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时间:2019-10-10
《通信原理及SystemView仿真测试第4章信道》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、4.1有线信道4.2无线信道4.3信道的数学模型4.4信道特性及其对信号传输的影响4.5信道中的噪声4.6信道容量第4章信道信道是指发送设备和接收设备之间传输信号的传输介质。它有狭义和广义之分,狭义信道仅指通信系统中的传输介质;而广义信道不仅包含传输介质,还包含一些其他设备,比如调制和解调器、滤波器、中继功率放大器、信道编码和解码器等。狭义信道按传输介质的性质可分为有线信道(如双绞线、同轴电缆、光纤等)和无线信道(如无线电波、激光、红外线、微波等);广义信道按其所含的电路不同可分为调制信道和编码信道。信道模型如图4-1所示。图4-1信道模型4.
2、1.1双绞线双绞线(TwistedPair,TP)是由两根互相绝缘的铜导线以均匀的扭矩对称地扭绞在一起而形成的,如图4-2所示。绝缘材料使两根线中的金属导体不会因为互碰而导致电路短路,扭绞的目的是使两根铜线之间的干扰减少,单位长度上扭绞的次数越多干扰越小。双绞线电缆是由多对双绞线外加一个保护套构成,通过相邻线对间变换的扭矩,可使同一电缆内各线对间的干扰最小,如图4-3所示。另外,每根线都由色标来标记。4.1有线信道图4-2双绞线示意图图4-3双绞线电缆1.双绞线的特征参数区分或评价各种类型双绞线的特征参数主要包括导线直径、含铜量、导线单位长
3、度绕数、屏蔽措施等,这些因素的综合作用决定了双绞线的传输速率和传输距离。(1)导线直径:即铜导线的直径,一般直径越大,传输能力越强,但导线价格也越高。(2)含铜量:即导线中含铜的比例,直观的表现就是导线的柔软程度,越柔软的导线含铜量越高,传输能力也越强。(3)导线单位长度扭绞数:表示导线螺旋缠绕的紧密程度,单位长度内的绕数越多,抗干扰能力就越强。(4)屏蔽措施:屏蔽措施越好,抗干扰能力越强。 常采用的屏蔽措施是在导线和绝缘外层之间加一层由金属封装的屏蔽层。根据双绞线是否加屏蔽层,双绞线可以分为非屏蔽双绞线(UnshieldedTwis
4、tedPair,UTP)和屏蔽双绞线(ShieldedTwistedPair,STP)两类。非屏蔽双绞线在导线和绝缘外层之间没有屏蔽层。 屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔包裹,以减少辐射,但不能完全消除辐射。理论上,屏蔽双绞线的传输性能更好,但是在实际使用中,屏蔽双绞线对于施工要求较高,如果屏蔽层接地不好,其性能反倒不如非屏蔽双绞线好,而且屏蔽双绞线的价格较高,因此,在实际应用中非屏蔽双绞线应用得更广泛。2.双绞线的分类双绞线一般按照其电气特性进行分类,根据美国电子工业协会的远程通信工业分会(EIA/TIA)颁布的“商用建筑物电信布线标准”,目
5、前非屏蔽双绞线分为7类,如表4-1所示。表4-1UTP的种类和传输特性3.双绞线的优缺点双绞线的优点是成本低,易于安装,这使得双绞线得到了广泛的应用,应用广泛也是双绞线的一个优点,它对于接入网的建设产生了巨大的影响,因为短时间内全部替换这些双绞线几乎是不可能的。4.1.2同轴电缆1.同轴电缆的结构同轴电缆以铜质或铝质导线作为芯线,一般是单股实心线或者多股绞合线,其上包裹绝缘材料和网状编制的外导体屏蔽层或者金属箔屏蔽层,最外层是保护性塑料外套。剥开的同轴电缆如图4-4所示。实际使用中,有时也将几根同轴电缆封装在一个大的塑料保护套内构成多芯同
6、轴电缆。同轴电缆的外导体屏蔽层可防止中心导线向外辐射电磁场,也可用来防止外界电磁场干扰中心导线的信号,因此同轴电缆具有很好的抗干扰特性,并且因趋肤效应所引起的功率损失也大大减小。与双绞线相比,同轴电缆具有更宽的带宽、更快的传输速率和更低的误码率。但同轴电缆的中继距离也较短,仅为2km左右,而且安装复杂,成本较高。图4-4同轴电缆的结构2.同轴电缆的分类同轴电缆按特性阻抗数值的不同可以分为两种:一种是50Ω的基带同轴电缆,用于传输数字信号;另一种是75Ω的宽带同轴电缆,主要用于传输模拟信号,也可传输数字信号。同轴电缆的常见规格如表4-2所示。表
7、4-2同轴电缆的常用规格1)基带同轴电缆 基带同轴电缆以基带传输方式进行数字信号传输,所以把这种电缆称为基带同轴电缆。所谓基带传输方式是指按数字信号编码方式直接把数字信号送到传输介质上进行传输,不需要任何调制,是局域网中广泛使用的一种信号传输技术。 基带同轴电缆一般使用细同轴电缆。细同轴电缆的直径为0.26cm,最大传输距离为185m,以10Mb/s的速率进行传输。由于基带数字信号在传输过程中容易发生畸变和衰减,所以可靠性较差,但价格较低。2)宽带同轴电缆 宽带同轴电缆以宽带传输方式进行信号传输。所谓宽带数据信号传输是指可以利用
8、频分多路复用技术(指一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号)在宽带介质上进行多路数据信号的传输。由于在这种电缆上传输的信号采用了频分多路复用的宽带信号
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