数据通信教学课件 作者 乔桂红 数据通信课件第二章.ppt

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1、第2章数据通信的传输1本章内容、重点和难点本章内容数据传输介质、信道容量和数据传输信号码型。数据信号的基带传输、频带传输和数字传输。复用技术和数据通信网。本章重点数据信号基带传输系统的构成模型和波形形成。数据信号频带传输的调幅、调相和调频。数据信号数字传输的实现方法和复用方法。本章难点基带传输系统的波形形成。频带传输系统的调幅、调相。第2章数据通信的传输2学习本章目的和要求了解数据传输的介质、信道容量和数据信号码型。掌握数据信号的基带传输系统构成模型和波形形成。掌握频带传输中的调幅、调相和调频。掌握数字传输的实现方式和复用方法。第2章数据通信的传输32.1数据传

2、输介质数据通信中采用的物理传输介质可分为有线和无线两大类。有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤等。无线传输介质有无线电波、微波和卫星等。42.1数据传输介质1．有线传输介质（1）双绞线双绞线（TP）是由两根具有绝缘保护层的铜导线互绞在一起构成，并由此而得名。根据组成双绞线的两根铜导线是否屏蔽，可将双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）两种，如图2-1所示。UTP有1类线、2类线、3类线、4类线、5类线、超5类线、6类线和7类线等，其主要区别在于单位距离上的旋绞次数。52.1数据传输介质（2）同轴电缆同轴电缆（CoaxialCable）由内部导体环绕绝缘层以及绝缘层外的

3、金属屏蔽网和最外层的护套组成，如图2-2所示。同轴电缆又分为基带同轴电缆（阻抗50）和宽带同轴电缆（阻抗为75）。基带同轴电缆用于数字传输，宽带同轴电缆用于模拟传输。CATV电缆就是宽带同轴电缆。在局域网中多使用基带同轴电缆，基带同轴电缆又分为粗同轴电缆和细同轴电缆。与双绞线比较，同轴电缆可支持极宽的频宽和具备极好的噪音抑制特性，故可同时传输数据、话音及影像。62.1数据传输介质（3）光纤光纤是导光性能极好、直径很细的圆柱形玻璃纤维。光纤的基本结构有裸光纤和涂覆光纤两种结构。裸光纤由两部分组成，中间部分称为“纤芯”，直径d1＝4μm～50μm，外层部分称为“包层”，直径d2＝12

4、5μm。为保护光纤不受损害和增加机械强度，要对光纤进行涂覆，经涂覆后的光纤称为涂覆光纤，涂敷后的光纤外径约1.5mm。光纤可以分为单模光纤和多模光纤。单模光纤只传输一种模式，纤芯直径约为4μm～10μm，包层直径为125μm。而多模光纤传输多个传导模式，其纤芯直径一般为50μm，包层外径也为125μm。光纤传输的主要优点是：频带宽，速度高；损耗小，传输距离远；抗电磁干扰和核辐射能力强；保密性好，无串话干扰；尺寸小，重量轻，便于施工和铺设；节约有色金属等。72.1数据传输介质图2-1双绞线示意图图2-2同轴电缆示意图图2-3光纤结构示意图82.1数据传输介质2．无线传输介质（1）无线电

5、波无线电波（Radio）主要应用于无线电广播、电视广播及通信领域。ITU-R已将无线电波的频率划分为若干波段，即低频（LF）、中频（MF）、高频（HF）、甚高频（VHF）、特高频（SHF）、超高频（UHF）和极高频（EHF）。低频的范围约30kHz～300kHz，中频的范围约300kHz～3MHz，依次类推。在低频和中频波段内的无线电波传播距离有限，一般为几百千米范围内。长波、中波和中短波用此方式进行无线电广播。在高频和甚高频波段内的电波传播距离较远。短波广播最适宜以此形式传播，一般可达到几千千米以外。92.1数据传输介质（2）微波微波（Microwave）通常是利用1GHz～20G

6、Hz范围内的电波来进行传输，是一种利用电磁波在对流层的视距范围内传输的方式。高频的微波的一个重要特性是沿着直线传播，两站间的通信距离一般为30km～50km，长距离传输时，需建立多个中继站来接力。（3）卫星卫星通信是微波通信的一种方式，其使用的波段和微波通信一样，目前用得较多的是4/6GHz频段，只不过它是依靠地球同步卫星作为中继站来转发微波信号。优点：可克服地面微波通信距离的限制。缺点：传播延迟时间长。适合于远距离的通信。102.2数据传输信道容量信道容量是指在单位时间内所能传送的最大信息量，即信道的最大传信速率，单位是比特/秒（bit/s）。与数据传信速率的区别是，前者表示信道的

7、最大传信速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。1．模拟信道的信道容量模拟信道的信道容量可以根据香农（Shannon）定律计算。（bit/s）其中，S为信号功率，N为噪声功率，S/N是平均信号噪声功率比，通常把信噪比表示成10log(S/N)分贝（dB）；B为信道带宽，C为信道容量。112.2数据传输信道容量【例2-1】若信道带宽为3000Hz，信号噪声功率比为30dB，求信道容量。解因为10log(S/N)=30，所以S/N=1030