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1、第二章 信道,主要内容： 信道的定义、分类和模型 常用的传输媒质 无线电波的传播方式 信道对信号的影响 信道容量和香农公式,2.1 信道,传输信道是以传输介质为基础的信号通道，是任何通信系统中必不可少的组成部分。信道的传输特性将直接影响系统的性能。根据信道或传输媒质的特性以及分析问题的需要，可以对信道进行不同的分类。,2.1.1 信道分类,1. 狭义信道和广义信道,狭义信道即可以传输光或电信号的各种传输媒介 广义信道由传输媒介和部分收发端的通信设备组成（为方便研究），常用的有调制信道和编码信道。,2.2 传输介质之有线,1. 双绞线,双绞线由两根相互绝缘的铜线以均匀的扭矩对称扭绞在一起形成。扭
2、矩越短抗干扰能力越强,绞合的目的: (1) 减少线对之间的相互干扰， (2) 同时增强了机械和电气稳定性,分类,双绞线,2.2 传输介质之有线,UTP与STP的区别：STP要求建筑物要有良好的接地系统。STP能减少辐射，防止信息被窃听。STP可阻止外部电磁干扰的切入，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。,双绞线,2.2 传输介质之有线,双绞线的优缺点：优点：占用空间小，便宜，灵活，易弯曲，易安装。缺点：传输衰减大，因而传输距离短，有时有来自临近信道的串话干扰。应用：主要应用于电话线路，传输语音和数据,双绞线的类型：常见的有3类线，5类线和超5类线，以及最新的6类，7类线，前者线
3、径细而后者线径粗,双绞线,2.2 传输介质之有线,2. 同轴电缆,同轴电缆由内导体，绝缘层外导体和塑料保护外套组成，如下图示：,分类,内外导体组成一组线对，外导体同时起到屏蔽外界电磁干扰的作用,基带同轴电缆：阻抗为50欧姆，用于局域网数据传输1 宽带同轴电缆：阻抗为75欧姆，CATV网以及PSTN局间传输,同轴电缆,2.2 传输介质之有线,同轴电缆的优缺点：优点：与双绞线比，抗干扰能力强，支持更高的数据传输率，可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信（细缆的传输距离为185米，粗缆为500米）。缺点：体积大，细缆的直径0.26厘米，粗缆直径1.27厘米，占用电缆管道空间大；不能承受缠结、压
4、力和严重的弯曲，否则损坏电缆结构，阻止信号的传输；成本高，接头制作复杂。这些缺点正是双绞线能克服的，因此在局域网环境中，基本已被基于双绞线的以太网物理层规范所取代。应用：设备的支架连线，闭路电视(CCTV)，共用天线系统(MATV) 以及彩色或单色射频监视器的转送。,同轴电缆,2.2 传输介质之有线,光纤,1. 光纤,光纤由纤芯、包层和涂覆层构成光纤是由两层折射率不同的玻璃组成。内层为纤芯，直径在几微米至几十微米，外层的直径0.1-0.2mm。一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1%。根据光的折射和全反射原理,当光线射到内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光线透不过界面，全部反射。,2.
5、2 传输介质之有线,光纤的分类：单模光纤：单模光纤是指按工作波长，只能传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模光纤（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光纤多模光纤：多模光纤是指按工作波长，能传播多个模式的光纤称作多模光纤（MMF：MUltiModeFiber）,光纤,2.2 传输介质之有线,光纤的优缺点：优点：频带宽，频带的宽窄代表传输容量的大小；损耗低，比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍，使其能传输的距离要远得多。在全部有线电视频道内具有相同的损耗（无需均衡器），同时损耗几乎不随温度而变；重量轻，光纤非常细，安装十分方便；抗干扰能力强，光纤的基本
6、成分是石英，只传光，不导电，不受电磁场的的影响，因此，在光纤中传输的信号不易被窃听，因而利于保密。保真度高，因为光纤传输一般不需要中继放大，不会因为放大引入新的非线性失真；工作性能可靠，一个系统的可靠性与该系统的设备数量有关。设备越多，发生故障的机会越大。光纤系统包含的设备数量少(不像电缆系统那样需要几十个放大器)，可靠性自然也就高；成本不断下降。,光纤,2.2 传输介质之有线,光纤的应用：通信应用：在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光纤医学应用：光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室，测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。用光导纤维连接的激光手术刀已在临床应用。传感器应用：与敏感元件组合或利
7、用本身的特性,则可以做成各种传感器,测量压力、流量、温度等。艺术应用：由于光纤的良好的物理特性，光纤照明和LED照明已越来越成为艺术装修美化的用途。,光纤,2.3 传输介质之无线,无线电波的波段划分：,2.3 传输介质之无线,无线电波的传播方式： 由于地面、高山、电离层等对各波段无线电波的吸收、反射、透射等性能的不同，无线电波在空间适宜的传播方式通常有以下三种： 地波传播 天波传播 视距（空间波）传播,2.3 传输介质之无线,地波传播： 定义：地波传播是无线电波沿地球表面附近空间的传播，传播时可随地球表面的弯曲而改变传播方向。 地球表面分布有起伏不平的山峦，以及高低不平的建筑物等障碍物，无线电
8、波只能绕过这些障碍物，才能传到较远的地方。当电磁波的波长大于或等于障碍物的尺寸时，波的衍射性能好，即可绕过障碍物。 长波、中波和波长较长的短波能实现地波传播。 特点：适合2MHZ以下的电磁波，性能稳定，距 离受限，要求天线的长度很长。,2.3 传输介质之无线,天波传播 定义：天波传播是无线电波通过电离层的反射而进行的传播。 电离层的反射特性还与无线电波的波长有关，波长越长，越容易反射，所以长波、中波、短波都可以被电离层反射，而微波和超短波则穿透电离层不反射。 天波最适合短波传播，因为电离层对长波的吸收太强。 特点：适合230MHZ波段，频率越高，越适合反射，但频率太高，将穿透电离层。,2.3 传输介质之无线,视距（空间波）传播： 定义：视距（空间波）传播是指无线电波像光一样传播。 由于地球近似球体，因此，空间波是传不远的，传播的最远距离不能超出视距。 空间波是不能进行远距离传播的，当然，无线电波除了直接从发射天线传播到接收天线外，也可以经过地面反射而传到接收天线。因此，接收天线收到的应是这两种波的合成波。 超短波和微波一般采用空间波传播 特点：适合30MHZ以上波段，传输距离受限。,
