第一节 信道及其分类
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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。
2.2 传输介质之有线 光纤
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。
2.2 传输介质之有线 光纤
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。
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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。
广义 信道
信
道 狭义 信道
调制信道 编码信道 有线信道
无线信道
恒参信道 变参信道 无记忆编码信道 有记忆编码信道 双绞线 同轴电缆
间传输
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2.2 传输介质之有线 同轴电缆
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。
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。
光纤 长波信道 短波信道 微波信道
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2.2 传输介质之有线 双绞线
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。
扭矩越短抗
两根绝
干扰能力越强
缘铜线
扭距
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
非屏蔽 双绞线
UTP
3类UTP 5类UTP
屏蔽双绞线STP
阻值为100欧姆， 每英尺绞合3-4 次， 应用如电话线，10Base-T 阻值为100欧姆， 每英寸绞合3-4 次， 应用如100Base-T等。
阻值为150欧姆， 外部加一金属包 层来 屏蔽干扰， 应用如令牌环等
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2.2 传输介质之有线 双绞线
2.2 传输介质之有线 同轴电缆
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：
绝缘材料 内导体
外导体
塑料 外皮
内外导体组成一组线对，外导体同时起wk.baidu.com屏蔽外界电磁干 扰的作用
分类 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
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。
2.3 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。
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
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2—30MHZ波段，频率越高，越适合 反射，但频率太高，将穿透电离层。
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。
2.2 传输介质之有线 光纤
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）
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。
2.2 传输介质之有线 双绞线
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，前者线径细而后者线径粗 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
的建筑物等障碍物，无线电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。
2.2 传输介质之有线 光纤
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。
2.2 传输介质之有线 光纤
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。
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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。
广义 信道
信
道 狭义 信道
调制信道 编码信道 有线信道
无线信道
恒参信道 变参信道 无记忆编码信道 有记忆编码信道 双绞线 同轴电缆
间传输
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2.2 传输介质之有线 同轴电缆
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。
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。
光纤 长波信道 短波信道 微波信道
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2.2 传输介质之有线 双绞线
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。
扭矩越短抗
两根绝
干扰能力越强
缘铜线
扭距
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
非屏蔽 双绞线
UTP
3类UTP 5类UTP
屏蔽双绞线STP
阻值为100欧姆， 每英尺绞合3-4 次， 应用如电话线，10Base-T 阻值为100欧姆， 每英寸绞合3-4 次， 应用如100Base-T等。
阻值为150欧姆， 外部加一金属包 层来 屏蔽干扰， 应用如令牌环等
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2.2 传输介质之有线 双绞线
2.2 传输介质之有线 同轴电缆
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：
绝缘材料 内导体
外导体
塑料 外皮
内外导体组成一组线对，外导体同时起wk.baidu.com屏蔽外界电磁干 扰的作用
分类 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
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。
2.3 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。
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
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2—30MHZ波段，频率越高，越适合 反射，但频率太高，将穿透电离层。
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。
2.2 传输介质之有线 光纤
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）
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。
2.2 传输介质之有线 双绞线
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，前者线径细而后者线径粗 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