第4章信道传输特性

2019年6月8日
综合布线系统(第2版)
第2章 信道传输特性
4.1.1信道和链路
1．信道和链路的概念
信道（Channel）是通信系统中必不可少的组成部分。通俗地说，信道是指以 传输介质为基础的信号通路。具体地说，信道是指由有线或无线电线路提供 的信号通路；抽象地说，信道是指定的一段频带，它让信号通过，同时又给 信号以限制和损害。信道的作用是传输信号。 在数据通信系统中，对信道可以从下面两种不同的角度进行理解：一种是将 传输介质与完成信号变换功能的设备都包含在内，统称为广义信道。另一种 是仅指传输介质(如对绞电缆、同轴电缆、光纤、微波、短波等)本身，这类 信道称为狭义信道。 对信道分类的方法很多，按照信道所采用传输介质的不同，可将信道分为有 线信道和无线信道。 从综合布线系统的角度讲，信道是指连接两个应用设备的端到端的传输通道， 它包括了设备电缆、设备光缆和工作区电缆、工作区光缆。
C

B
log
2
1
S n0 B

令N=n0B，
C

B
log
2
1

S N

；
其中，将S/N称为信噪比，则C是用bit/s表示的信道容量，称为香
农容量。信道容量给出了信道所能传输的最大信息传输速率(即能 达到的最大传输能力)与信道带宽B和信噪比S/N之间的关系。
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例4.2 计算常规电话线路理论上的最高比特率。电话线通常的带宽是 3000Hz(300～3300Hz)；信噪比通常是3162(35dB)。对于该信道，计算 信道容量如下： C=3000log2(1+S/N)=3000log2(1+3162)=3000log2(3163)=3000× 11.62=34860bit/s
这就是说，电话线上的最高比特率是34860bit/s。如果要想更快地发送 数据，则应该增加线路的带宽或改善信噪比。
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4.1.2 数据传输的主要指标
1.带宽或吞吐率
带宽（Bandwidth）本来是指某个信号具有的频带宽度。由于一个特定的信号往往 是由许多不同的频率成份组成的，因此一个信号的带宽是指该信号的各种不同频
图4.2 光缆经电信间经光纤跳线连接
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②光纤信道的第二种构成方式是，由水平光缆和主干光缆在 楼层电信间做端接(熔接或机械连Hale Waihona Puke Baidu) 构成，FD只设光纤之间 的连接点，如图4.3所示。
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图 4.3 光缆在电信间做端接
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RB(Baud)=1/T(s)
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2．布线系统信道、永久链路、CP链路构成模型
如图4.1所示是布线系统信道、永久链路、CP链路构成模型。
图 4.1 布线系统信道、永久链路、CP链路构成模型
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3．光纤信道构成方式
①光纤信道的第一种构成方式是，由水平光缆和主干光缆至楼层电 信间的光纤配线设备经光纤跳线连接构成，如图4.2所示。
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例4.1 考虑一个极端的噪声信道，其中信噪比近似于零。换言之，噪声 很强使得信号很微弱。对于该信道，计算它的信道容量如下：
C=Blog2(1+S/N)=B log2(1+0)=B log2(1)=B× O=0 这就是说，该信道容量是零，与带宽无关。换言之，在该信道上不能发 送任何数据。
率成份所占据的频率范围。目前常用对绞电缆带宽等级如表4.1所示。
表 4.1 对绞电缆带宽
电缆级别 支持带宽范围/MHz
5类
1～100
5e类 6类 7类
1～100 1～250 1～600
图 4.5 吞吐率
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2．传输速率
(1)调制速率
调制速率表示信号在调制过程中，单位时间内调制信号波 形的变换次数，即单位时间内所能调制的次数，简称波特 率，其单位是波特(Baud)，它是以电报电码的发明者法国人 波特(Baud)的名字来命名的。如果一个单位调制信号波的时 间长度为T(s)，那么调制速率RB定义为：
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第2章 信道传输特性
由香农公式可得出以下结论：
①提高信号和噪声功率之比，能增加信道容量。 ②当噪声功率N→0时，信道容量C可趋于无穷大。这意味着无 干扰信道容量为无穷大。 ③当信道容量C一定时，可以用不同的带宽和信噪比的组合(或 互换)来传输；即信道容量可以通过系统带宽与信噪比的互换 而保持不变。
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③光纤信道的第三种构成方式是，由水平光缆经过电信间直 接连接至大楼设备间光配线设备构成，FD安装于电信间，只 作为光缆路径的场合，如图4.4所示。
图 4.4 光缆经电信间直接连接至设备间
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4．信道容量
信息论中的香农(C.E.Shannon)定律给出了有扰模拟信道容量的计算公 式。设信道(调制信道)的输入端加入单边功率谱密度为n0(W/Hz)的加 性高斯白噪声，信道的带宽为B(Hz)，信号功率为S(W)，则通过这种信 道无差错传输的最大信息传输速率C为：
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4.1 信道传输特性的概念 4.2 电缆信道性能指标 4.3 光纤信道性能指标 4.4 提高信道传输质量的措施
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4.1 信道传输特性的概念
数据通信系统由终端设备系统、数据传输系统和数据处理系统三个 部分组成。其中，数据传输系统又由传输信道及两端的数据电路 终接设备而构成。由于数据通信质量不但与传送的信号、发／收 两端设备的特性有关，而且还要受到传输信道质量及噪声干扰的 影响，所以传输信道是影响通信质量的重要因素之一。因此，在 设计或评价综合布线系统性能时，经常要用到数据通信中的许多 基本概念，如信道、带宽、数据传输速率等，要涉及信道的传输 特性，否则就无法衡量其性能的优劣。