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1、第三章：傳輸通道介紹,1,通訊原理第三章：傳輸通道介紹,第三章：傳輸通道介紹,2,內容,有線通道(電纜、光纖)無線通道(微波、衛星通訊),第三章：傳輸通道介紹,3,3.1 有線通道(電纜、光纖),雙絞線(Twisted Pair)雙絞線包含有二條絞在一起、互相絕緣的導線，對絞的主要目的是減少每對雙絞線之間的電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)。雙絞線依組成方式，可分為無遮蔽式雙絞線(Unshieled Twisted Pair,UTP)及遮蔽式雙絞線(Shieled Twisted Pair,STP)兩種。遮蔽式雙絞線，是絞線多了一層金屬遮蔽物及一條接地
2、銅線，因此有較好的防止雜訊、電磁波干擾能力，但是價格較為昂貴。雙絞線依照所使用的線材不同而有不同的傳輸效能，目前最普遍的是類(Category)5，速度可達 100 Mbps，而Category 6 用於 1000BaseT 網路，速度可達1000 Mbps，在特定的實驗狀況下甚至可達到 2.4 Gbps。,第三章：傳輸通道介紹,4,表3-1 雙絞線的線材等級,3.1 有線通道(電纜、光纖),第三章：傳輸通道介紹,5,同軸電纜(Coaxial Cable)同軸電纜可區分為基頻帶同軸電纜(50歐姆)和寬頻帶同軸電纜(75歐姆)兩種阻抗規格。基頻帶同軸電纜(Baseband Coaxial Cab
3、le)可分為細同軸電纜和粗同軸電纜兩種，都可用於直接傳輸數位信號。電纜較粗可傳送距離較遠，傳輸頻寬也較高。傳輸速率約為10100Mbps。傳輸的距離可達數公里(依照纜線粗細而定，一般約為2.5公里)。,3.1 有線通道(電纜、光纖),第三章：傳輸通道介紹,6,寬頻帶同軸電纜(Broadband Coaxial Cable)用於分頻多工的類比信號傳輸，也可用於不使用分頻多工的高速數位信號和類比信號傳輸。頻寬約為300750MHz。傳輸的距離可達數十公里，有線電視(Cable Television,CATV)最遠可達80公里。,3.1 有線通道(電纜、光纖),第三章：傳輸通道介紹,7,3.1 有線
4、通道(電纜、光纖),圖3-1同軸電纜依結構區分(a)中空式(b)可彎曲式,第三章：傳輸通道介紹,8,光纖(Optical Fiber)光纖有極大的通信頻寬，頻寬可達20 GHz 以上。光纖傳遞的是光訊號，因此沒有電磁波干擾的問題。訊號衰減率非常低。光纖的類型有單模光纖及多模光纖。單模光纖(Single Mode Fiber,SMF)的軸芯直徑較細，約 5 10 微米，適合長距離傳輸，價格昂貴，散射率小，傳輸效能極佳。多模式光纖(Multi Mode Fiber,MMF)的軸芯直徑約 50 100 微米，適合短距離傳輸，價格較低，傳輸效率略差於單模式光纖。,3.1 有線通道(電纜、光纖),第三章
5、：傳輸通道介紹,9,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),微波(Microwave)微波的頻率範圍在 1GHz40GHz 之間。微波是直線傳播的，具有直接視線(line-of-sight)的特性，即傳送與接收端之間不能存有障礙物體阻隔，才能收到良好訊號。微波常用於不適合鋪設電纜的情況，如：人煙稀少地區的電話服務，或都市裏兩點之間的視訊、數據通信。微波傳輸的衰減必須考慮所使用的傳輸頻帶、距離、氣候(下雨)、等因素。,第三章：傳輸通道介紹,10,衛星通訊(Satellite Communication),3.2 無線通道(微波、衛星通訊),第三章：傳輸通道介紹,11,衛星通訊是把訊號傳送上衛星，再由
6、衛星轉送下來，由地面上的天線接收訊號。由於衛星通訊的傳輸距離很長，會導致較長的傳播時間延遲(long propagation delay)。微波傳輸的衰減必須考慮所使用的傳輸頻帶、距離、氣候(下雨)、等因素。,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),第三章：傳輸通道介紹,12,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),表3-3 衛星通訊的傳輸頻率波段,衛星通訊的上行(uplink)傳輸與下行(downlink)傳輸通常使用不同的頻率，才不會相互干擾。,第三章：傳輸通道介紹,13,衛星軌道可分為：赤道軌道、極軌道、傾斜軌道。依衛星高度可分為：高軌道（High Earth Orbit,HEO）、中軌道（Me
7、dium Earth Orbit,MEO）、低軌道（Low Earth Orbit,LEO）。同步衛星(synchronous satellite)為赤道軌道衛星，衛星繞行地球的周期為24小時，與地球維持同步的旋轉。只要在赤道上空35785.6公里（地球半徑6378公里)放置三顆同步衛星，就能夠覆蓋整個地球表面(除了兩極地區)。目前在國內所使用的小耳朵、中耳朵與大耳朵都是以同步衛星來傳輸，亦稱為直播衛星(direct broadcast satellite,DBS)。例如：日本的百合二號與大陸亞衛一號。,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),第三章：傳輸通道介紹,14,3.2 無線通道(微波、衛
8、星通訊),第三章：傳輸通道介紹,15,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),標準：銥（Iridium）：755km,66,TDD/TDMA/FDMA,1998.全球星（Globalstar）：1390km,48,CDMA,1999.Odyssey：10355km,12,CDMA.Immarsat（ICO）：10400km,10,TDMA,2000.ACeS（亞洲通公司）：36000km,1,TDMA,1999.Teledesic：700km,840,FDMA,TDMA,2002.,第三章：傳輸通道介紹,16,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),低軌道衛星通信 銥計畫,第三章：傳輸通道介紹,17,
9、3.2 無線通道(微波、衛星通訊),通訊系統中使用的頻譜,頻率分類,特低頻(VLF),頻率範圍,3-30千赫,波長範圍,100,00010,000公尺,傳播特性,1.電波沿地球表面行進，可達長距離通信2.終年衰減小，可靠性高3.利用電離層與地表面形 成的導層傳至遠距離4.地波與天波並存5.使用垂直天線,代表性用途,1.極長距離點與點間之通信2.航海及助航3.感應式室內呼叫系統,低頻(LF),30-300千赫,10,0001,000公尺,1.長距離點與點之通信2.航海及助航3.感應式室內呼叫系統,中頻(MF),3003000千赫,1000100公尺,1.電波於日間沿地球表面 行進，達較短距離2.
10、夜間若干電能靠E層反 射達較長距離3.天波、地波並存4.日間及夏季衰減較夜間 及冬季為大5.使用垂直天線,1.中波廣播2.航空及航海通信3.無線電定位4.固定行動業務5.海洋浮標6.業餘通信,第三章：傳輸通道介紹,18,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),頻率分類,高頻(HF),頻率範圍,3-30兆赫,波長範圍,10010公尺,傳播特性,1.電波利用電離層(特別是 F層)反射(一次或多次 反射)以達遠距離2.傳播情況隨季節及每日 時間變化頗大3.利用天線指向性，可收 小功率達長距離之通信 效果4.通達距離隨頻率及發射 角之不同而異5.太陽黑子數越多，電離 層密度越大，位置較高，最高可用頻率(M
11、UF)亦加高，通信距離越長，反之相反6.地波距發射機不遠即消 失7.使用水平天 線,代表性用途,1.長距離點與點通信及廣播2.業餘通信3.無線電天文4.標準頻時信號5.航空行動 6.短波廣播7.民用無線電,第三章：傳輸通道介紹,19,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),頻率分類,特高頻(VHF),頻率範圍,30-300兆赫,波長範圍,101公尺,傳播特性,1.穿越電離層，較不受其 影響2.以空間波作視距(line-of-sight)通信3.20-65MHz間利用E層散 射達視距外通信4.使用垂直及水平天線(水平天線較多)5.接近直線傳輸,代表性用途,中距離通信、雷達、調頻廣播、電視、導航、業餘
12、、無線電叫人、各種陸地行動通信,第三章：傳輸通道介紹,20,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),頻率分類,頻率範圍,波長範圍,傳播特性,1.視距通信2.以空間波接近直線傳輸3.1000MHz以上微波：(1)使用定向反射面、反射 網、喇叭型、拋物面反 射式及平面天線等(2)恆向地面彎曲進行(3)使用線上保護、熱待接 保護及分集式保護等鏈 路保護方式(4)方向性極高，波束極狹(5)發射功率小(6)如光波性質，遇阻礙 即被吸取(7)10GHz以上頻率愈高，受雨點、霧雪、雹及空氣中氣體之吸 收愈大(8)利用對流層散射可達 遠距離,代表性用途,短距離通信、中繼系統、電視、衛星氣象、天文、業餘無線電定位、助航太空研究、地球探測、公眾行動電話、有線電話無線主副機、計程車無線電話,極高頻(SHF)至高頻(EHF),3-300秭赫,100.1公分,微波中繼、各種雷達、衛星通信、衛星廣播、無線電天文,超高頻(UHF),300-3,000兆赫,10010公分,第三章：傳輸通道介紹,21,3.2 無線通道(微波、衛星通訊),表3-2 傳輸損耗,
