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图1-14 电信领域使用的电磁波的频谱
1.地面微波接力
由于微波在空间是直线传输的,而地球的表面是个曲面,因此在正常情况下,其传输距离受到较大限制,只有50km左右。如果采用100m高的天线塔进行信号传递,则其传输距离可大大增加。但为了实现更远距离的通信,必须在一条无线电通信信道的两个终端之间建立若干中继站。中继站把前一站送来的信号经过放大后再送到下一站,故称为“信号接力”。如图1-15所示为地面微波接力示意图。
图1-15 地面微波接力示意图
微波接力通信的优点是频带宽、信道容量大、初建费用小,既可以传输模拟信号,又可传输数字信号;其缺点是方向性强(必须直线传播)、隐蔽性和保密性较差,且相邻站点之间必须直通,不能有障碍物。
微波数据系统无论大小,安装时都比较困难,需要有良好的定位,并要申请许可证。数据传输速率一般取决于频率范围,小型的通常为1~10Mb/s,衰减程度随信号频率和天线尺寸而变化。对于高频系统,长距离传输会因雨天或雾天而增大衰减。近距离对天气的变化不会有什么影响。无论近距离还是远距离,微波对外界干扰都非常灵敏。
2.卫星通信
卫星通信是在地球站之间利用位于36 000km高空的人造同步地球卫星作为中继器的一种微波接力通信,如图1-16所示。
在卫星通信系统中,由于通信卫星发出的电磁波覆盖范围广,跨度可达18 000km,覆盖地球表面差不多1/3的面积。因此,3个这样的通信卫星就可以覆盖地球上的全部通信区域,这样地球各地面站间就可以任意通信了。
卫星通信可以跨越陆地和海洋。由于信号传输的距离相当远,所以会有一段时间的传播延迟。延迟时间短的为500ms,大的则为数秒。(www.chuimin.cn)
卫星通信的优点是容量大、可靠性高,通信成本与两站点之间的距离无关,传输距离远,覆盖面广,并具有广播特征。而其缺点是一次性投资大、传输延迟时间长。
图1-16 卫星通信
3.红外系统
红外系统采用发光二极管(LED)或激光二极管(ILD)来进行站与站之间的数据交换。红外设备发出的光非常纯净,一般只包含电磁波或小范围电磁频谱中的光子。传输信号可以直接或经墙面、天花板反射后,被接收装置收到。
红外信号没有能力穿透墙壁和一些其他固体,每一次反射都要衰减一半左右,同时红外线也容易被强光源给盖住。红外波的高频特性可以支持高速度的数据传输,它一般可分为点到点红外系统与广播式红外系统两类。
(1)点到点红外系统
点到点红外系统是人们最熟悉的,如常用的遥控器。红外传输器使用光频(100GHz~1000THz)的最低部分。除了高质量的大功率激光器较贵外,一般用于数据传输的红外装置都非常便宜,它的安装必须精确到绝对的点对点。
点到点红外系统的数据传输速率一般为每秒几千比特,根据发射光的强度、纯度和大气情况,衰减有较大变化,一般距离为几米到几千米,聚焦传输具有极强的抗干扰性。
(2)广播式红外系统
广播式红外系统是把集中的光束以广播或扩散方式向四周散发,这种方法也常用于遥控和其他设备上。利用这种设备,一个收发设备可以与多个设备同时通信。
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