现代通信技术基础(蒋青主编)第3章全解

缆芯：由于光缆主要靠光纤来完成传 输信息任务的，因此缆芯是由光纤芯线组 成。它可分为单芯型和多芯型两种。单芯 型是指由单根光纤经二次涂覆处理后的光 纤组成；多芯型是指由多根光纤经二次涂 覆处理后的光纤组成。 加强元件：由于光纤材料质地脆，容 易断裂，为了使光缆便于承受敷设安装时 所加的外力等，在光缆的中心或四周要加 一根或多根加强元件。加强元件的材料可 用钢丝或非金属的合成纤维——增强塑料 （FRP）等。
较敏感，并且很难沿一条路径架设大量的 （成百对）线路，故目前已经逐渐被电缆 所代替。
2、对称电缆 对称电缆是由若干对叫做芯线的双导 线放在一根保护套内制成的。为了减小各 对导线之间的干扰，每一对导线都做成扭 绞形状的，称为双绞线。保护套则是由几 层金属屏蔽层和绝缘层组成的，它还有增 大电缆机械强度的作用。对称电缆的芯线 比明线细，直径约在0.4-1.4 mm，故其损 耗较明线大，但是性能较稳定。图3-2所 示为对称电缆实例图
第三章 信道与信道复用
3.1 3.2 3.3 3.4 通信信道 信道复用 码分复用（CDM） 数字复接技术
任何一个通信系统，均可视为由发送 端、信道和接收端三大部分组成。因此， 信道是通信系统必不可少的组成部分， 信道特性的好坏直接影响到系统的总特 性。 随着通信技术的发展和通信系统的广 泛应用，通信网的规模和需求越来越大。 因此系统容量就成为一个非常重要的问 题。一方面，原来只传输一路信号
利用人造的传输媒体来传输信号，如明线、 对称电缆、同轴电缆以及光缆等。无线信 道指利用电磁波在空间传播来传输信号， 包括地波传波、短波电离层反射、超短波 或微波视距中继、人造卫星中继等。
3.1.1 有线信道
在有线信道传输方式中，电磁波沿着 有线介质传播并构成直接信息流通的通路。 有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆 和光缆等。 1、明线 明线是指平行架设在电线杆上的架空 线路，如图3-1所示。它本身是导电裸线 或带绝缘层的导线。其传输损耗低，但是 易受天气和环境的影响，对外界噪声干扰
内，以增强传输能力；其中的几根电线则 用来传输控制信号或供给电源。
4、光纤和光缆 （1）光纤 传输光信号的有线信道是光导纤维， 简称光纤。光纤是由华裔科学家高锟 (Charles Kuen Kao)发明的。他于1966年 发表的一篇题为《适合于光频率的绝缘介 质纤维表面波导》的论文奠定了光纤发展 和应用的基础。因此，他被认为是“光纤 之父”。

的链路上，现在可能要求传输多路信号。 另一方面，通常一条链路的频带很 宽，足以容纳多路信号传输。所以，多路 独立信号在一条链路上传输，即多路通信 就应运而生了。 本章重点介绍信道和信道复用的基本 概念。
3.1 通信信道
信道是信息传输的通道。信道连接发 送端和接收端的通信设备，并将信号从发 送端传送到接收端，完成点对点通信。在 现代通信网中，信道作为传输链路可连接 网络节点的交换设备，从而构成多个用户 连接的网络。信号必须依靠传输媒介进行 传输。按传输媒介的不同，信道可以分为 有线信道和无线信道两大类。有线信道指
光纤是由两种不同折射率的玻璃材料 拉制而成。
仅有纤芯和包层的光钎是裸光纤。裸光纤 十分脆弱，并不实用，为了提高光纤的抗 拉力及弯曲强度，还需要在包层外加上一 层涂覆层，其作用是为了进一步确保光纤 不受外界的机械作用和吸收诱发微变的剪 切应力。实用的光纤一般在涂覆层的外面 再加一层套塑（也称两次涂覆）。
根据光纤中传输模式数量的不同，可 分为单模光纤和多模光纤。模式是指电磁 场的分布形式。单模光纤的纤芯直径小， 约为4μm～10μm，只能传输一种模式。 单模光纤传输频带宽、容量大，是当前应 用和研究的重点。多模光纤可传输多种模 式，多模光纤纤芯的直径约为50μm～ 75μm，多模光纤可以用于短距离、小容 量的局域网。
（2）光缆 为了使光纤能在工程中实用化， 能承 受工程中拉伸、侧压和各种外力作用，还 要具有一定的机械强度才能使性能稳定。 因此，将光纤制成不同结构、不同形状和 不同种类的光缆以适应光纤通信的需要。 ①光缆的基本结构 根据不同用途和不同的环境条件，光缆 的种类很多，但不论光缆的具体结构形式 如何，都是由缆芯、加强元件和护层组成。
3.1.2 无线信道 1、电磁波 在无线信道中，信号的传输是利用电磁 波在空间的传播来实现的。所谓电磁波， 简单地说，就是电和磁的波动过程，是向 前传播的交变的电磁场；或者说，电磁波 是在空间传播的交变电磁场。电磁波和我 们周围存在的水波、声波一样，都是一种 波动过程。所不同的是，人的眼睛可以看 到水波，耳朵可以听到声波。但我们既看 不见也听不到电磁波。
光纤是工作在光频下的一种介质波导， 它引导光能沿着轴线平行方向传输。光 纤的材料主要是石英玻璃，民间又称光 纤为石英玻璃丝，它的直径只有125μm ， 如同人的头发丝粗细。在通信中, 它与原 有传输线相比，是一种新型信息传输介 质，但它比原有传输线传送的信息量要 高出成千上万倍，可达到千兆比特/秒， 而且衰耗极低。
护层：光缆的护层主要是对已形成缆 的光纤芯线起保护作用，避免受外部机 械力和环境损坏。因此要求护层具有耐 压力、防潮、湿度特性好、重量轻、耐 化学浸蚀、阻燃等特点。光缆的护层可 分为内护层和外护层，内护层一般采用 聚乙烯或聚氯乙烯等，外护层可根据敷 设条件而定，可采用铝带和聚乙烯组成 的LAP外护套加钢丝恺装等。
光纤分类可依据材料、波长、传输模 式的数量、纤芯折射率分布、制造方法的 不同，将其分为多种。 根据光纤横截面上折射率分布的不同， 可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。阶跃型 光纤其纤芯的折射率均为常数，折射率在 纤芯与包层的界面上发生突变。渐变型光 纤纤芯的折射率随着半径的增加按接近抛 物线型的规律变小，至界面处纤芯折射率 等于包层的折射率。
3、同轴电缆 同轴电缆则是由内外两根同心圆柱形导 体构成的，在这两根导体间用绝缘体隔离 开。外导体自然应是一根空心导管，内导 体多为实心导线。在内外导体间可以填充 满塑料作为电介质，或者用空气作介质但 同时有塑料支架用于连接和固定内外导体。 由于外导体通常接地，所以它同时能够很 好地起到屏蔽作用。在实用中多将几根同 轴电缆和几根电线放入同一根保护套