数字数据通信 中国通信学会普及与教育工作委员会推荐教材 教学课件 作者 姚先友 第2章 信道与噪声.ppt

《数字数据通信 中国通信学会普及与教育工作委员会推荐教材 教学课件 作者 姚先友 第2章 信道与噪声.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第2章信道与噪声有线通信信道2.1无线通信信道2.2信道的噪声2.3信道容量2.4本章节教学说明本章重点学习信道的分类和信道容量本章主要介绍有线信道和无线信道各种介质的特点本章主要系统概括信道容量的计算方法本章节内容概述有线通信信道无线通信信道信道的噪声信道的容量本章节学习重点、难点有线信道的主要应用环境无线信道的主要应用环境信道容量的计算方法本章节学习目标熟悉信道的分类熟悉掌握各种介质的应用环境理解信道容量的计算本章节学习能力要素及基础要求课前预习相关内容掌握数据网相关基本内容学习了解噪声的叠加特性本章节学习方法建议预习复习结合

2、课堂学习课外学习结合自学与探讨结合课后作业与章节个人总结结合寻求教师答疑与学习反馈结合传输介质泛指用于连接各个通信终端或者设备的物理媒体，特指用来连接各个通信处理设备的物理介质。传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。无线传输介质包括无线电、微波、通信卫星、红外线等；有线传输介质包括同轴电缆、双绞线、光纤等。2.1有线通信信道2.1.1双绞线双绞线电缆（简称双绞线）是由一对或一对以上的相互绝缘的铜导线使用规则的方法绞合而成的，是目前局域网中最常用到的一种通信介质。图2-1双绞线的结构1．双绞线的特征（1）导线直径（2）含铜（

3、3）导线单位长度绕数（4）屏蔽措图2-2非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线2．双绞线的分类级别频带（MHz）带宽（Mbit/s）使用范围1类电话语音通信2类14用于旧的令牌网3类1610l0BASE-T4类2016基于令牌的局域网和10BASE-T5类100100百兆以太网超5类100155百兆以太网6类200～2501000吉比特以太网超6类200～2501000吉比特以太网7类50010000十吉比特以太网表2-1非屏蔽双绞线种类和使用范围3．双绞线的特点双绞线具有以下优点。（1）低成本，易于安装（2）应用广泛同时双绞线还具有很多缺点。

4、（1）带宽有限（2）信号传输距离短（3）抗干扰能力不强4．双绞线的应用（1）ISDN（2）xDSL（3）以太网2.1.2同轴电缆1．同轴电缆结构和分类同轴电缆由中心的铜质或铝质的导体、中间的绝缘塑料层、金属屏蔽层以及主要起保护作用的外套层组成，如图2-3所示。图2-3同轴电缆的结构规格类型阻抗（Ω）描述RG-58U细缆50固体实心铜导线RG-58A/U细缆50绞合线RC-58C/U细缆50RG-58A/U的军用版本RG-59CATV75宽带同轴电缆，用于有线电视中RC-8粗缆50固体实心线，直径约为0.4inchRC-11粗缆50

5、标准实心线，直径约为0.4inch表2-2同轴电缆的常见规格2．同轴电缆的特点同轴电缆具有下列特点。（1）可用频带宽。（2）抗干扰能力强，误码率低，但这会受到屏蔽层接地质量的影响。（3）性能价格比高。（4）安装较复杂。3．同轴电缆的应用（1）局域网（2）局间中继线路（3）有线电视（CATV）系统的信号线（4）射频信号线2.1.3光缆光缆是由许多根经过技术处理的光学纤维组合而成的缆，用来传送光信号。1．光在光纤中的传播2．光纤的结构图2-4光纤的结构图2-5四芯光缆剖面示意图3．光纤的分类（1）根据光纤横截面上折射率的不同分类可以分

6、为阶跃型光纤和渐变型光纤。（2）按传输模式分类可以分为单模光纤（SingleModeFiber）和多模光纤（MultiModeFiber）。图2-6单模光纤与多模光纤（3）按照制造光纤所用的材料分类可以分为石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤。4．光纤的损耗（1）损耗（2）固有损耗和附加损耗（3）吸收损耗（4）散射损耗（5）使用损耗5．光纤的带宽与色散（1）色散（2）带宽与色散的关系（3）色散的分类①模式色散②材料色散③波导色散（4）光纤的传输带宽6．光纤作为传输介质的主要特点（1）传输频带宽（2

7、）传输距离长（3）抗电磁干扰能力强（4）保密性好（5）节省大量有色金属（6）体积小，重量轻（7）需要经过额外的光/电转换过程2.2无线通信信道2.2.1无线信道的基本概念无线通信的传输介质，即是无线信道，更确切地说，无线信道是基站天线与用户天线之间的传播路径。天线感应电流而产生电磁振荡并辐射出电磁波，这些电磁波在自由空间或空中传播，最后被接收天线所感应并产生感应电流。电磁波的传播路径可能包括直射传播和非直射传播，多种传播路径的存在造成了无线信号特征的变化。了解无线信道的特点对于理解无线通信是非常必要的。与其他通信信道相比，无线信道

8、是最为复杂的一种。无线信道的衰落特性取决于无线电波传播环境。2.2.2电磁波在无线信道中的传播电磁波传播的特性是研究任何无线通信系统首先要遇到的问题。对于不同频段的无线电波，其传播方式和特点是不相同的。1．基本传播机制（1）直射（2）反射（3）绕射