27
有线电信道电气特性
信道类型 通话容量（路） 频率范围(kHz) 传输距离(km)
明线
明线 对称电缆 对称电缆
1+3
1+3+12 24 60
0.3～27
0.3～150 12～108 12～252
300
120 35 12～18
小ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轴电缆
小同轴电缆 中同轴电缆 中同轴电缆 中同轴电缆
300
960 1 800 2 700 10 800
2) 同轴电缆(CoaxialCable) 同轴电缆由内导线铜质芯线(单股实心线或多股绞 合线)、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑 料外层所组成。同轴电缆的这种结构使其具有高带宽 和较好的抗干扰特性，并且可在共享通信线路上支持 更多的点。按特性阻抗数值的不同，同轴电缆又分为 两种，一种是50Ω的基带同轴电缆，另一种是75Ω的宽 带同轴电缆。
根据双绞线是否外加屏蔽层，它又可分为屏蔽双 绞线 (STP ， ShieldTwistedPair) 和非屏蔽双绞线 (UTP ， UnShieldTwistedPair)两类。双绞线既可用于模拟信号传 输，也可用于数字信号传输，其通信距离一般为几到 十几千米。导线越粗，通信距离越远，但导线价格也 越高。由于双绞线的性能价格比相对其它传输介质要 18 好，因此使用十分广泛。
29
振幅~频率特性
衰 耗 (dB)
0
典型音频电话信道特性
理想特性
300
3000
f (Hz)
30
相位~频率特性:
()
()
理想特性
理想特性
0
ω
0

理想特性: 相位 () = k ; 群迟延 () = d()/d = k 畸变的影响: 波形失真（相位失真）、码间串扰。 线性失真: 频率失真和相位失真： 属于线性失真 可用“线性补偿网络”纠正，－ “均衡” 非线性失真: 振幅特性非线性、频率偏移、相位抖动 … 非线性失真 － 难以消除
外部绝缘体 内部导体
内部绝缘体
铝制编织导体(屏蔽 ) (a) 一段同轴电缆 (b) 一段与连接器相连的同轴电缆
20
(1)基带同轴电缆。 一条基带同轴电缆只支持一个信道，传输带宽为 1 ～ 20Mb/s 。它能够以 10Mb/s 的速率把基带数字信号 传输 1 ～ 1.2km 。所谓基带数字信号传输是指按数字信 号位流形式进行的传输，无需任何调制。它是局域网 中广泛使用的一种信号传输技术。
4
四进制
0 0
1
1
发 送 端
2
2
接 收 端
3
3
5
3.3 无线信道
无线信道主要由无线电波和光波作为传输载体。 在光波中，红外线、激光是常用的信号载体，前 者广泛用于短距离通信，如电视、录像机、空调器等 家用电器使用的遥控装置；后者可用于建筑物之间的 局域网连接，因为它具有高带宽和定向性好的优势， 但是，由于受天气、热气流或热幅射等影响，使得它 的工作质量存在不稳定性。
编码器
输 出
调 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解 调 器
译码器 输 入
（调 制） 信 道 广义（编码）信道
1
3.2 信道模型
•调制信道模型: 对于单“端对”信道
ei(t)
时变线性 网络
eo(t)
eo(t) = f [ei(t)] + n(t) 式中 ei(t) － 输入的已调信号； eo(t) － 输出信号； n(t) － 加性噪声，它与ei(t)相互独立。 f [ei(t) ] － 与输入有关的一个函数, 表示信道对于信号的影响。
(3)地-电离层波导传播。 这是指电波在从地球表面至低电离层下缘之间的 球壳形空间 (地 - 电离层波导 )内的传播。长波、甚长波 在该波段内能以较小的衰减传播数千千米，且受电离 层扰动影响小，传播稳定，故可用于远距离通信。 9
(4)视距传播。 由发射天线辐射的电波像光线一样按直线传播， 直接传到接收点，这种传播方式称为直射波传播。另 外，还有由发射天线发射、经地面反射到达接收点的 传播方式，称为大地反射波传播。视距传播是这两种 传播方式的统称，在接收点所接收的电波一般是直射 波与大地反射波的合成。视距传播的距离一般为 20～ 50km，主要用于超短波及微波通信。 频率：> 30 MHz
由于无线电波传播距离远，能够穿过建筑物，而 且既可以全方向传播，也可以定向传播，因此绝大多 数无线通信都采用无线电波作为信号传输的载体。为 了合理、充分地利用无线电频率资源，根据频率高低 的不同(波长的不同)，人们将无线电波分为 9个大波段。 因为不同频率(波长)电磁波的传播特性各异，所以其应 6 用场合也不尽相同。
随着局域网上数据传输速率的不断提高，美国电子 工业协会的远程通信工业分会(EIA/TIA)在1995年颁布 了新的“商用建筑物电信布线标准”EIA/TIA-586―A。 此标准规定了5种UTP的标准：

屏蔽 箔

屏蔽 双绞线
非屏 蔽双绞 线
第一类双绞线就是住宅常用的 缠绕式电话线，只适合于语音传 输，不适合高速数据传输。 第二类传输速率为 4Mb/s ，可用 于传输语音和数据。 第三类是局域网LAN采用的最低 档双绞线，传输速率可达10Mb/s。 第四类主要用于令牌环网，传输 速率为16Mb/s。 第五类可提供 100Mb/s 的传输速 率，而超五类双绞线可保证 155Mb/s 的传输速率。第五类双 绞线可用 于光纤分 布数据接 口 FDDI、快速以太网和ATM。 19
频率资源划分表
7
无线电波的传播方式主要有地面波传播、天波传 播、地-电离层波导传播、视距传播、散射传播、外大 气层及行星际空间电波传播等几种。 (1)地面波传播。 地面波传播又称地表波传播或地波传播，即无线 电波沿地球表面传播。地面波在传播过程中，其场强 因大地吸收会衰减，频率愈高则衰减愈大；长波、中 波由于频率低，加上绕射能力强，因此利用这种传播 可以实现远距离通信。地波传播受季节、昼夜变化影 响小，信号传输比较稳定。 频率：2MHz 以下 通信距离：可达数百～数千 km
损耗
1.31 m 1.55 m
0.7
0,9
1.1
1.3 光波波长（nm）
1.5
1.7
24
根据光纤传输数据模式的不同，它可分为多模光 纤和单模光纤两种。多模光纤意指光在光纤中可能有 吸收 护套 多条不同角度入射的光线在一条光纤中同时传播 ,。这 种光纤所含纤芯的直径较粗。单模光纤意指光在光纤 (a) 多 模 中的传播没有反射，而沿直线传播。这种光纤的直径 纤芯 包层 非常细，就像一根波导那样，可使光线一直向前传播。
11
(6)外大气层及行星际空间电波传播。 这是以宇宙飞船，人造地球卫星或星体为对象， 在地 - 空，空 - 空之间进行的电波传播。卫星通信利用 的就是这种传播方式。其中，自由空间传输损耗达 200dB左右；此外还受对流层、电离层、地球磁场、宇 宙空间各种辐射和粒子的影响等等；大气吸收及降雨 衰减对 10GHz 以上的频段影响严重。上述传播方式示 意图如图所示。
2
通常， f [ei(t) ] 可以表示为：k(t) ei(t)， 此时， eo(t) = k(t) ei(t) + n(t) 其中k(t)表示时变线性网络的特性 ，称为乘性干扰。
k(t) － 一个复杂的函数，反映信道的衰减、线性失真、
非线性失真、延迟 … 等。
最简单情况：k(t) = 常数，表示衰减。 当k(t) =常数，称为恒(定)参(量)信道 例如，同轴电缆 当k(t)常数，称为随(机)参(量)信道 例如，移动蜂窝网通信信道
16
蜂窝网
移动 交换 中心
电话 交换 中心
17
3.4 有线信道
1)双绞线(TwistedPair)
双绞线又称为双扭线，它是由若干对且每对有两 条相互绝缘的铜导线按一定规则绞合而成。采用这种 绞合结构是为了减少对邻近线对的电磁干扰。为了进 一步提高双绞线的抗电磁干扰能力，还可以在双绞线 的外层再加上一个用金属丝编织而成的屏蔽层。
(2)宽带同轴电缆。 宽带同轴电缆支持的带宽为 300 ～ 450MHz ，可用 于宽带数据信号的传输，传输距离可达 100km 。所谓 宽带数据信号传输是指可利用多路复用技术在宽带介 质上进行多路数据信号的传输。它既能传输数字信号， 也能传输诸如话音、视频等模拟信号，是综合服务宽 带网的一种理想介质。
8
(2)天波传播。 天波传播是利用电离层对电波的一次或多次反射 进行的远距离传播，是短波的主要传播方式。中波只 有在夜间才能以天波形式传播。天波传播存在着严重 的信号衰落现象。所谓电离层是大气中具有离子和自 由电子的导电层。
电离层高度：60 ～ 300 km 单跳最大距离：4000 km 频率：2 ～ 30 MHz
折射率
2a
23
光纤呈圆柱形，由芯、封套和外套三部分组成。 芯是光纤最中心的部分，它由一条或多条非常细的玻 璃或塑料纤维线构成，每根纤维线都有它自己的封套。 由于这一玻璃或塑料封套涂层的折射率比芯线低，因 此可使光波保持在芯线内。环绕一束或多束有封套纤 维的外套由若干塑料或其它材料层构成，以防止外部 的潮湿气体侵入，并可防止磨损或挤压等伤害。
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通信 卫星
电离 层
地—电 离 层 波导 传播
电离 层
天波 传播
地球
地球 外大 气层及 行星 际空 间电波 传播
视距 传播 对流 层散射 传播 电离 层散射 传播 (b)
(a)
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无线电中继
图1.4.4 无线电中继
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静止卫星中继通信
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平流层中继通信
HAPS(High
Altitude Platform Station)