的，并且是相向的。视线传播：甚高频信号直接从一根天线直线传输到另一根天线，天线必须是有方向的，并且是相向的。视线传播：甚高频信号直接从一根天线直线传输到另一根天线，天线必须是有方向的，并且是相向的。视线传播：甚高频信号直接从一根天线直线传输到另一根天线，天线必须是有方向的，并且是相向的。由于无

39、线电波的传输并不能完全聚焦由于无线电波的传输并不能完全聚焦由于无线电波的传输并不能完全聚焦由于无线电波的传输并不能完全聚焦(jjio)(jjio)(jjio)(jjio)，因此视线传播实质是不可能的。，因此视线传播实质是不可能的。，因此视线传播实质是不可能的。，因此视线传播实质是不可能的。空间传播：实质是有中继站的视线传播，采用卫星中继来代替大气折射，通过卫星将信号转给接收者。空间传播：实质是有中继站的视线传播，采用卫星中继来代替大气折射，通过卫星将信号转给接收者。空间传播：实质是有中继站的视线传播，采用卫星中继来代替大气折射，通过卫星将信号转给接收者。空间传播：实质是有中继站的视线传播，采用

40、卫星中继来代替大气折射，通过卫星将信号转给接收者。第37页/共68页第三十八页，共68页。Radio waves are used for multicast communications,such as radio and television,and paging systems.NoteNote:第38页/共68页第三十九页，共68页。Terrestrial Microwave微波需要视线传播的发送和接收设备，信号传输的覆盖范围主要依赖于天线的高度微波需要视线传播的发送和接收设备，信号传输的覆盖范围主要依赖于天线的高度(将塔建在山上将塔建在山上)。微波一次只能沿一个方向传输，因此需要两种

41、频率来支持双向传输，每种频率都有自己微波一次只能沿一个方向传输，因此需要两种频率来支持双向传输，每种频率都有自己(zj)(zj)的发送和接收器。的发送和接收器。转发器：将天线接收的信息重新转化成可以发送的形式转发器：将天线接收的信息重新转化成可以发送的形式(使用新频率或老频率使用新频率或老频率)，并转发到下一个天线。，并转发到下一个天线。为大多数当代的全球电话系统提供了基础。为大多数当代的全球电话系统提供了基础。第39页/共68页第四十页，共68页。Parabolic Dish Antenna碟形抛物面天线：按照抛物面的几何形状制造的，每一条和对称轴平行的直线碟形抛物面天线：按照抛物面的几何形

42、状制造的，每一条和对称轴平行的直线碟形抛物面天线：按照抛物面的几何形状制造的，每一条和对称轴平行的直线碟形抛物面天线：按照抛物面的几何形状制造的，每一条和对称轴平行的直线(zhxin)(zhxin)(zhxin)(zhxin)(视线视线视线视线)在经过抛物面反射后都聚焦在一个叫做焦点的共同点上。在经过抛物面反射后都聚焦在一个叫做焦点的共同点上。在经过抛物面反射后都聚焦在一个叫做焦点的共同点上。在经过抛物面反射后都聚焦在一个叫做焦点的共同点上。碟形抛物面的功能：像一个漏斗，把大范围内的电波集中起来并将它们定向到一点上。碟形抛物面的功能：像一个漏斗，把大范围内的电波集中起来并将它们定向到一点上。碟

43、形抛物面的功能：像一个漏斗，把大范围内的电波集中起来并将它们定向到一点上。碟形抛物面的功能：像一个漏斗，把大范围内的电波集中起来并将它们定向到一点上。通过这种方式能比采用通过这种方式能比采用通过这种方式能比采用通过这种方式能比采用(ciyng)(ciyng)(ciyng)(ciyng)单点形的天线对信号恢复的更多。单点形的天线对信号恢复的更多。单点形的天线对信号恢复的更多。单点形的天线对信号恢复的更多。信号的发出是通过指向碟形面的喇叭天线的。信号的发出是通过指向碟形面的喇叭天线的。信号的发出是通过指向碟形面的喇叭天线的。信号的发出是通过指向碟形面的喇叭天线的。第40页/共68页第四十一页，共6

44、8页。Horn Antenna喇叭天线的功能：像一个巨大喇叭天线的功能：像一个巨大喇叭天线的功能：像一个巨大喇叭天线的功能：像一个巨大(jd)(jd)(jd)(jd)的勺子，向外传输从杆部广播上来，并经曲面形头部偏转后形成一系列紧密的平行波束向外发送；接收的传输信号经过勺状头部的聚焦后向下偏转到杆部。的勺子，向外传输从杆部广播上来，并经曲面形头部偏转后形成一系列紧密的平行波束向外发送；接收的传输信号经过勺状头部的聚焦后向下偏转到杆部。的勺子，向外传输从杆部广播上来，并经曲面形头部偏转后形成一系列紧密的平行波束向外发送；接收的传输信号经过勺状头部的聚焦后向下偏转到杆部。的勺子，向外传输从杆部广播

45、上来，并经曲面形头部偏转后形成一系列紧密的平行波束向外发送；接收的传输信号经过勺状头部的聚焦后向下偏转到杆部。第41页/共68页第四十二页，共68页。Microwaves are used for unicast communication such as cellular telephones,satellite networks,and wireless LANs.NoteNote:第42页/共68页第四十三页，共68页。Satellite Communication卫星通信：像有一个轨道卫星作为一个中继站的视线微波传播，基本原理和地面微波一样，只是用卫星作为超高天线和转发器，提供卫星通信

46、：像有一个轨道卫星作为一个中继站的视线微波传播，基本原理和地面微波一样，只是用卫星作为超高天线和转发器，提供卫星通信：像有一个轨道卫星作为一个中继站的视线微波传播，基本原理和地面微波一样，只是用卫星作为超高天线和转发器，提供卫星通信：像有一个轨道卫星作为一个中继站的视线微波传播，基本原理和地面微波一样，只是用卫星作为超高天线和转发器，提供(tgng)(tgng)(tgng)(tgng)远距离通信的能力。远距离通信的能力。远距离通信的能力。远距离通信的能力。第43页/共68页第四十四页，共68页。Geosynchronous Orbit地球同步地球同步地球同步地球同步(tngb)(tngb)(t

47、ngb)(tngb)卫星：为保正持续通信卫星：为保正持续通信卫星：为保正持续通信卫星：为保正持续通信,卫星必须与地球同步卫星必须与地球同步卫星必须与地球同步卫星必须与地球同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)运行运行运行运行,这种卫星称为地球同步这种卫星称为地球同步这种卫星称为地球同步这种卫星称为地球同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)卫星。卫星。卫星。卫星。轨道运行速度由卫星离地面的距离决定，所以只有一条位于距离地面轨道运行速度由卫星离地面的距离决定，所以只有一条位于距离地面轨道运行速度由卫星离地面的距离决定，所以只有一条位于距离地面轨道运行速度由卫星离地面的距

48、离决定，所以只有一条位于距离地面 22000220002200022000英里的位于赤道平面的同步英里的位于赤道平面的同步英里的位于赤道平面的同步英里的位于赤道平面的同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)轨道。轨道。轨道。轨道。至少要在同步轨道上等距离的安放至少要在同步轨道上等距离的安放至少要在同步轨道上等距离的安放至少要在同步轨道上等距离的安放(nfng)(nfng)(nfng)(nfng)三颗卫星才能提供全球通信服务！三颗卫星才能提供全球通信服务！三颗卫星才能提供全球通信服务！三颗卫星才能提供全球通信服务！卫星通信的频带：为卫星保留的频带在千兆赫区域内，每一颗卫星使用两个波段

49、，分别用于发送和接收。卫星通信的频带：为卫星保留的频带在千兆赫区域内，每一颗卫星使用两个波段，分别用于发送和接收。卫星通信的频带：为卫星保留的频带在千兆赫区域内，每一颗卫星使用两个波段，分别用于发送和接收。卫星通信的频带：为卫星保留的频带在千兆赫区域内，每一颗卫星使用两个波段，分别用于发送和接收。卫星频带的分配情况见书表卫星频带的分配情况见书表卫星频带的分配情况见书表卫星频带的分配情况见书表7 7 7 72 2 2 2。第44页/共68页第四十五页，共68页。Cellular System蜂窝电话是为在两个移动设备之间、或在一个移动单元蜂窝电话是为在两个移动设备之间、或在一个移动单元(dnyu

50、n)(dnyun)和固定单元和固定单元(dnyun)(dnyun)之间建立稳定的通信连接而设计的。之间建立稳定的通信连接而设计的。蜂窝服务区域蜂窝服务区域蜂窝服务区域蜂窝服务区域蜂窝单元蜂窝单元蜂窝单元蜂窝单元基站基站基站基站移动电话移动电话移动电话移动电话(dinhu)(dinhu)(dinhu)(dinhu)交换交换交换交换局局局局中央电话中央电话中央电话中央电话(dinhu)(dinhu)(dinhu)(dinhu)站站站站计算机中心计算机中心计算机中心计算机中心第45页/共68页第四十六页，共68页。Cellular Bands蜂窝波段蜂窝波段蜂窝波段蜂窝波段:移动电话和基站间的模拟通