卫星通信原理及应用论文

卫星通信原理及应用论文

利用通信卫星和广播卫星传输电话和广播电视节目是卫星应用技术的重大发展。那么，通信卫星是怎样工作的呢？
卫星通信系统是由通信卫星（空间部分）和通信地面站（地面部分）两大部分构成的。在这一系统中，通信卫星就是一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下，视野开阔，只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。
通信卫星工作的基本原理是：从一个地面站发出无线电信号，这个微弱的信号被卫星通信天线接收后，首先在通信转发器中进行放大，变频和功率放大，最后再由卫星的通信天线把放大后的无线电波重新发向另一个地面站，从而实现两个地面站或多个地面站的远距离通信。例如一位在亚洲的用户要通过卫星与大洋彼岸的美洲另一位用户打电话，就要先通过长途电话局把用户电话线路与卫星通信系统中的地面站连通，地面站把电话信号发射到卫星，卫星接到这个信号后通过功率放大器，将信号放大再转发到大西洋彼岸的地面站，地面站把电话信号取出来，送到受话人所在的城市长途电话局转接用户。
电视节目的转播与电话传输相似。但是由于各国的电视制式标准不一样，在接收设备中还要有相应的制式转换设备，将电视信号转换为本国标准。电报、传真、广播、数据传输等业务也与电话传输过程相似，不同的是需要在地面站中采用相应的终端设备。
随着航天技术日新月异的发展，通信卫星的种类也越来越多。按服务区域划分，有全球、区域和国内通信卫星。按用途分，有一般通信卫星、广播卫星、海事卫星、跟踪和数据中继卫星以及各种军用通讯卫星。

摘自：lanyue

卫星通信技术基本原理

一、卫星通信的基本工作原理

卫星通信简单地说就是利用卫星在空间做信号反射的作用将一个地面站的信号传输到另一个地面站，就如同镜面反射的道理类似。

镜面反射原理如图3-3所示。

面状覆盖：由于反射面远在太空，所以其覆盖面是地球表面广阔的区域（图3-4）。

卫星通信和地面有线通信不同的就是卫星传输的每一路无线信号都是单独占用一段空间无线频率的，例如做双向2M 通信的A、B 两点卫星站将占用4M的空间带宽，其中2MHz频率用于从A 点往B 点发射信号、另2MHz频率用于从B点往A点发送信息，一般情况下这两个频率是不可重复的。

图3-3 镜面反射原理

图3-4 面状覆盖

二、同步卫星通信特点

通信卫星是围绕地球运行，其运行轨迹是圆形或椭圆形的，而卫星运行轨道的平面是一定通过地球球心的。卫星运行轨道面与地球赤道平面的夹角“i”就叫做卫星轨道倾角。

i=0°时为赤道轨道、i=90°时为极地轨道，其他倾斜角时为倾斜轨道。

卫星通信中最长用到的是静止轨道卫星也就是同步轨道卫星，它采用的就是赤道轨道，其特点如下（图3-5）：

1）同步轨道卫星在地球赤道的上方36000km;

2）地球赤道的周长约为40000km;

3）星与星间最安全的距离为2.5°。

用同步卫星做通信时，信号往返一次地面到卫星需要传输7万多千米，而电磁波的传输速度为30×104km/s，因此卫星通信信号的传输是一定会有时延的（图3-6）。卫星通信传输的信号做一次地面到卫星的往返就叫做信号一跳，信号一跳的传输时延：0.25s/跳。

图3-5 同步轨道卫星

图3-6 卫星通讯的信号时延

可以根据卫星信号的传输方式来确定卫星通信的方式：

1）双跳方式：信息从源地址经卫星中继后先到达一个中转卫星站（一般为网管主站）；再次经卫星中继后才到达目的地址卫星通信系统。

2）单跳方式：信息从源地址经卫星中继后直接到达目的地址的卫星通信系统，用户站通过主站进行呼叫建立。

用户间的通信是独立完成的。

卫星通信的频段特点如下（图3-7）：

图3-7 卫星通信的频段及频率范围

1）L波段：L波段资源十分匮乏，只有少数的应用系统能用到，如海事卫星、GPS、北斗卫星等，用户上传的数据速率有限，可用于数据量极小的短信、遥测和文本传送等。

2）C波段：C波段频率较低，受雨雾天气的影响较小，信号覆盖均匀，对于国内内陆以外区域应用较为理想；它的不足之处是天线系统体积庞大，受地面微波通信等设备的干扰可能性大，国家对C波段卫星站点建设仍有较严格的技术要求。

3）Ku波段：Ku波段频率稍高，它的天线设备体积比C波段的要小很多，它的信号覆盖有很强的针对性，在我国沿海海域，近海应用还可以，但到了远洋海域要实现通信就比较困难了，相对C波段来说，Ku波段抵抗雨雾衰耗能力要弱，一般来说，在遇到大雨以上的天气时有通信中断的可能。

4）Ka波段：目前只有由泰国某集团控制的IPStar卫星通信系统使用这个频段，而且只用于从卫星控制中心到卫星的部分，用户部分还是使用Ku频段。

目前在国内使用最多的是Ku波段卫星，对Ku波段卫星通信影响最大的就是气候原因，如下雨天（图3-8）。

图3-8 气候对卫星通信的影响

三、卫星通信的多址技术概念介绍

卫星通信时从多个不同的地面站发往卫星的射频信号需要在卫星转发器上进行射频信道复用。为了共用一颗卫星同时进行多边通信，要求各地面站发射的信号在转发器上互不干扰。为此，就需要事先规定和划分好传输信息所必需的频率、时间、波形和空间等，并合理地分配给进行通信的各个地面站。这种以不同的划分方式应用在通过卫星建立多个站点间通信的技术就叫做多址技术。

目前可应用的多址技术有：频分多址（FDMA/SCPC）；时分多址（TDMA）；码分多址（CDMA）；空分多址（SDMA）。

1）频分多址（FDMA/SCPC）：是按频率划分空间资源的方式，就是各个地面站分配不同的工作频率，使其工作时互不干涉。常见的成熟系统代表如 Comtech的Vipersat系统。

2）时分多址（TDMA）：是一种给每个地面站规定工作时隙的空间资源分配方式，各个地面站工作在同一频率上，只是不同的站在规定好的不同时间分别使用频率而互不干涉。常见的成熟系统代表如Linkstar、iDirect系统。

3）码分多址（CDMA）：是一种给各个地面站分配一个专属的地址码的扩频通信多址方式。工作时所有地面站可以不受发射时间和频率的限制（可以相互重叠），只是接收端会根据匹配的地址码收取信息。

4）空分多址（SDMA）：是一种按地域划分空间波束覆盖的技术，就是由卫星发出的是多个窄波束，分别指向不同的空间区域，这样就可以不同区域里使用同样的频率进行工作，也不受时间限制，但在同一波束里工作的地面站还是必须采用FDMA/TDMA/CDMA中的一种方式来划分使用的资源，以使工作互不干涉。常见的成熟系统代表如iPstar系统。

四、如何查看和利用卫星覆盖图——典型的卫星覆盖图案例介绍

卫星EIRP覆盖和G/T覆盖示意图是我们进行设备配置及链路计算时经常要用到的，从卫星信号覆盖图上可以查到卫星公司提供的相应卫星在各地接收及发射信号的相对能力强弱情况。通过EIRP信号覆盖示意图（图3-9），可以考察卫星转发下来的信号在各地覆盖强弱关系，图中等值线标值越高代表信号强度越大，相应地在该地可配置的天线口径就可以相对减小；通过G/T信号覆盖示意图（图3.10），可以考察卫星针对各地上行信号的接收灵敏度，同样图中等值线标值越高的地方表示在需要同等发射能力的情况下可以配置相对较小的功放。

具体精确的天线及功放配置需要通过卫星公司做专业的链路计算得到，但相对关系可以通过覆盖图得到。例如，在EIRP值为52、D/T 值为5的地区（参考地区：北京）配置了一面2.4m天线、16W 功放；如果需要按同样的发射接收能力在EIRP值为49、D/T值为2的地区（参考地区：呼和浩特）配置天线和功放，需要相应改为3.7m 天线和32W功放。

图3-9 卫星EIRP覆盖示意图（dBW）

图3-10 卫星G/T覆盖示意图（dB/K）

互联网接入技术论文(2)

　　互联网接入技术论文篇二
　　移动互联网接入 网络技术

　　摘 要：移动互联网是当前信息技术领域的热门话题之一，而接入网络则是移动互联网的重要基础设施。对目前的接入网络技术：卫星通信网络、无线城域网、无线局域网、无线个域网、蜂窝网络的特点及应用进行了分析，提出了接入网络技术未来的发展趋势是各种网络的融合演进， 报告 了异构 无线网络 融合的特点及应用。

　　关键词：移动互联网 接入网络技术

　　中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章 编号：1672-3791(2013)03(b)-0009-02

　　移动通信技术和互联网技术是信息技术领域中重要的组成部分，这两项技术的发展直接影响着人们的生活和工作方式。移动互联网是一个新型的融合型网络，是移动通信技术和互联网技术充分融合的产物。在移动互联网环境下，人们可以通过智能手机、PDA、车载终端等设备通过移动网访问互联网，随时随地的享受互联网提供的服务。

　　2011年中国工业和信息化部电信研究院在《移动互联网白皮书》中指出：“移动互联网是以移动网络作为接入网络的互联网及服务，包括三个要素：移动终端、移动网络和应用服务[1]。”简而言之，移动终端是移动互联网的前提，接入网络是移动互联网的基础，而应用服务则成为移动互联网的核心。本文详细描述了接入网络技术的现状及发展趋势。

　　1 接入网络技术现状

　　现有的无线接入网络主要有五类：卫星通信网络、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)、蜂窝网络(2G网络、3G网络等)[2]。它们在带宽、覆盖、移动性支持能力和部署成本等方面各有利弊。

　　1.1 卫星通信网络

　　1.1.1 概述

　　简单来讲，卫星通信就是把卫星作为中继站，在地球上(包括地面和低层大气中)的通信站点间进行通信。卫星和地球站就是卫星通信系统的重要组成部分。卫星通信新技术主要包括VSAT系统，即甚小口径终端;中低轨道的移动卫星通信系统等。

　　1.1.2 特点及应用

　　卫星通信具有通信区域大、距离远、频段宽、容量大的特点，即只要是在卫星发射电波覆盖范围内的任意两点间，都可以互相通信。其次，卫星通信的可靠性高、质量好、噪声小、可移动性强，即不容易受自然灾害的影响;但是，卫星通信存在传输时延大、回声大、费用高的问题[3]。

　　目前，卫星通信主要用于电视广播、远距离的越洋电话、军事通信、应急通信等。卫星通信作为一种特殊的通信技术，其基本定位必然是地面系统的有效支持、补充与延伸[4]，对于农村及偏远地区的通信发挥重要的作用，使实现全球通信海陆空一体化的无缝覆盖成为可能。卫星通信的广播与多播等技术优势，结合现代Internet技术，在地面互联网络拥塞的状态下，可充分发挥以IP为基础的多媒体远距离传送与高速连接，将宽带高速数据业务进行有效地传送。伴随着移动互联网的发展，卫星通信与3G、4G技术的相互融合将成为卫星通信发展的必然趋势。

　　1.2 无线城域网(WMAN)

　　1.2.1 概述

　　无线城域网主要用于解决整个城市区域的接入问题，以微波等无线传输为介质，以无线方式为主要接入手段，提供同城数据高速传输，以及 其它 如图像、视频等多媒体通信业务和Internet接入服务[5]。而WiMax是受到较多关注的无线城域网通信技术。WiMax(World Interoperability for Microwave Access)即全球微波互联接入，是一项基于IEEE 802.16标准的无线接入技术[6]，它采用有线方式为企业、家庭提供“最后一英里”的无线接入。覆盖范围大于无线局域网，可以覆盖几千米到几十千米的范围。

　　1.2.2 特点及应用

　　WiMax具有传输距离远、覆盖面积大、接入速度快等特点。WiMax所能实现的50 km的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍[7]，最高接入速度70M是3G所能提供的宽带速度的30倍。此外，WiMax具有高效、灵活、经济的组网方式，以及较为完备的Qos机制。支持移动和固定宽带无线接入的特点，使它集成了无线接入技术的移动性与灵活性以及DSL等传统宽带接入技术的高带宽特性，为用户提供了优良的最后一公里网络接入服务及广泛的多媒体通信服务。但是，WiMax技术目前无法支持用户在移动过程中无缝切换。性能与3G的主流标准相比，仍存在差距。

　　基于WiMax特点，它可以被用于远程医疗卫生、远程 教育 、物流、金融、交通等行业，提供一定条件下的高速数据通信服务。从业务应用来看，WiMax在逐步实现宽带业务的移动化，而3G实现的是移动业务的宽带化。越来越多的多媒体通信服务大量消耗现有的3G网络资源，使网络的建设投资远远超过了收入的增加。WiMAX可以在保证服务质量的基础上，有效降低运营成本。WiMax不可能完全取代3G，但是WiMax在以IP为主的高速数据应用方面的优势使它成为了3G网络的补充手段，两种网络的融合程度会越来越高。

　　1.3 无线局域网(WLAN)

　　1.3.1 概述

　　无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)是工作于2.5 GHz或5 GHz频段，以无线、或无线与有线相结合的方式构成的局域网。它利用射频技术及简单的存取架构取代传统电缆线，以提供传统有线局域网的功能，是非常便利的数据传输系统。简而言之，无线局域网仍然是以有线局域网为基础的，它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点(AP)、无线网桥、无线网卡等设备构建了无线通信网络[8]，是有线局域网的扩展和替换。

　　1.3.2 特点及应用

　　无线局域网具有布网便捷，网络规划调整可操作性强，网络易于扩展的特点。只需要一个或多个接入点设备，就可以搭建覆盖整个区域的网络，搭建网络所需的基础设施也不需要隐藏在地下或墙里，便于网络优化配置、改造和维护。只要在无线信号能够覆盖的范围内，用户都可以在任意位置接入网络，并随时改变位置，具有较强的灵活性和移动性。由于无线局域网多采用无线电波作为传输介质以及其工作在S频段的特点，使其具备良好的抗干扰性和保密性，不会对人体造成辐射伤害。但是任何障碍物都会成为电磁传播的阻碍，任何外部其他电信号都会成为局域网的干扰源。所以，无线局域网在性能、速率、安全性方面还有一定的不足之处。 　　无线局域网的最大传输速率为54 Mbit/s[9]，较适合应用于有限空间、小规模网络等，如机场贵宾厅、股票大厅。其次，对于难以进行有线网络布线的环境、需要暂时使用网络的环境、实时通信要求很高的特殊场合，如人迹罕至的边关、港口等都有较好的应用。无线局域网并不能作为一个完备的全网解决方案，但是随着无线局域网技术的成熟应用，它可以与广域网结合为用户提供移动互联网应用，成为3G网络有益的补充。

　　1.4 无线个域网(WPAN)

　　1.4.1 概述

　　无线个域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)是面向特定群体活动半径小、业务种类丰富、无缝连接的新兴无线通信技术，相对于无线广域网、无线城域网、无线局域网，它的覆盖范围更小，进而有效全面解决“最后几米电缆”的问题。目前，蓝牙(Bluetooth)是WPAN应用的主流技术，其它的还有家庭射频(HomeRF)、红外技术(IrDA)、射频识别(RFID)、超带宽(UWB)等。

　　1.4.2 特点及应用

　　无线个域网具有低功耗、低成本、体积小等特点。设备与组网都简单方便、易于操作，且支持点对点、点对多点的应用。WPAN所覆盖的范围一般在10 m半径以内，是短距离、个人专用的无线网络。具有代表性的Bluetooth技术，在全球范围内的可操作性都很强，因为其使用了2.4 GHz频段在全球都是可以自由使用的有效频段。通过鉴权、加密等 措施 确保设备识别码在全球的唯一性和设备的安全性。但是WPAN的技术标准多样，都需要不断的完善和创新。

　　WPAN主要应用于个人、家庭和办公设备的无线通信，它可以在小范围内将各种移动通信设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统(例如数字照相机、数字摄像机等)甚至各种家用电器，使用一种廉价的无线 方法 建立它们之间的信息传输[10]。WPAN可以使用户随时随地的进行设备间的无缝通讯，可以通过移动网络、局域网、城域网方便快捷的接入到互联网Internet。未来，WPAN和WLAN一起为用户提供完备的短距离无线通信环境。

　　1.5 蜂窝网络

　　1.5.1 概述

　　蜂窝网络是把移动电话的服务区分为一个个正六边形的小区，每个小区设置一个基站，这样的结构酷似一个个“蜂窝”。 蜂窝技术是移动通信的基础，所以把这种移动通信方式称为蜂窝移动通信。蜂窝移动通信系统由移动站、基站子系统、网络子系统组成，采用蜂窝网络作为无线组网方式，通过无线信道将移动终端和网络设备进行连接，使用户在移动中进行语音、数据通信业务。

　　1.5.2 特点及应用

　　宏蜂窝、微蜂窝是蜂窝移动通信系统应用较多的蜂窝技术，宏蜂窝覆盖半径大，多在1～25 km，但是存在盲区，小区半径缩小时会产生干扰。微蜂窝相对于宏蜂窝覆盖范围小，一般覆盖半径为30～300 m，传输功率低、安装方便灵活，主要用于提高覆盖率和容量，作为宏蜂窝的补充和延伸，为用户提供更好的网络覆盖。它的主要特征是终端的可移动性，并具有成熟的切换和漫游方案，频率复用技术、多址技术、移动性管理技术促进了移动通信业务的发展。伴随着网络的发展，蜂窝网络从第一代蜂窝移动通信系统发展到现在的第三代蜂窝移动通信系统(3rd Generation，3G)，成为实现网络融合和业务融合的统一平台，也是公认的下一代网络的核心网架构。3G网络把语音通信和多媒体通信巧妙结合，能支持更多的用户，提供更高的数据传输速率。如HSPA的速率已经达到7.2 Mbit/s。但高成本、低带宽的问题越发凸显。

　　蜂窝系统或许是当今社会最重要的通信媒体。目前，3G网络可以为用户提供丰富的应用服务，除电信业务、承载业务在内的基本业务外，还可以提供如呼叫前转、呼叫等待、多方通话等补充业务。支持的增值服务应用包括网页浏览、图像、音乐、移动游戏、移动冲浪、视频会议、视频点播、各类信息服务等。

　　2 接入网络技术发展趋势

　　目前的接入网络技术能为用户提供丰富的通信接入手段以及无处不在的接入网络服务，但是各有利弊。例如，蜂窝网络覆盖的范围大，移动性管理技术成熟，但带宽低、建设成本高;相反，WLAN高带宽、低成本，但其覆盖范围有限。为解决此问题，需要充分利用不同网络技术的互补性，网络的融合将成为促进移动互联网未来发展的关键要素，接入网络正在经历一个动态的转型过程，异构无线网络融合应运而生。

　　2.1 定义

　　异构网络是一种网络的类型，是不同的计算机、手持终端等网络设备及相关系统组成，运行在不同的协议上，支持不同的功能和应用。异构无线网络融合是将现有的多种无线接入技术有机的进行结合，符合下一代无线通信网络(4G网络)中多系统融合演进的设计思路和发展方向。

　　2.2 特点及应用

　　异构无线网络融合技术具有成本低、风险低的优点，它是现有接入技术的融合，可以充分利用现有网络资源，降低建设运营成本。其次可以增加网络的覆盖范围，利用不同接入技术的特点使网络进行有效地延伸。对于用户来说，可以享受更加全面、丰富、便捷的移动互联网服务，是下一代网络发展的必然趋势。

　　近年来，业界和学术界不断的在进行异构无线网络融合的应用研究，BARWAN计划提出并实现了多模移动终端在无线局域网和无线广域网之间的垂直切换方案。ETSI和3GPP对3G网络与WLAN之间的互连互通进行了深入的应用研究[2]。MOBYDICK对IPv6网络中WLAN和移动网络的融合应用进行了探讨。国内各运营商为缓解大量数据业务对3G网络的冲击，也开始进行网络的改造，主要是把3G+WLAN方式应用到网络中，例如将WLAN作为3G网络的一个无线接入网，通过网关连接到3G核心网[2]，共享核心网络提供的计费认证功能及信令协议，实现WLAN和3G网络的互联互通，以促进移动互联网的发展。但是，异构无线网络融合还存在很多需要解决的问题，比如各种接入网络的互联互通问题、无缝切换等移动性管理问题，网络中各个功能实体的位置及网络架构也直接决定了网络的融合程度及实际应用效果。 　　3 结语

　　移动互联网可以提供除传统互联网迷你主页之外的几乎所有业务，在韩国、日本等应用较好的国家，移动互联网的ARPU值可以达到10美元[11]。截至2012年6月底，中国手机网民规模达到3.88亿，相比台式电脑上网的3.80亿，手机首次超越台式电脑成为第一大上网终端。手机视频用户规模激增，已经超过一亿人。手机微博用户涨幅明显，使用率提升5.3个百分点至43.8%[12]。种种数据表明，“无处不在的网络、无所不能的业务”已深入人心。

　　伴随着用户规模的快速增长，移动互联网产业将飞跃式的发展，必将推进接入网络技术的融合演进，各种无线网络接入形式和应用成为研究和开发的 热点 。相信未来各种独立的无线网络将与整个有线Internet相互联，为用户提供覆盖范围更广，应用更丰富，服务更完善的下一代移动互联网服务。

　　参考文献

　　[1]移动互联网白皮书[R].北京：工业和信息化部电信研究院，2011.

　　[2]罗军舟，吴文甲，杨明.移动互联网：终端、网络与服务[J].计算机学报，2011(11)：30-51.

　　[3]张更新.VSAT卫星通信[J].电信科学，1996(7)：54-61.

　　[4]陈如明.卫星通信存在的问题、进展与发展前景[J].世界电信，2001(11)：3-7.

　　[5]王骊波.宽带无线城域网的设计[J].西安邮电学院学报，2000(9)：26-29.

　　[6]曾春亮，张宁，王旭莹.WiMAX/802.16原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2007.

　　[7]孙哲.无线城域网通信技术IEEE802.16协议架构及技术特点[J].计算机光盘软件与应用，2011(22)：9-10.

　　[8]陈锦山.无线局域网的现状及前景展望[J].电子商务，2007(5)：53-55.

　　[9]李妍.无线局域网技术探讨[J].电大理工，2011(6)：36-37.

　　[10]蔡骏.无线个域网(WPAN)协议概述[J].广东通信技术，2002(12)：21-23.

　　[11]杨庆广.3G催熟移动互联网 商业模式 需创新[J].中国电子报，2007(10)：5-7.

　　[12]第30次中国互联网络发展状况统计报告[R].北京：中国互联网络信息中心，2012(7).

　　
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数据通信技术的研究
论文关键词:数据通信;原理;分类

论文摘要:随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
　　
　　
　　数据通信是以“数据”为业务的通信系统,数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展,以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式,它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。
　　
　　1通信系统传输手段
　　
　　电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。
　　微波中继通信:比较同轴,易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制,通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量,可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。
　　光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的,具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输,并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤,每路光纤通话路数超过万门,光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来,光纤通信技术发展迅速,并有各种设备应用,接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。
　　卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。
　　移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。
　　
　　2 数据通信的构成原理
　　
　　数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成,如果传输信道为模拟信道,DCE通常就是调制解调器(MODEM),它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道,DCE的作用是实现信号码型与电平的转换,以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接,通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。
　　
　　3 数据通信的分类
　　
　　3.1 有线数据通信
　　数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路,即用户环路的传输也应该是数字的,但实际上也有普通电缆和双绞线,但传输质量不如前。
　　分组交换网。分组交换网(PSPDN)是以CCITTX.25建议为基础的,所以又称为X.25网。它是采用存储——转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群体,在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路,为多个用户同时使用,网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能,但网络性能较差。
　　帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内,加上寻址和控制信息后在网上传输。
　　3.2 无线数据通信
　　无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输,因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的,因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说,移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联,把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户4网络及其协议
　　
　　4.1计算机网络
　　计算机网络(ComputerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享,如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都市网,它的覆盖范围一般为一个城市,方圆不超过10-100公里;局域网的地理分布则相对较小,如一栋建筑物,或一个单位、一所学校,甚至一个大房间等。
　　局域网是目前使用最多的计算机网络,一个单位可使用多个局域网,如财务部门使用局域网来管理财务帐目,劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。
　　4.2网络协议
　　网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。
　　TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议(Transport Control Protocol)和因特网协议(InternetProtocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性,现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:网络接口层:负责接收和发送物理帧;网络层:负责相邻节点之间的通信;传输层:负责起点到终端的通信;应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。
　　目前的IP协议是由32位二进制数组成的,如202.0.96.133就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址,在整个因特网上IP地址是唯一的。
　　
　　5 结语
　　
　　总之,随着因特网技术的不断发展,数据通信技术将得到越来越广泛的应用,在数据通信的新技术、新设备不断涌现的今天,学习、了解和掌握数据通信技术显得尤为重要。