远程教育中的信息传输技术

同步卫星通信系统 运动卫星通信系统 全球卫星通信系统 国际卫星通信系统 区域卫星通信系统 国内卫星通信系统
频分多址 时分多址 空分多址 码分多址 混合多址 特高频（UHF,300M~3GHz） 超高频（SHF，3GHz～30GHz） 极高频（EHF，30GHz～300GHz） 固定业务、移动业务、广播电视、科学实 验、气象、导航、军事等 46
（二）通信卫星
1、位置与姿态控制系统 2、天线系统 3、转发器系统 卫星中的通信系统称为卫星转发器，其主要功能是 收到地面发来的信号进行低噪声放大，然后混频， 混频后的信号再经过功率放大，再发射回地面。 4、电源系统和温控系统
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第三章 远程教育中的传输技术
（三）地球站的构成
地球站的构成： 天线、馈线设备、发射设备、接收设备、信道终 端设备、天线跟踪伺服设备、电源设备等。
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第三章 远程教育中的传输技术
（二）网络拓扑结构的升级改造
星形结构、树形结构、环形结构、星—树形结构
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第三章 远程教育中的传输技术
（二）网络拓扑结构的升级改造
1、星形结构
星形结构又分为单星形结构和双星形结构
接收端
发射端
光分路器 （光分配中心）
接收端
接收端
单星形结构
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第三章 远程教育中的传输技术
1、星形结构
接收端 接收端
发射端
传输干线 光分路器 （光分配中心）
光分路器 （光分配中心）
接收端
接收端
接收端
双星形结构
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第三章 远程教育中的传输技术
2、环形结构
光节点 分前端 主前端 光节点 分前端 光纤分配器 光纤分配器 光节点
同 轴 网 络
光节点
环形结构
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第三章 远程教育中的传输技术
3、星—树形结构 星—树形结构在干线上采用星形结构，在用户分 配网络上采用树形结构，这样就形成通常所说的 HFC（Hybrid Fiber Coaxial-cable同轴光纤混合 网）网络。
A1波段：Z1~Z7 A2波段：Z8~Z16 B波段：Z17~Z35
有线电视的波段划分
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第三章 远程教育中的传输技术
（二）前端系统
前端设备的主要功能是将来自天线的高频电视信号 和电视台自己开办节目的电视信号进行必要的处理，比如 滤波、调制、频率变换等，然后对所有这些高频电视信号 进行混合并将混合后的信号发送到干线传输网络中去。
上行线路：地球站→空间站（卫星）
下行线路：空间站（卫星）→地球站
工作频率：微波频段（300MHz～300GHz） 广播电视常用波段： C频段：3.7~4.2GHz
Ku频段：11.7~12.2GHz
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第三章 远程教育中的传输技术
（二）卫星通信的特点
◆通信距离远，建站成本与通信距离无关
◆覆盖范围广，易于实现广播和多址通信
第一节 有线电视网络传输技术
一、有线电视概述
（一）有关概念（CATV、闭路电视、有线电视 ） CATV(Cable Television) 是指共用电视天线系统，俗称 “公共天线”系统。 闭路电视属于有线电视的一种，它主要是用于在一个 较小的闭合范围内部进行电视信号的传输。 “有线电视” 包括一切以有形的固态传输介质进行电视 信号传输的系统。
趋势：“三网合一”
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第三章 远程教育中的传输技术
二、有线电视系统构成
用户分配网络 前端 干线传输网络 用户分配网络 用户分配网络
天线系统
有线电视系统的系统框图
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第三章 远程教育中的传输技术
（一）天线系统
天线是一种向空间辐射电磁波能量和从空间接收电 磁波能量的装置。 按照天线接收频段分： 甚高频（VHF ，30~300MHz ）天线、特高频 （UHF，300M~3GHz）天线和超高频（SHF， 3~30GHz）天线 按照使用的波段范围分： 单频道、分频道和全频道天线
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1、天线、馈线设备 A类：30~32米 B类：11~13米 C类：6~8米 D类：4.57米和3.05米 小型天线
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第三章 远程教育中的传输技术
2、发射设备：将中频信号变换为射频信号 3、接收设备：把天线收集的信号经过变换后送给解调器 4、信道终端设备 5、跟踪和伺服设备
6、电源
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第三章 远程教育中的传输技术
输出
滤波 放大
频率变换器的原理
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第三章 远程教育中的传输技术
（三）干线传输系统
干线传输系统的作用是将前端系统输出的各种信号 不失真地、稳定地传输给分配系统。 干线传输系统主要是由同轴电缆和许多串联的干线 放大器组成的。
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第三章 远程教育中的传输技术
前端系统
干线传输系统
用户分配网络
接收天线
调制器 解调器 处理器
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第三章 远程教育中的传输技术
（二）网络拓扑结构的升级改造
前端
有线电视改造的第一阶段（改造前）
第三章 远程教育中的传输技术
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断开 分配中心
分配中心
前端
断开
断开
分配中心
分配中心
断开
有线电视改造的第一阶段（改造后）
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第三章 远程教育中的传输技术
第二阶段：在现有的分配中心的基础上设立多个 分配节点，同时对干线的放大器进行改造，使它的带 宽达到750MHz或1GHz，以便支持宽带业务。
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第三章 远程教育中的传输技术
前端设备 卫星地面站 SHF 接收机 频率 变换器 带通 滤波器 调制器 调制器 调制器 频道 放大器 频道 放大器
微波站
电视广播天线 摄像机 录像机 计算机
混
频道 放大器
频道 放大器 导频信号 发生器
合
器
有线电视的前端系统
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第三章 远程教育中的传输技术
输入
带通滤波 放大 混频 本振
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第三章 远程教育中的传输技术
（四）用户分配系统
用户分配网络是由分配放大器、延长放大器、同 轴电缆、分支器、分配器、定向分配器等有源器件和 无源器件构成的。
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第三章 远程教育中的传输技术
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第三章 远程教育中的传输技术
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第三章 远程教育中的传输技术
三、 有线电视系统的升级改造
（一）传输系统的升级改造
变换器
摄像机
电视机
干线传输系统的组成
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第三章 远程教育中的传输技术
干线传输系统的拓扑结构分为树形、星形和混合形 三种，其中树形结构最为常见。
分支器
分配器
用户线
前端
干线放大器 桥接放大器 延长放大器
树形传输系统
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第三章 远程教育中的传输技术
其他设备：滤波器、陷波器、衰减器、均衡器、直流 稳压电源、供电器、避雷器等。
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第三章 远程教育中的传输技术
（三）双向传输的实现方法
双向传输的应用：
⑴便于进行节目的转播和交流
⑵可以对在用户现场摄制的节目进行直播
⑶用户可以点播节目或获取某种服务
⑷可进行问答式服务 ⑸便于对各种信息进行修改
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第三章 远程教育中的传输技术
（三）双向传输的实现方法
●空间分割技术 ●时间分割技术 ●频率分割技术
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第三章 远程教育中的传输技术
（二）有线电视系统特点
1、普及率高，接入带宽大
2、服务面广
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第三章 远程教育中的传输技术
（三）我国有线电视的发展现状以及未来发展的趋势 1、发展历史 第一阶段：1974—1983 第二阶段；1983—1990
第三阶段：1990—
2、发展现状及趋势
现状：规模不断扩大、区域联网、结构多样化、 HFC
同轴
Modem
计算机
LAN
Cable Modem
电视机
HFC
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第三章 远程教育中的传输技术
基于有线电视网的宽带多媒体数据广播系统
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第三章 远程教育中的传输技术
第三节
FR与远程教育
一、FR（帧中继 ）简介
FR（Frame Relay，帧中继）： 帧中继(Frame Relay)是一种网络与数据终端设备 (DTE)接口标准。 FR是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的
◆信道容量大，有很宽的带宽（500M~1G） ◆通信质量好、可靠性高
◆ 可以自发自收进行监测
◆ 机动性好
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第三章 远程教育中的传输技术
缺点： ◆ 需要先进的空间和电子技术的支持 ◆要解决信号传播时延带来的影响 ◆要解决“多址联接”的问题
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第三章 远程教育中的传输技术
（三）卫星通信系统的分类
按卫星运动状态
3、频率分割技术
下行信号 下行信号
高通滤波器
传输线
高通滤波器
上行信号
低通滤波器
低通滤波器
上行信号
特点：技术简单成熟
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第三章 远程教育中的传输技术
3、频率分割技术 低分割方式：5~30MHz或42MHz为上行频率 中分割方式：5~100 MHz为上行频率
高分割方式：5~200MHz为上行频率
下行频带有550MHz和750MHz两种
按卫星通信范围
卫 星 通 信 系 统
按多址方式
按所用频段
按通信业务种类
第三章 远程教育中的传输技术
二、卫星通信系统构成
（一）卫星通信系统构成
卫星通信系统主要由卫星系统、地球站、 跟踪遥测指令系统和监控管理系统等四大部 分组成。
通信卫星
通信 测控
测控系统
第三章 远程教育中的传输技术
地球站
监控管理
47Hale Waihona Puke Baidu
三、VSAT及其卫星通信网
（一）VSAT（Very Small Aperture Terminal） VSAT（Very Small Aperture Terminal） 是指具有甚小口径天线（小于2-4米）的智 能化卫星地球站。
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第三章 远程教育中的传输技术
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第三章 远程教育中的传输技术
VHF I波段 A1波段 III波段 A2波段 B波段
UHF IV波段
48.5 92 110
167
223
UHF V波段
295
∫∫
MH 447 470 566
606
958
MHz
I波段：SD1~SD5 III波段：SD6~SD12 IV波段：SD13~SD24 V波段：SD25~SD68
一种技术。FR也是一种基于分组的技术。
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第三章 远程教育中的传输技术
第三章
远程教育中的传输技术
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第三章 远程教育中的传输技术
第一节 卫星通信技术
一、什么是卫星通信 （一）什么是卫星通 信 卫星通信是利用卫星作为
中继站来转发或反射无线电信 号，在两个或多个地面站之间 进行的通信。
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第三章 远程教育中的传输技术
1、干线升级改造——利用光纤代替同轴电缆
优点： ①传输损耗小 ②频带非常宽 ③光纤的直径极为细小 ④光纤不受电磁干扰，不受雷电和高压的影响 ⑤光纤的物理和化学性能稳定
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第三章 远程教育中的传输技术
2、分配网络的升级改造——采用优质同轴电缆
同轴电缆的构成：内导体、绝缘层、屏蔽层和保护 层
同轴电缆的主要技术指标：特性阻抗、衰减特性、 温度特性和回波损耗 同轴电缆的种类：实心发泡、化学发泡、藕心发泡 和物理高发泡
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第三章 远程教育中的传输技术
基带信号
基带处理 及调制器
上变 调器
合 路 器
功率 馈线 双工 放大器 器
天线
馈线
发射设备
基带信号
天线、馈线设备 功率 放大器 天线驱 动装置 跟踪设备 跟踪伺服设备
解调器及 基带处理
下变 调器
分 路 器
上变调器 信道终端 接收设备
电源
地球站的简化方框图
第三章 远程教育中的传输技术
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第三章 远程教育中的传输技术
（三）双向传输的实现方法
1、空间分割技术
传输上行信号 传输下行信号
特点：技术简单，信号互不干扰
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第三章 远程教育中的传输技术
2、时间分割技术
S3
传输上行信号
S1
传输下行信号
S2
S4 优点：上下信号交叉传输，不产生干扰。 缺点：开关要准确同步，信号处理复杂
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第三章 远程教育中的传输技术
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第三章 远程教育中的传输技术
0.75
6.5MHz
1.25
6.0MHz
0.5
8.0MHz
图像载波
伴音载波
模拟电视频道幅频特性
幅频特性：信号通过设备时，各种频率的信号会有不同的衰减，一般是频率越高， 衰减越大，对视频信号而言，一般不用带宽的概念(衰减3dB时的频率)，而是采用在 6MHZ的频谱内(视频信号的频谱都在6MHZ以内)最大的衰减量，标准要求不超过 0.2dB，如果考虑到音频的调制，在8MHZ内不超过0.5dB。
楼放
前端
分配中心
分配节点 楼放
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第三章 远程教育中的传输技术
第三阶段：进一步增加分配节点的数目，使每个 光节点内用户的数目进一步减少。另一个重要任务是 使干线上的放大器由单向放大器变为双向放大器。
楼放
前端
分配中心
分配节点
楼放
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第三章 远程教育中的传输技术
第四阶段：进一步对有线电视系统的前端和分 配节点进行改造，使前端变为交换中心，使每个分配 节点也具有交换的功能。
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第三章 远程教育中的传输技术
（三）双向传输的实现方法
上行
模拟电视 和 HDTV
下行频段
宽带 数据 业务
数字电视
5 42 54
450
650
750
MHz
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第三章 远程教育中的传输技术
（四）有线电视网的广域互连
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第三章 远程教育中的传输技术
四、有线电视系统在远程教育中的应用
前 端 混 合 器 光 节 点 光纤