Page 77 - 计算机技术与人工智能

第四章 计算机网络通信技术

据、传真和视频等。

在光纤通信系统中，发送机或调制器是一个光源，或者是发光二极管
（LED），或者是激光，通过数字信号改变（调制）光源的强度来发送信息。光
像光波一样通过光纤传播，并沿着传输路径被周期性地放大，以补偿信号衰减
（在数字传输中，光由中继器检测和再生）。在接收机中，光的强度由光电二极

管检测，它的输出电信号的变化直接与照射到光电二极管上光的功率成正比。光
纤信道中的噪声源是光电二极管和电子放大器。
3.无线电磁信道

在无线通信系统中，电磁能是通过作为辐射器的天线耦合到传播媒质的，天
线的物理尺寸和配置主要决定于运行的频率。为了获得有效的电磁能量的辐射，
无线必须比波长的1/10 长。因此，在调幅（AM）频段发射的无线电台，比如说
在fc=1 MHz时（相当于波长λ=C/fc=300m），要求无线至少为30m。在大气和自

由空间中，电磁波传播的模式可以划分为3种类型：地波传播、天波传播和视线
传播。在甚低频（VLF）和音频段，其波长超过10km，地球和电离层对电磁波
传播的作用如同波导。在这些频段，通信信号实际上环绕地球传播。由于这个原

因，这些频段主要用来在世界范围内提供从海洋到船舶的导航帮助。在此频段
中，可用的带宽较小（通常是中心频率的1%~10%），通过这些信道传输的信息
速率较低，且一般限于数字传输。在这些频率上，最主要的一种噪声是由地球上

的雷暴活动产生的，特别是在热带地区。
地波传播是中频（M）频段（0.3~3MHz）的最主要传播模式，是用于AM广
播和海岸无线电广播的频段。在AM广播中，甚至大功率的地波传播范围都限于

150km左右。在MF频段中，大气噪声、人为噪声和接收机的电子器件的热噪声
是对信号传输的最主要干扰。
天波传播是电离层对发送信号的反射（弯曲或折射）形成的，电离层由位
于地球表面之上高度50~400km的几层带电粒子组成。在白昼，太阳使较低大气
层加热，引起高度在120km以下的电离层的形成。这些较低的层，吸收2MHz

以下的频率，因此严重地限制了AM无线电广播的天波传播。然而，在夜晚，
较低层的电离层中的电子密度急剧下降，而且白天发生的频率吸收现象明显减

少，因此，功率强大的AM无线电广播电台能够通过天波经位于地球表面之上
140~400km之内的电离层传播很远的距离。

65