信号传输类型及相应技术
信号传输类型及相应技术
信号传输类型及相应技术
在数据通信过程中，数据传输信号不同，所使用技术就不同，通常分为：
?基带传输：在线路上直接传输基带信号的方式称为基带传输l面临问题：编码、同步
l数字信号也被称为数字基带信号，简称基带信号
l用不同电压极性或电平值代表数字信号0和1的过程称为编码；其反过程称为解码
?频带传输：利用模拟信道实现数字信号传输的方式称为频带传输l面临问题：调制、解调
l在发送端将数字信号转换成模拟信号的过程称为调制
l在接收端将模拟信号转换成数字信号的过程称为解调
简单讲：编解码技术是数字信号到另一种形式的数字信号的过程；调制（解调）技术是数字信号到模拟信号的正（逆）过程。
常用的基带编码方法
n要解决问题：
n在发送端，要解决如何将二进制数据序列通过某种编码
（encoding）方式转化为可直接传送的数字信号；
n在接收端，则要解决如何将收到的数字信号通过解码(Decoding)恢复为与发送端相同的二进制数据序列。
n常用编码方法：
n非归零编码（NRZ，Non-Return to Zero）
n Manchester编码
n差分Manchester编码
n FM0编码
NRZ 编码
ü规则：
n以高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑“0”。
ü特点：
n由于不能判断位的开始与结束，收发双方不能保持同步，需要用另一个信道同时传送同步信号。
n简单、容易实现
Manchester 编码
ü规则：
n将每比特周期T分为前T/2和后T/2；
n前T/2传送该比特的反码，后T/2传送该比特的原码。
ü特点：
n任何两次电平跳变的时间间隔是T/2或T，提取电平跳变信号可作为收发双方的同步信号，不需要另外的同步信号。又被称为
“自含时钟编码”。
n效率较低
差分Manchester 编码
ü规则：
n对Manchester编码的改进,保留每比特中间的跳变作同步之用；
每比特的值则根据其开始处是否出现电平的跳变来决定，有跳变
者为“0”，无跳变者为二进制“1”
ü特点：
n自含时钟和同步信号的编码技术，抗干扰性能较好
n实现技术复杂
FM0编码模块
ü规则：
n FM0编码在每个数据边界处倒转相位，并在数据0中间倒转相位。FM0编码具有记忆功能，一序列的信号中，后一位电平必须
承接上一位末尾电平
ü特点：
n FM0编码的数据前应以前同步码开始
实现技术复杂
四种数字信号编码对比图：
模拟信号的调制
信号表示：u(t)=A(t)sin(ωt+ψ)
其中，振幅A、角频率ω、相位ψ，当改变这三个参数实现模拟数据编码时，相应的调制模式分别是幅度调制（A）、频率调制(F) 和相位调制(P)。
对基带数字信号调制的结果是模拟信号，见下图几种调制方法：
常用无线通信协议
常用无线通信协议 目前使用较广泛的近距无线通信技术有蓝牙(Bluetooth),无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外线数据传输(IrDA).此外，还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，分别是ZigBee,超宽频,短距通信,WiMedia,GPS,DECT,无线1394和专用无线系统等。 蓝牙(Bluetooth)技术 蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。蓝牙技术的实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m 的传输距离。 优势：⑴全性高。蓝牙设备在通信时，工作的频率是不停地同步变化的，也就是跳频通信。双方的信息很难被抓获，防止被破解或恶意插入欺骗信息。⑵于使用。蓝牙技术是一项即时技术，不要求固定的基础设施，且易于安装和设置。 不足：⑴通信速度不高。蓝牙设备的通信速度较慢，有很多的应用需求不能得到满足。⑵传输距离短。蓝牙规范最初为近距离通信而设计，所以他的通信距离比较短，一般不超过10m。 Wi-Fi(无线高保真)技术 无线宽带是Wi-Fi的俗称。所谓Wi-Fi就是IEEE 802.11b的别称，它是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s，电波的覆盖范围可达200m左右。 优势：⑴覆盖广。其无线电波的覆盖范围广，穿透力强。可以方便地为整栋大楼提供无线的宽带互联网的接入。⑵速度高。Wi-Fi技术的传输速度非常快，通信速度可达300Mb/s，能满足用户接入互联网，浏览和下载各类信息的要求。 不足：安全性不好。由于Wi-Fi设备在通信中没有使用跳频等技术，虽然使用了加密协议，但还是存在被破解的隐患。 IrDA(红外线数据协会)技术 IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。 IrDA 的主要优点是无需申请频率的使用权，因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。此外，红外线发射角度较小，传输上安全性高。IrDA的不足在于它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其它物体阻隔，因而该技术只能用于 2 台（非多台）设备之间的连接。 优势：⑴无需申请频率的使用权，因此红外线通信成本低廉。⑵移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用。⑶外线发射角度较小，传输上安全性高。 不足：IrDA是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其它物体阻隔，因而只用于两台设备之间连接。ZigBee(紫蜂)技术 ZigBee使用2.4 GHz 波段，采用跳频技术。它的基本速率是250kb/s，当降低到28kb/s 时，传输范围可扩大到134m，并获得更高的可靠性。另外，它可与254个节点联网。 优势：⑴功耗低。在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月以上。⑵成本低。因ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以成本很低。⑶网络容量大。每个ZigBee网络最多可支持255个设备。⑷作频段灵活。使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧)及915MHz(美)，均为免执照频段。 不足：⑴数据传输速率低。只有10kb/s~250kb/s，专注于低传输应用。⑵有效范围小。有效覆盖范围为10~75m之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。 UWB(超宽带)技术 UWB（Ultra Wideband）是一种无线载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB 有可能在10 m 范围内，支持高达110 Mb/s的数据传输率，不需要压缩数据，可以快速、简单、经济地完成视频数据处理。 特点：⑴系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，载货能力低。⑵定位精度高，相容性好，速度高。⑶成本低，功耗低，可穿透障碍物。近距离无线传输 NFC(近距离无线传输)技术 NFC采用了双向的识别和连接。在20cm 距离内工作于13.56MHz 频率范围。NFC现已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络，为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi 设备提供一个“虚拟连接”，使电子设备可以在短距离范围进行通讯。 特点：NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚，不用再听到各种电子杂音。NFC 通过在单一设备上组合所有的身份识别应用和服务，帮助解决记忆多个密码的麻烦，同时也保证了数据的安全保护。此外NFC 还可以将其它类型无线通讯(如Wi-Fi 和蓝牙)“加速”，实现更快和更远距离的数据传输。
信号光纤传输技术实验.
音频信号光纤传输技术实验 预习要求 通过预习应理解以下几个问题： 1．音频信号光纤传输系统由那几个部分组成、主要器件（LED 、SPD 和光纤）的工作原理； 2．LED 调制、驱动电路工作原理 3．LED 偏置电流和调制信号的幅度应如何选择、； 4．测量SPD 光电流的I-V 变换电路的工作原理。 实验目的 1．熟悉半导体电光/光电器件基本性能及主要特性的测试方法； 2．了解音频信号光纤传输系统的结构及各主要部件的选配原则； 3．掌握半导体电光和光电器件在模拟信号光纤传输系统中的应用技术； 4．学习音频信号光纤传输系统的调试技术。 实验原理 一．系统的组成 音频信号光纤传输系统的原理图如图8-1-1所示。它主要包括由LED （光源）及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光—电转换、I —V 变换及功放电路组成的光信号接收器三个部分。光源器件LED 的发光中心波长必须在传输光纤呈现低损耗的0.85μｍ、1.3μｍ或1.5μｍ附近。本实验采用中心波长0.85μｍ的GaAs 半导体发光二极管作光源、峰值响应波长为0.8～0.9μｍ的硅光二极管SPD 作光电检测元件。为了避免或减少谐波失真，要求整个传输系统的频带
宽度能够覆盖被传信号的频谱范围。对于音频信号，其频谱在20Hz ～20KHz 的范围内。光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的频率特性。 二、光纤的结构及传光原理 衡量光纤信道性能好坏有两个重要指标：一是看它传输信息的距离有多远，二是看它单位时间内携带信息的容量有多大。前者决定于光纤的损耗特性，后者决定于光纤的频率特性。目前光纤的损耗容易做到每公里零点几dB 水平。光纤的损耗与工作波长有关，所以在工作波长的选用上，应尽量选用低损耗的工作波长。光纤通讯最早是用短波长0.85μｍ，近来发展到能用1.3～1.55μｍ范围的波长，在这一波长范围内光纤不仅损耗低，而且“色散”也小。 光纤的频率特性主要决定于光纤的模式性质。光纤按其模式性质通常可以分成单模光纤和多模光纤。无论单模或多模光纤，其结构均由纤芯和包层两部分组成。纤芯的折射率较包层折射率大。对于单模光纤，纤芯直径只有5～10μｍ，在一定条件下，只允许一种电磁场形态的光波在纤芯内传播。多模光纤的纤芯直径为50μｍ或62.5μｍ，允许多种电磁场形态的光波传播。以上两种光纤的包层直径均为125μｍ。按其折射率沿光纤截面的径向分布状况又分成阶跃型和渐变型两种光纤，对于阶跃型光纤，在纤芯和包层中折射率均为常图8-1-1 音频信号光纤传输系统原理图 数，但纤芯折射率n 1略大于包层折射率n 2。所以对于阶跃型多模光纤，可用几何光学的全反射理论解释它的导光原理。在渐变型光纤中，纤芯折射率随离开光纤轴线距离的增加而逐渐减小，直到在纤芯—包层界面处减到某一值后，在包层
一文读懂无线通信技术分类
一文读懂无线通信技术分类 无线技术正在迅速发展，并在人们的生活中发挥越来越大的作用。而随着无线应用的增长，各种技术和设备也会越来越多，也越来越依赖于无线通信技术。本文盘点下物联网中无线通信主要的技术。 无线通信技术分类美国通信委员会（FCC）分类 2015年，美国通信委员会（FCC，Federal Communications Commission）技术咨询委员会（TAC，Technological Advisory Council）网络安全工作组在一份白皮书中提到了将物联网通信技术分成了以下四类： Mobile/WAN，Wide Area Network - 移动广域网络，覆盖范围大 WAN，Wide Area Network - 广域网，覆盖范围大，非移动技术 LAN，Local Area Network - 局域网，覆盖范围相对较小，如住宅、建筑或园区 PAN，Personal Area Network - 个域网，覆盖范围从几厘米到几米不等主要的无线技术及分类如下表所示： 不知为何，FCC TAC将Sigfox归入了LAN，而LoRaWAN归入了WAN。Sigfox与LoRaWAN 都同属于LPWAN领域中的窄带技术，都是可以广域覆盖。Weightless SIG在LPWAN领域中主推的将会是Weightless-P。NB-IoT也没有列入其中。新的技术在不断出现，也在不断地重塑物联网市场的格局。 KEYSIGHT分类 在KEYSIGHT的一份PPT中《Low Power Wide Area Networks，NB-IoT and the Internet of Things》，将IoT无线技术做了比较详细的划分，如下图所示： 相关术语如下： NFC，Near Field CommunicaTIon - 近场通信
光纤通信optisystem实验
光纤通信大作业 1.选择一个你认为合适的方案 供选方案：NRZ、RZ调制格式，直接调制或者外调制，APD管或者PIN管，low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。请选择你认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。 答：选择NRZ调制格式，直接调制，APD管，low pass gauss filter。选择这个方案的理由是：为了使得整个系统得到最好的信噪比，并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下： 选择NRZ调制格式，因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性，调制和调解结构简单，在10G和一部分40G系统中得到广泛应用，一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式，通过色散管理和终端可调色散补偿技术，NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。 选择直接调制，因为直接强度调制是用信号直接调制激光器的驱动电流，使其输出功率随信号变化.这种方式设备相对简单，研究较早，现已成熟并商品化.外调制则常用于要求较高的通信系统。 选择APD管，因为由书上的P264页的图8.3可知，PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信，当系统通信数据速率为10G时，PIN灵敏度管不适于应用，我们优选ADP管。 选择low pass gauss filter（低通高斯响应滤波器），因为low pass rectangular filter（低通矩形响应滤波器）是理想的低通滤波器的模型，在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中，如此理想的特性是无法实现的，所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter（低通高斯响应滤波器）采用时域法测量有效带宽，具有直观、简便的优点，而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。 实验过程： 本次实验中，由NRZ调制格式、直接调制、APD管和low pass gauss filter构成的光纤通信系统。 1）.根据实验要求，连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态，必须在系统外围增加监测及显示装置，将系统运行结果显示出来，便于观察和分析。因此，在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件，可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态和运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示：
无线通信技术应用及发展
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/0313200713.html, 无线通信技术应用及发展 作者：郭永刚路彬 来源：《电子技术与软件工程》2018年第19期 摘要 无线通信技术作为推动我国经济不断向前发展的重要力量，不仅促使我国生产力水平不断得到提升，而且还有效改善了人民的日常生活质量，并在电力系统之中得到了广泛的应用与发展，特别是在电力通信方面起着关键的作用，为我国电网建设提供了全面的技术保障。安全有效的电力系统可以在各个方面合理地分配电能，遇到电力系统事故可以予以及时的解决。电力通信系统作为电力系统的重要组成成分，能够促使电网调度工作达到自动化以及现代化的目的，并且从根本上保证电网的安全性以及经济性。 【关键词】无线通信技术应用发展 随着我国经济发展水平的不断提升，科学技术的不断进步，促使现代通信技术变得更加科学化以及数字化。由于当前信息知识更新速度较快，而且经济发展速度呈现高度上升趋势，使得人们在信息获取方面提出了更高的要求。为有效解决无线通信技术在使用过程中出现的问题与矛盾，必须要全面秉持创新理念，综合运用与之相关的技术手段来予以解决，从而在最大程度上满足人们在信息获取方面所提出的各项需求，并为其不断提供多方面的信息资源，为科学规划工作的顺利开展奠定良好基础，推动无线通信技术蓬勃发展。 1 无线通信技术的发展 1.1 无线通信技术的联合化与集成化 全面结合我国当前资金状况、技术水平以及市场需求等相关方面的内容，将会采用融合方式来对目前的无线网络开展异构网络的联合工作，从而促使通信网络的形成，并成为无线通信技术发展内容之一。现阶段，我国网络融合形式包括：接入网、核心网融合以及业务融合等，对于选择不同的网络来实现接入工作时，需要先对其开展协同工作，从而促使无线网络的使用者达到无线漫游的目的。在构建未来通信终端时，需要为其添加配置能力，并不断提升该项能力，便于计算机与通信技术进行全面的融合，而且在该种技术下通信终端便不会接收到用户的干预内容，同时还可以为用户提供丰富多样的网络接入方式，便于其随时展开网络监控工作，及时更新升级与之相关的软件。除此之外，由于时代不断进步，人们需求水平不断提升，因此未来无线通信技术的构建要全面符合时代发展特征以及全方位满足用户提出的各项需求，而且无线通信技术要保证能够实现多种功能集成的目的，例如语音、数据以及图像业务的综合、无线传输模块的综合等。 1.2 无线网络通信技术的有效融合
物联网中的几种短距离无线传输技术电子教案
短距离无线通信场指的是100m 以内的通信，主要技术包括Wifi、紫蜂(Zigbee)、蓝牙技术(Bluetooth)、超宽带技术(Ultra-wideband ,UWB)、射频识别技术(Radio Frequency IDentification ,RFID)以及近场通信(Near Field Communication,NFC)等类型。低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈要求，作为无线通信技术重要分支的短距离无线通信技术正逐步引起越来越广泛的关注。各国也相应地制定短距离通信技术标准，特别是RFID 和NFC 在物联网、移动支付和手机识别方面的应用标准，例如主要的RFID 相关规范有欧美的EPC 规范、日本的UID(Ubiquitous ID)规范和ISO 18000 系列标准。中国政府也高度重视短距离通信的发展，制定了一系列的政策来扶持短距离通信产业。例如科技部、工信部联合14 部委制订的《中国RFID 发展策略白皮书》等。此外，包括诺基亚、英特尔、IBM、东芝、华为、中兴和联想等众多企业也积极参与到短距离无线通信中各技术的研究中。 1、Wi-Fi技术 Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)是一种无线通信协议（IEEE802.11b），Wi-Fi的传输速率最高可达11Mb/s，虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在无线电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。 Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速率接入互联网。实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽将被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度会降低到只有几百kb/s，另外，Wi-Fi的信号一般不受墙壁阻隔的影响，但在建筑物内的有效传输距离要小于户外。 最初的IEEE802.11规范是在1997年提出的，称为802.11b，主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准，它的工作频率是2.4GHz，与无绳电话、蓝牙等许多不需频率使用许可证的无线设备共享同一频段。随着Wi-Fi协议新版本如802.11a和802.11g的先后推出，Wi-Fi的应用将越来越广泛。速度更快的802.11g使用与802.11b相同的正交频分多路复用调制技术，它也工作在2.4GHz频段，速率达54Mb/s。根据最新的发展趋势判断，802.11g 将有可能被大多数无线网络产品制造商选择作为产品标准。微软推出的桌面操作系统Windows XP和嵌入式操作系统Windows CE，都包含了对Wi-Fi的支持。 2、UWB技术 超宽带技术UWB（Ultra Wideband）是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。 UWB可在非常宽的带宽上传输信号，美国FCC对UWB的规定为：在3.1～10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽。由于UWB可以利用低功耗、低复
信号传输类型及相应技术
信号传输类型及相应技术 信号传输类型及相应技术 在数据通信过程中，数据传输信号不同，所使用技术就不同，通常分为： ?基带传输：在线路上直接传输基带信号的方式称为基带传输l面临问题：编码、同步 l数字信号也被称为数字基带信号，简称基带信号 l用不同电压极性或电平值代表数字信号0和1的过程称为编码；其反过程称为解码 ?频带传输：利用模拟信道实现数字信号传输的方式称为频带传输l面临问题：调制、解调 l在发送端将数字信号转换成模拟信号的过程称为调制 l在接收端将模拟信号转换成数字信号的过程称为解调 简单讲：编解码技术是数字信号到另一种形式的数字信号的过程；调制（解调）技术是数字信号到模拟信号的正（逆）过程。 常用的基带编码方法 n要解决问题： n在发送端，要解决如何将二进制数据序列通过某种编码 （encoding）方式转化为可直接传送的数字信号； n在接收端，则要解决如何将收到的数字信号通过解码(Decoding)恢复为与发送端相同的二进制数据序列。 n常用编码方法： n非归零编码（NRZ，Non-Return to Zero） n Manchester编码 n差分Manchester编码 n FM0编码 NRZ 编码 ü规则： n以高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑“0”。 ü特点： n由于不能判断位的开始与结束，收发双方不能保持同步，需要用另一个信道同时传送同步信号。 n简单、容易实现 Manchester 编码 ü规则： n将每比特周期T分为前T/2和后T/2；
n前T/2传送该比特的反码，后T/2传送该比特的原码。 ü特点： n任何两次电平跳变的时间间隔是T/2或T，提取电平跳变信号可作为收发双方的同步信号，不需要另外的同步信号。又被称为 “自含时钟编码”。 n效率较低 差分Manchester 编码 ü规则： n对Manchester编码的改进,保留每比特中间的跳变作同步之用； 每比特的值则根据其开始处是否出现电平的跳变来决定，有跳变 者为“0”，无跳变者为二进制“1” ü特点： n自含时钟和同步信号的编码技术，抗干扰性能较好 n实现技术复杂 FM0编码模块 ü规则： n FM0编码在每个数据边界处倒转相位，并在数据0中间倒转相位。FM0编码具有记忆功能，一序列的信号中，后一位电平必须 承接上一位末尾电平 ü特点： n FM0编码的数据前应以前同步码开始 实现技术复杂 四种数字信号编码对比图：
光纤通信optisystem实验
光纤通信大作业 1、选择一个您认为合适的方案 供选方案:NRZ、RZ调制格式,直接调制或者外调制,APD管或者PIN管,low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。请选择您认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。 答:选择NRZ调制格式,直接调制,APD管,low pass gauss filter。选择这个方案的理由就是:为了使得整个系统得到最好的信噪比,并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下: 选择NRZ调制格式,因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性,调制与调解结构简单,在10G与一部分40G系统中得到广泛应用,一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式,通过色散管理与终端可调色散补偿技术,NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。 选择直接调制,因为直接强度调制就是用信号直接调制激光器的驱动电流,使其输出功率随信号变化、这种方式设备相对简单,研究较早,现已成熟并商品化、外调制则常用于要求较高的通信系统。 选择APD管,因为由书上的P264页的图8、3可知,PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信,当系统通信数据速率为10G时,PIN灵敏度管不适于应用,我们优选ADP管。 选择low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器),因为low pass rectangular filter(低通矩形响应滤波器)就是理想的低通滤波器的模型,在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中,如此理想的特性就是无法实现的,所有的设计只不过就是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器)采用时域法测量有效带宽,具有直观、简便的优点,而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。 实验过程: 本次实验中,由NRZ调制格式、直接调制、APD管与low pass gauss filter构成的光纤通信系统。 1)、根据实验要求,连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态,必须在系统外围增加监测及显示装置,将系统运行结果显示出来,便于观察与分析。因此,在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件,可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态与运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示: 完整的光纤通信系统
数字信号光纤通信技术实验报告
数字信号光纤通信技术实验的报告 预习要求 通过预习应理解以下几个问题： 1．数字信号光纤传输系统的基本结构及工作过程； 2．衡量数字通信系统有那两个指标？； 3．数字通信系统中误码是怎样产生的？； 4．为什么高速传输系统总是与宽带信道对应？； 5．引起光纤中码元加宽有那些因素？； 6．本实验系统数字信号光-电/电-光转换电路的工作原理； 7．为什么在数字信号通信系统中要对被传的数据进行编码和解码？； 8．时钟提取电路的工作原理。 目的要求 1.了解数字信号光纤通信技术的基本原理 2.掌握数字信号光纤通信技术实验系统的检测及调试技术 实验原理 一、数字信号光纤通信的基本原理 数字信号光纤通信的基本原理如图8-2-1示（图中仅画出一个方向的信道）。工作的基本过程如下：语音信号经模/数转换成8位二进制数码送至信号发送电路，加上起始位（低电平）和终止位（高电平）后,在发时钟TxC的作用下以串行方式从数据发送电路输出。此时输出的数码称为数据码，其码元结构是随机的。为了克服这些随机数据码出现长0或长1码元时,使接收端数字信号的时钟信息下降给时钟提取带来的困难，在对数据码进行电/光转换之前还需按一定规则进行编码，使传送至接收端的数字信号中的长1或长0码元个数在规定数目内。由编码电路输出的信号称为线路码信号。线路码数字信号在接收端经过光/电转换后形成的数字电信号一方面送到解码电路进行解码,与此同时也被送至一个高Q值的RLC谐振选频电路进行时钟提取. RLC谐振选频电路的谐振频率设计在线路码的时钟频率处。由时钟提取电路输出的时钟信号作为收时钟RxC,其作用有两个：1.为解码电路对接收端的线路码进行解码时提供时钟信号；2.为数字信号接收电路对由解码电路输出的再生数据码进行码值判别时提供时钟信号。接收端收到的最终数字信号，经过数/模转换恢复成原来的语音信号。 图8-2-1 数字信号光纤通信系统的结构框图 在单极性不归零码的数字信号表示中,用高电平表示1码元，低电平表示0码元。码元持续时间（亦称码元宽度）与发时钟TxC的周期相同。为了增大通信系统的传输容量，就要求提高收、发时钟的频率。发时钟频率愈高码元宽度愈窄。 由于光纤信道的带宽有限,数字信号经过光纤信道传输到接收端后，其码元宽度要加宽。加宽程度由光纤信道的频率特性和传输距离决定。单模光纤频带宽，多模光纤频带窄。因为按光波导理论[1]分析:光纤是一种圆柱形介质波导，光在其中传播时实际上是一群满足麦克斯韦方程和纤芯—包层界面处边界条件的电磁波，每个这样的电磁波称为一个模式。光纤中允许存在的模式的数量与纤芯半径和数字孔径有关。纤芯半径和数字孔径愈大，光纤中参与光信号传输的模式也愈多，这种光纤称为多模光纤（芯径50或62.5μm）。多模光纤中每个模式沿光纤轴线方向的传播速度都不相同。因此，在光纤信道的输入端同时激励起多个模式时，每个模式携带的光功率到达光纤信道终点的时间也不一样，从而引起了数字信号码元的加宽。码元加
物联网中的几种短距离无线传输技术
短距离无线通信场指的是 100m 以内的通信，主要技术包括 Wifi、紫蜂(Zigbee)、蓝牙技术(Bluetooth)、超宽带技术(Ultra-wideband ,UWB)、射频识别技术(Radio Frequency IDentification ,RFID)以及近场通信(Near Field Communication,NFC)等类型。低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈要求，作为无线通信技术重要分支的短距离无线通信技术正逐步引起越来越广泛的关注。各国也相应地制定短距离通信技术标准，特别是RFID 和 NFC 在物联网、移动支付和手机识别方面的应用标准，例如主要的RFID 相关规范有欧美的 EPC 规范、日本的 UID(Ubiquitous ID)规范和 ISO 18000 系列标准。中国政府也高度重视短距离通信的发展，制定了一系列的政策来扶持短距离通信产业。例如科技部、工信部联合 14 部委制订的《中国 RFID 发展策略白皮书》等。此外，包括诺基亚、英特尔、IBM、东芝、华为、中兴和联想等众多企业也积极参与到短距离无线通信中各技术的研究中。 1、Wi-Fi技术 Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)是一种无线通信协议（），Wi-Fi的传输速率最高可达11Mb/s，虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在无线电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。 Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速率接入互联网。实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽将被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度会降低到只有几百kb/s，另外，Wi-Fi的信号一般不受墙壁阻隔的影响，但在建筑物内的有效传输距离要小于户外。 最初的规范是在1997年提出的，称为，主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准，它的工作频率是，与无绳电话、蓝牙等许多不需频率使用许可证的无线设备共享同一频段。随着Wi-Fi协议新版本如和的先后推出，Wi-Fi的应用将越来越广泛。速度更快的使用与相同的正交频分多路复用调制技术，它也工作在频段，速率达54Mb/s。根据最新的发展趋势判断，将有可能被大多数无线网络产品制造商选择作为产品标准。微软推出的桌面操作系统Windows XP和嵌入式操作系统Windows CE，都包含了对Wi-Fi的支持。 2、UWB技术 超宽带技术UWB（Ultra Wideband）是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。 UWB可在非常宽的带宽上传输信号，美国FCC对UWB的规定为：在～频段中占用500MHz以上的带宽。由于UWB可以利用低功耗、低复杂度发射/接收机实现高速数据传输，在近年来得到了迅速发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率
无线通信的发展历程
无线通信系统的发展历程与趋势 现代无线通信系统中最重要的两项基础是多址接入（Multiple Access）和双工（Multiplexing）。从1G到4G的无线通信系统演进史基本上就是在这两项技术上进行不断改进。 多址接入技术为不同的用户同时接入无线通信网提供了可能性。给出了三种最典型的多址接入技术：FDMA、TDMA和CDMA的比较。 双工技术为用户同时接收和发送数据提供了可能性。两种最典型的双工技术：FDD模式和TDD模式。 中国无线通信科技发展史和未来走向范文 当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。 1 无线通信技术的发展历程 随着国民经济和社会发展的信息化，人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式，移动通信发展至今大约经历了五个阶段：第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有，采用短
波频及电子管技术，至该阶段末期才出现150MHZ VHF单工汽车公用移动电话系统MTS。 第二阶段为50年代到60年代，此时频段扩展至UHF450MHZ，器件技术已向半导体过渡，大都为移动环境中的专用系统，并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。 第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ，美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。 第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段，并逐步向个人通信业务方向迈进；此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行。 第五阶段为90年代中至今，随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起，其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进，包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。 2 第一代无线通信系统 采用频分多址（Frequency Division Multiple Access）技术组建的模拟蜂窝网也被称为第一代（First Generation，下称1G）无线通信系统。这些系统中，话务是主要的通信方式。由于采用模拟调制，这些
差分信号传输技术(EIV)
Data Transmission
Communications Interface Division
1
11-1
Differential Signaling What and WHY?
2
下面这一节将解释什么是差分信号传输技术，为何应用差分信号，以及它的一些好处。
11-2
What is Differential Signaling?
D
A’ B’
R
C
Differential Equation: C = A’ – B’
3
差分信号利用两根导线来传输数据。在这次讲座中，我们将主要讨论低压差分信号（LVDS）技术，以后还 将更为详细的讨论它。我们还将讨论已得到应用的其他几种差分技术。LVDS 驱动器一般为电流驱动器， 在接收一侧则一般是简单的 100 欧姆无源端接器。在正引线上，电流正向流动，负引线构成电流的返回 通路。接收器仅仅给出 A 和 B 线上的信号差。A 和 B 线共有的噪声或者信号将被抑制掉。
11-3
Why Differential Signaling?
5V 4V 3V 2V Single-ended Differential
5V
3V
1.1V
0.3V
1V 0V
CMOS
TTL LVCMOS
BTL
GTL+
LVDS
4
高速传输已经是一个实际的需求，这一需求每年以惊人的速度增长。随着处理器变得越来越快，总线速度 必须相应提升以满足其要求。随着速度的增加，时间裕度相应减少 — 于是出现了对高性能接口装置的 需求。还记得只能看到文字信息的年代吗？今天你可以在每封 email 中看到图标、图像以及大把大把的各种 附件 — 于是，台式机通过数据网和电信网的连接，推动了对带宽的需求的增长。 这张幻灯片示出了信号摆幅变小以及向差分信号转移的趋势。一般，当信号摆幅减小时，噪声裕度也相应 降低。然而，LVDS 就不是这种情况，即使它的信号摆幅小于 BTL 或者 GTL 。它可以实现更大的信号裕度。 这就是差分信号所带来的好处。 TTL/CMOS 逻辑或者摆幅更小的技术（BTL 和 GTL）在底板中的使用，是当前设计工程师们一个共同的选择， 但是它们提供的对噪声的抗扰性都达不到 LVDS 信号所具备的水平，消耗的功率过大，端接复杂，而且不易 升级。
11-4
最新无线通信技术基础知识(1)
无线通信技术 1.传输介质 传输介质是连接通信设备，为通信设备之间提供信息传输的物理通道；是信息传输的实际载体。有线通信与无线通信中的信号传输，都是电磁波在不同介质中的传播过程，在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。 传输介质可以分为三大类：①有线通信，②无线通信，③光纤通信。 对于不同的传输介质，适宜使用不同的频率。具体情况可见下表。 不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。带宽即是可供使用的频谱宽度，高带宽传输介质可以承载较高的比特率。 2无线信道简介 信道又指“通路”，两点之间用于收发的单向或双向通路。可分为有线、无线两大类。
无线信道相对于有线信道通信质量差很多。有限信道典型的信噪比约为46dB，(信号电平比噪声电平高4万倍)。无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落（骤然降低）。引起衰落的因素有环境有关。 2.1无线信道的传播机制 无线信道基本传播机制如下： ①直射：即无线信号在自由空间中的传播； ②反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时，发生反射，反射一般在地球表面，建筑物、墙壁表面发生； ③绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射； ④散射：当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体上，一般树叶、灯柱等会引起散射。 2.2无线信道的指标 (1)传播损耗:包括以下三类。 ①路径损耗：电波弥散特性造成，反映在公里量级空间距离内，接收信号电平的衰减（也称为大尺度衰落）； ②阴影衰落：即慢衰落，是接收信号的场强在长时间内的缓慢变化，一般由于电波在传播路径上遇到由于障碍物的电磁场阴影区所引起的； ③多径衰落：即快衰落，是接收信号场强在整个波长内迅速的随机变化，一般主要由于多径效应引起的。 (2)传播时延：包括传播时延的平均值、传播时延的最大值和传播时延的统计特性等； (3)时延扩展：信号通过不同的路径沿不同的方向到达接收端会引起时延扩展，时延扩展是对信道色散效应的描述； (4)多普勒扩展：是一种由于多普勒频移现象引起的衰落过程的频率扩散，又称时间选择性衰落，是对信道时变效应的描述； (5)干扰：包括干扰的性质以及干扰的强度。 2.3无线信道模型 无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型，后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。 （1）室内传播模型：室内传播模型的主要特点是覆盖范围小、环境变动较大、不受气候影响，但受建筑材料影响大。典型模型包括：对数距离路径损耗模型、Ericsson多重断点模型等； （2）室外宏蜂窝模型：当基站天线架设较高、覆盖范围较大时所使用的一类模型。实际使用中一般是几种宏蜂窝模型结合使用来完成网络规划； （3）室外微蜂窝模型：当基站天线的架设高度在3~6m时，多使用室外微蜂窝模型；其描述的损耗可分为视距损耗与非视距损耗。
实验一音频信号光纤传输技术实验
音频信号光纤传输技术实验 [目的要求] 1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能。 2.了解音频信号光纤传输的结构。 3.学习分析集成运放电路的基本方法。 4.了解音频信号在光纤通信的基本结构和原理 [仪器设备] 1.ZY120FCom13BG3型光纤通信原理实验箱。 2.20MHz双踪模拟示波器。 3.FC/PC-FC/PC 单模光跳线 4.数字万用表。 5.850nm光发端机和光收端机 6.连接导线 7.电话机 [实验原理] 一．半导体发光二极管结构、工作原理、特性及驱动、调制电路光纤通讯系统中，对光源器件在发光波长、电光效率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求。所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯任务，目前在以上各个方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管（LED）、半导体激光二极管（LD），本实验采用LED作光源器件。 图 1 半导体发光二极管及工作原理 光纤传输系统中常用的半导体发光二极管是一个如图所示的N-P-P三层结构的半导体器件，中间层通常是由GaAs（砷化镓）p型半导体材料组成，称有源层，其带隙宽度较窄，两侧分别由GaAlAs的N型和P型半导体材料组成，与有源层相比，它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异结。在图（1）中，有源层与左侧的N层之间形成的是p-N 异质结，而与右侧P层之间形成的是p-P异质结，故这种结构又称N-p-P双异质结构。当给这种结构加上正向偏压时，就能使N层向有源层注入导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到右边p-P异质结的阻挡作用不能再进入右侧的P层，它们只能被限制在有源层与空穴复合，导电电子在有源层与空穴复合的过程中，其中有不少电子要释放出能量满足以下关系的光子：
无线通信技术的分类及发展 刘新
无线通信技术的分类及发展刘新 发表时间：2018-08-17T10:56:23.340Z 来源：《基层建设》2018年第17期作者：刘新[导读] 摘要：随着科技的发展，我国的无线通信技术也取得了进步。 潍坊输油处山东潍坊 261021 摘要：随着科技的发展，我国的无线通信技术也取得了进步。由于智能手机和4G网的问世，无线通信技术受到了广泛应用，也面临着更高的要求。为了达到消费者的要求，无线通信技术在速度、范围和质量上都进行了完善。本文首先阐述了无线通信技术中各种技术的发展现状，然后对无线通信技术未来的发展趋势进行了分析。 关键词：无线通信技术；无线宽带；移动通信；数据传输引言 随着信息时代、网络时代的提前到来，很多高科技技术已经融入到人们的生活与生产中，诸如计算机技术、网络技术、信息技术与通信技术等，尤其是无线通信技术的应用最为广泛，基本与其他的高科技技术融合。无线通信技术是近几年新起的高科技技术，主要融合了网络技术、信息技术，故具有一定智能性，在很大程度上加强了人们之间的相互交流，使信息的传播速度更快更准。 1无线通信技术的简单概述 1.1发展历程 第一发展阶段：20世纪20年代～50年代，使用了运行速度较慢的短波频技术和电子管技术，无线通信技术信号强度仅为150MHZ。第二阶段：20世纪50年代～60年代，无线通信技术信号强度从150MHZ提高到了450MHZ。第三阶段：20世纪70年代～80年代，无线通信技术信号强度已经从450MHZ上升到了800MHZ，已经实现了第一代移动通信系统的产生。第四阶段：20世纪80年代～90年代，无线通信技术的应用价值得到了跨越性的提高。第五阶段：20世纪90年代，无线通信技术增加了多媒体业务与用户需求，实现了第三代移动通信（3G）。现阶段无线通信技术：在线阶段无线通信技术已经从3G发展成了4G技术，并且越来越成熟，在很大程度上推动了无线通信技术的进步与发展。 1.2特征 第一，无线通信技术应得到了广泛应用，但在全球各国之间的发展水平具有很大的差异性，如欧美地区国家的无线通信技术应用基本普及且技术水平最高；亚洲地区各国技术水平与非洲国家相比较高；非洲各国技术水平最低。第二，通信技术的研发与应用已经从传统的通信技术重心转向了无线宽带，在转向过程中应用并创造了很多无线接入技术。第三，无线通信技术之间凸显出互补性，不同通信领域的无线通信技术应用不同，近几年随着通信技术的不断完善与革新，不同的无线通信技术已经实现了优势互补。 2无线通信技术的类型 2.1移动通信 这几年，我国移动通信得到了快速发展，3G技术在全国普及之后，马上又出现了更畅通、速度更快的4G技术。根据有关数据表明，我国大约有80%以上的用户在使用4G网络，市场反馈回来的信息表明我国的4G技术应用非常广泛，4G网络已成为人们生活中的一部分。4G网络与3G网络相比，速度更快速，信号也很强，可以满足用户的多种需求。 2.2无线宽带 无线宽带的接入基于固定无线通讯技术，有着接入方法多样、建设周期短等优点。因为我国的无线宽带市场中缺少一致的接入技术，接入频率的安排也不统一，因为这些问题，严重影响了无线宽带的快速发展。现在，我国的无线宽带接入技术主要有四种：①微波接入； ②卫星接入；③红外线通信；④多点微博接入。 2.3蓝牙技术 蓝牙技术可以在短距离之内实现无线通信，蓝牙技术是现代无线通信技术的新产物。关于蓝牙技术，就是把语音以及无线数据作为传递载体，实现短距离的无线通信。蓝牙技术的使用对象一般是固定端设备和移动端设备，帮助用户传递数据和信息。蓝牙技术的传递距离最远可达到10m。一般应用在互动性会议、数字相机、互联网、遥控装置和家用电器网络等。 2.4超宽带技术 超宽带技术是基于无线载波的无线通信技术，它运用脉冲形式，借助最小单位的无线信号，纳秒型非正弦的波载来传递数据和信息。它可以实现短距离里用强于带宽的速率来传递数据。超宽带技术有着带宽高、速率快、安全好和功耗低等优点，是其他无线通信技术无法达到的最强技术。所以，超宽带技术的应用非常广泛。 3现代无线通信技术的发展前景 3.1无线网络和有线通信技术的结合 不同的网络技术需要满足不同场合的需要，无论是有线的通信技术还是无线的通信技术，都可能存在一定的局限性，这时如果将无线通信技术和有线通信技术相结合，就会在一定程度上减少局限性可能带来的麻烦。将无线通信技术和网络信息技术想结合，能够提高网络的安全性。而且，在对相关技术的不断分析中，保证用户之间通信的抗干扰性，保证较低的干扰情况的发生，为用户的网络技术体验变的更好。并且，通过对铜线技术的不断发展，将不同场合需求的网络技术，运用不同的通信技术，保证不同的机制和研究范围间都能够建立有效的机制，并能控制网络整体结构的时序性。在对于网络寿命问题的分析中，将无线通信技术和有线通信技术相结合后，能在利用有效的设计延长网络的寿命，并且也能保证信息技术的升级。 3.2无线通信技术间的互补 随着无线通信技术的不断发展与应用，在将不同的无线通信技术的结构不断的进行融合、不同的系统进行不断地更新的过程中，应该保障技术与技术之间的互补作用。在不同的技术中往往存在着一定的差异，因为这些差异是为了满足不同的网络需求而存在的，然而在不同的通信技术的作用中，也应该确保技术间的互补作用与其互补作用的相对有效性。这样能够不断地为无线通信技术拥有更好的运行速度和运行构架提供一定的帮助。而如果能够建立无线通信技术的互补工作，能够在某种程度上将整体的技术进行融合和升级，并确保无线通信技术的多样性，以此确保不同地域和领域对无线通信技术的需求。 3.3实现无线通信技术的不断推广