现代通信技术考试知识点教学内容.docx

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现代通信技术考试知识点教学内容

第一章

1、通信的概念和目的

答：

信息传递和交换的过程即为通信。

目的：

完成从一地到另一地的信息的传递和交换。

2、通信系统模型框图以及其中六部分的功能

模型中各部分的功能如下：

（1）信源：

是指发出信息的信息源，或者说是信息的发出者。

（2）变换器：

变换器的功能是把信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。

（3）信道：

信道是信号传输媒介的总称。

（4）反变换器：

反变换器是变换器的逆变换。

（5）信宿：

是指信息传送的终点，也就是信息接收者。

（6）噪声源：

噪声源并不是一个人为实现的实体，但在实际通信系统中又是客观存在的

3、通信分类

答、按传输信号形式不同：

模拟通信和数字通信

按信道具体形式：

有线通信和无线通信

按通信工作频率：

长波、中波、短波、微波、光通信

按通信具体业务与内容：

语音、图像、多媒体、无线寻呼、可视电话、电报等。

按收信者是否在运动中完成通信：

移动、固定

4、通信传输方式

答、按消息传送的方向与时间分类，单工、半双工和双工通信。

按数字信号排列顺序不同分类，串序传输和并序传输。

按通信的网络形式不同分类，两点间直通方式、分支方式和交换方式。

5、衡量通信质量好坏的指标

答、衡量通信质量的好坏主要有两个指标：

有效性和可靠性。

有效性指通信系统中信息传输的快慢问题，可靠性指信息传输的好坏问题。

模拟通信系统中，有效性用单位时间内传送信息量的多少来衡量，可靠性用信噪比或均方误差来衡量。

数字通信系统中，有效性用码元传输速率、信息传输速率、消息传输速率等传输速率来衡量，可靠性用误码率、误比特率等来衡量。

第二章

1、什么是光纤通信，光纤通信的工作区域

答、利用光导纤维传输光波信号的通信方式，称为光纤通信。

光纤通信的工作区域在近红外区，其波长是0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。

2、光纤通信的优缺点

答、优点：

传输频带宽，通信容量大中继距离远抗电磁干扰能力强，无串话

缺点：

光纤在生产过程中光纤表面存在微裂纹，从而使光纤的抗拉强度低；

光纤的连接比较困难，必须使用专门的工具和仪表；

光分路、耦合不是十分方便；

光纤弯曲半径不能太小等。

这些缺陷的影响在实际工程和维护工作中都可以避免或解决。

3、光纤通信系统的组成，及每部分的功能

答：

基本单元为三个部分：

光发射机、光纤和光接收机。

光发射机由半导体光源（核心）、驱动器和调制器组成，其功能为将待发送的电信号进行电/光转换，并将转换出的光信号最大限度的注入光纤中进行传输。

光源采用半导体发光二极管LED（荧光）或者半导体激光二极管LD（激光）。

光纤在实用系统中一般以光缆的形式存在；其功能为把来自光发送机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。

光接收机由光检测器、放大电路和信号恢复电路组成，其功能为将光纤传来的光信号进行光/电转换，并对转换出的电信号进行放大和恢复。

4、光纤的结构

答、目前通信用的光纤大多采用石英玻璃（SiO２）制成的横截面很小的双层同心圆柱体，未经涂覆和套塑时称为裸光纤

5、光纤的分类：

按折射率分布、按传输模数

答、按照折射率分布不同来分通常采用的是阶跃型光纤和渐变型光纤两种。

按照传输的总模数来分分为单模光纤和多模光纤

6、对光纤导光原理的分析可用哪两种方法？

答、分析光纤的导光原理，一般可采用两种方法：

一是波动理论法，一是射线法。

波动理论法：

根据电磁场理论，用麦氏方程求解光纤的场方程、特征方程，根据解答式分析其传输特性的方法；

射线法：

将光波看成一条条光射线。

用光射线来研究光波传输特性的方法，称为射线法

7、光波的全反射条件

答、n1＞n2；90°＞θ1＞θc

8、数值孔径、相对折射指数差（计算）

答、相对折射指数差

n１和n２差的大小直接影响着光纤的性能，我们引入相对折射指数差这样一个物理量来表示它们相差的程度，用Δ表示，即

当n１与n２的差别极小时，这种光纤称为弱导波光纤，经过简单推导，可知其相对折射指数差可用近似式表示：

②数值孔径

数值孔径是表示光纤捕捉光射线能力的物理量。

数值孔径用NA表示。

根据折射定律，经过推导可得出它的表示式为：

9、渐变型光纤的自聚焦

答、在渐变型光纤中，不同射线具有相同轴向速度的这种现象，称为自聚焦现象，具有这种自聚焦现象的光纤称为自聚焦光纤。

10、单模光纤的传输条件

答、Vc（LP01）＜V＜V（LP11）即0＜V＜2.40483

11、光纤的损耗特性和色散特性的定义和分类以及表示方法

答、光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，光功率逐渐下降，这就是光纤的传输损耗。

光纤本身损耗的原因，大致包括两类：

吸收损耗和散射损耗

光纤的色散就是由于光纤中光信号中的不同频率成分或不同的模式，在光纤中传输时，由于速度的不同而使得传播时间不同，因此造成光信号中的不同频率成分或不同模式到达光纤终端有先有后，从而产生波形畸变的一种现象。

从光纤色散产生的机理来看，它包括模式色散、材料色散和波导色散三种。

表示方法：

色散的大小用时延差来表示。

时延：

信号传输单位长度时，所需要的时间。

时延差：

不同速度的信号，传输同样的距离，所需时间不同，即时延不同，这种时延上的差别为时延差，用Δτ表示。

其单位为ps/km·nm。

时延差可由信号中的不同频率成分引起，也可由不同的模式成分引起。

12、光缆的典型结构有哪些？

答、光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般可以分为层绞式、骨架式、束管式和带状式四种

我国及欧亚各国用的较多的是传统结构的层绞式和骨架式两种。

13、光源和光电检测器的作用是什么？

常用的光源和光电检测器有哪些？

答、光源是将电信号转换为光信号，主要光源有半导体激光器和半导体发光二极管

光电检测器是将接收到光信号转换为电信号，光纤通信所用的光电检测器是半导体光电二极管

14、激光器的三个组成部分

答、能够产生激光的工作物质；能够使工作物质具有放大作用的激励源；能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。

15、光源的调制方式有哪些？

答、根据光源与调制信号的关系，可以将光源的调制方式分为直接调制方式和外部（或间接）调制方式。

所谓直接调制方式，是指直接将调制信号施加在光源上来完成光源参数的调制过程。

所谓间接调制方式，是指不直接调制光源，而是在光源输出的通路上外加调制器来对光波进行调制。

16、光纤通信对线路码型的要求是什么？

常用的有哪些？

答、选择线路码型应满足下面要求：

（1）应避免在信码流中出现码流中长串的连“1”或连“0”码。

若出现此种情况，定时信息将会消失，使接收机定时信息提取产生困难。

（2）尽量减少信码中直流分量的起伏。

简单的单极性码流中有直流成分，且当码流中“0”与“1”作随机变化时直流成分也作随机变化，从而给判决和再生带来困难。

（3）能进行在不中断业务的条件下检测线路的BER。

除此之外线路码速比标准码速尽量增加要小，对高次群光纤通信系统特别重要。

还应具备电路简单等特点。

分组码、插入比特码

17、光纤通信系统的设计包括哪两个方面？

系统的传输性能指标是哪两个？

答、光纤通信系统的设计包括两方面的内容：

工程设计和系统设计。

误码性能抖动性能 

18、掺铒光纤放大器的工作原理和组成部分

答、工作原理：

在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：

基态E1、亚稳态E2和激发态E3。

当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大。

组成部分：

掺铒光纤：

当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，Er3+从低能级被激发到高能级上，由于在高能级上的寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较低能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。

半导体泵浦二极管：

为信号放大提供足够的能量，使物质达到粒子数反转。

光耦合器：

将信号光和泵浦光合路进入掺铒光纤中。

光隔离器：

使光传输具有单向性，放大器不受发射光影响，保证稳定工作。

19、波分复用的原理

答、光波分复用的基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合进光缆线路上同一根光纤中进行传输，在接收端将组合波长的光信号进行分离（解复用），并作进一步处理后恢复出原信号送入不同终端。

20、同步数字体系的特点和帧结构

答、特点：

SDH网是由一系列SDH网元（NE）组成的，是一个可在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。

它有全世界统一的网络节点接口（NNI）

它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传输模块STM-N。

它具有一种块状帧结构，在帧结构中安排了丰富的管理比特，大大增加了网络的维护管理能力。

它有一套特殊的复用结构，可以兼容PDH的不同传输速率，而且还可以容纳B-ISDN信号，因而它具有广泛的适应性。

帧结构：

ITU-T采纳了一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构，如下图所示。

在STM-N帧结构中，共有9行，270×N列，每个字节=8比特，帧周期为125μs。

字节的传输顺序是：

从第一行开始由左向右，由上至下传输，在125μs时间内传完一帧的全部字节数为9×270×N。

第三章

1.移动通信的定义、目标、移动通信的特点、分类以及工作方式

通信双方或至少其中一方在移动环境下进行信息传递的通信方式，包括移动体之间或移动体与固定体之间的通信。

目标：

实现个人通信系统，无论任何人在任何时间在任何地点与任何一个人进行任何类型的通信

特点：

无线电波传播环境及其恶劣，易产生衰落现象；多普勒频移产生调制噪声；移动台受噪音的骚扰并在其干扰下工作；对移动台的要求高，通道容量有限；通信系统复杂

分类：

按使用对象分为：

军用移动通信和民用移动通信按使用环境分为：

陆地、海上和空中移动通信

按多址方式分为：

频分多址、时分多址和码分多址等按覆盖范围分为：

城域网、局域网和个域网

按业务类型分为：

话务网、数据网和综合业务网按服务范围分为：

专用网和公用网

按工作方式分为：

单工、双工和半双工按信号形式分为：

模拟网和数字网

2.小区形状、频率复用、区群条件

正多边形无空隙、无重叠小区覆盖的三种形状。

频率复用：

处在不同位置（不同小区）上的用户可以同时使用相同频率的信道。

可以极大地提高频谱利用率，用户容量大。

系统复杂，越区切换，漫游，位置登记；更新和管理以及系统鉴权等。

如果系统设计得不好，将产生严重的干扰。

区群条件：

区群内每个小区使用不同的频率>区群的形状能够无缝覆盖整个区域区群间同频小区的距离保持相等

3.多信道共用的概念，话务量、呼损率、信道利用率、通信容量的计算以及之间的关系

多信道共用：

在一个无线区内的n个信道为该无线区内所有用户共用，任何一个移动用户选取空闲信道以及占用时间均是随机的。

多信道共用可以大大提高信道利用率。

来度量通信系统业务量或繁忙程度的指标，分为流入话务量和完成话务量。

流入话务量是指单位时间内（1小时）进行的平均电话交换量。

取决于单位时间内平均发生的呼叫次数和每次呼叫平均占用信道时间。

A=S·话务量A是无量纲的量，命名为“爱尔兰”简称Erl。

例：

设在100个信道上，平均每小时有2100次呼叫，平均每次呼叫时间为2分钟，则这些信道上的呼叫话务量为

如果一个小时内不断地占用一个信道，则其呼叫话务量为1爱尔兰，是一个信道具有的最大话务量。

4.什么是多址技术，多址技术的分类

移动通信系统中是以信道来区分通信对象的，每个信道只容纳一个用户进行通话，许多同时通话的用户，相互以信道来区分，这就是多址技术。

当以传输信号的载波频率的不同划分来建立多址接入时，称