通信导论传输介质.ppt

************************************************2.5微波-卫星（8）卫星通信中使用的频谱资源——波段：①C波段：6GHz/4GHz(上行/下行)C波段对于天气的适应性较好，但C波段的工作频率被地面微波系统所共享；②Ku波段：14GHz/11GHz，它的频段并没有被其它系统所使用，能够提供一定的终端移动性支持，但更容易受到天气因素的干扰；③Ka波段：30GHz/20GHz，可以提供更宽的频谱供使用，Ka波段最容易受到天气因素（如雨衰）的影响；④L波段：390MHz/1550MHz，受天气影响最小，但可提供的频带宽度不足。第32页,共45页，星期六，2024年，5月2.5微波-卫星（4）卫星网络分段:空间段控制段地面段卫星通信的特点:（1）下行广播，覆盖范围广（2）工作频带宽（3）通信质量好（4）信号传输时延大（5）控制复杂第33页,共45页，星期六，2024年，5月2.6光纤（1）2.6.1光纤通信的概念与基本原理激光，激光器具有亮度高、谱线窄、方向性好的特点，可以产生理想的光载波。利用可以导光的玻璃纤维——光纤进行长距离的光波传输。光纤通信的定义：光纤通信是以光波为载频，光导纤维为传输媒介的一种通信方式。光纤通信一般在发送方对信息的数字编码进行强度调制，在接收端以直接检波的方式来完成光/电变换。第34页,共45页，星期六，2024年，5月2.5光纤（2）2.6.2光纤的工作窗口1．工作窗口的定义石英光纤也具有光波通过的选择特性，对特定波长的光波的传输损耗要明显小于其它波长的光波，这些特定的波长就是光纤的工作窗口。2．三个工作窗口（1）0.8~0.9μm，最低损耗2.5dB/km，采用石英多模光纤，主要应用于近距通信，目前在传输网中已很少使用；（2）1.31μm，最低损耗0.27dB/km，采用石英单模光纤，目前已获得大规模应用；（3）1.55μm，最低损耗0.16dB/km，采用石英单模适当色散光纤。目前主要用于长距离传输系统，如跨海光缆等。第35页,共45页，星期六，2024年，5月2.5光纤（3）2.6.3光纤的相关概念1．光在光纤中的传播光在空气中沿直线传播，光射向镜面时会发生反射，从一种介质进入另一种介质时，会发生折射。当光从折射率大的介质进入折射率小的介质时，如果入射角大于临界值就会发生全反射。如果在玻璃纤维外包裹一定的材料，就可以由全反射来保证光波只在玻璃纤维中传播，这即是光导纤维的工作原理。2．光纤的结构实用的光纤是比人的头发丝稍粗的玻璃丝，通信用光纤的外径一般为125~140μm。一般光纤由纤芯和包层组成，纤芯完成信号的传输，包层与纤芯的折射率不同，将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用。工程中一般将多条光纤固定在一起构成光缆。第36页,共45页，星期六，2024年，5月图2-7光纤的结构图2-8四芯光缆剖面示意图第37页,共45页，星期六，2024年，5月2.5光纤（4）3．光纤的分类（1）根据光纤横截面上折射率的不同，可以分为阶跃型光纤和渐变型光纤，阶跃型光纤的纤芯和包层间的折射率分别是一个常数，在纤芯和包层的交界面，折射率呈阶梯型突变。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小，在纤芯与包层交界处减小为包层的折射率。纤芯的折射率的变化近似于抛物线；（2）按传输模式分：分为单模光纤（SingleModeFiber）和多模光纤（MultiModeFiber）。光以一特定的入射角度射入光纤，在光纤和包层间发生全发射，从而可以在光纤中传播，即称为一个模式。当光纤直径较大时，可以允许光以多个入射角射入并传播，此时就称为多模光纤；当直径较小时，只允许一个方向的光通过，就称单模光纤。由于多模光纤会产生干扰、干涉等复杂问题，在带宽、容量上均不如单模光纤。实际通信中应用的光纤绝大多数是单模光纤。（3）按照制造光纤所用的材料分：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。第38页,共45页，星期六，2024年，5月2.5光纤（5）单模光纤又可以按照最佳传输频率窗口分为：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型单模光纤是将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1.31μm，相关国际标准为ITU-TG.652。色散位移型单模光纤是将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1.31μm和1.55μm，相关国际标准为ITU-TG.653。第39页,共45页