信道可分為有線信道和無線信道。
有線信道:如雙絞線、電纜、光纖、波導等;
無線信道:自由空間提供的各種頻段或波長的電磁波傳播通道。
信號在信道內(nèi)傳輸,會受到來自信道的各種各樣的干擾。干擾大體分為4類:
1.無線電干擾
來自各種無線發(fā)射機。其特點是頻率范圍寬,幾乎覆蓋全部使用頻段。但對于特定電臺的頻率一般是固定的,因此可以進行防護。另外由于無線電頻率管理較為完善,可以將此種干擾限制在最小限度。
2.工業(yè)干擾
來源于各種電氣設備,如電機、電力線、電源開關、電點火(如汽車點火)裝置等。此類干擾一般在較低頻率范圍,如汽車點火干擾在幾十兆赫范圍內(nèi)。采用屏蔽與考究的濾波措施,在很大程度上可避開工業(yè)干擾。
3.天電干擾
來自于雷電、磁暴、太陽黑子以及宇宙射線等,它們與季節(jié)、氣候變化關系較大。不同地區(qū)也有很大不同,如赤道附近及兩極地區(qū)嚴重。太陽黑子發(fā)生變動(約11年一個周期)的年份,天電干擾加大,有時長時間中斷短波通信。
4.內(nèi)部干擾
來自信道內(nèi)部各種電子器件電阻、天線以及傳輸線等。在這些電子設備中的分子或電子的隨機熱運動,形成所謂起伏噪聲,對于通信信號產(chǎn)生加性干擾。本書涉及的各類通信系統(tǒng),主要是這種噪聲,稱為熱噪聲,從機理上它是高斯型統(tǒng)計特征,是通信系統(tǒng)干擾的重要因素。
通信常用的信道類型主要有4類:
1、電話信道
電話信道一般是指龐大的公用交換電話網(wǎng)(PSTN)所提供的基于傳統(tǒng)模擬電話或低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺馈Mㄐ判诺赖臉嫵啥喟胪ㄟ^用戶終端到本地交換機(節(jié)點),再到另一個用戶建立的呼叫鏈路,一旦通話(即呼叫)結束,便及時拆斷該鏈路。電話信道一般屬于限帶為300~3400Hz的線性系統(tǒng)。當用于數(shù)據(jù)傳輸時,需在用戶端均加入調(diào)制/解調(diào)器(Modem),并利用600~3000Hz頻響較平坦的頻段傳輸已調(diào)波。目前從用戶到節(jié)點(交換機)的用戶線,可以增設寬帶Modem(如ADSL),可在數(shù)公里內(nèi)通信帶寬擴展到2~6MHz,支持寬帶上網(wǎng)和多媒體業(yè)務。
2、光纖
光纖是將電信號變?yōu)楣庑盘枺?光轉換)后進行光信號傳輸?shù)奈锢砻襟w。光纜是由包層覆蓋光纖芯線而構成。光信號是以電磁場形式在光纖芯中傳播。光纖自20世紀70年代投用后,很快顯示出很多突出的優(yōu)點,諸如,它帶寬極寬(2×1014Hz以上),通過目前可達到的技術—密集波分復用(DWDM),一條光纖中可以支持1600Gb/s的傳輸速率;實驗表明,基于單波160Gb/s速率的1024個波,可達約160Tb/s的點到點傳輸流量(1Tb/s=1012b/s);光纖傳輸損耗極低,小于0.2dB/km,不受電磁干擾,重量極輕(一條光纖芯27g/km),抗彎曲,耐濕熱和腐蝕,敷設方便、靈活,可架設到電桿上,光纖價格極低,目前國內(nèi)生產(chǎn)供大于求。
3、移動無線信道
移動無線通信起初是為了延伸電信網(wǎng)的覆蓋范圍和通信能力而逐步發(fā)展起來的。迄今,移動網(wǎng)的發(fā)展令人驚異,已從城市擴展到鄉(xiāng)村與邊遠地區(qū)。截止2009年5月,我國的移動用戶數(shù)已達6.87億,為傳統(tǒng)的固定電話(PSTN)用戶數(shù)的2倍。下一代的移動通信將以寬帶方式接入,并與現(xiàn)行GSM系統(tǒng)相比,傳輸速率增加幾十倍、上百倍,可支持多媒體業(yè)務,并廣泛實施個人通信系統(tǒng)(PCS)。
移動通信以蜂窩方式組網(wǎng),信道具有多徑衰落與時變特征。目前GSM移動通信利用900/1800MHz頻段,雙向頻譜為2×25MHz,各提供125個載波,每載波包括8個時分多址(TDMA)信道。于是各載波200kHz帶寬,包含8個25kHz信道,用戶數(shù)字電話速率為13kb/s,具有高糾錯能力的差錯保護位時,凈速率高達9.8kb/s。移動網(wǎng)在每個蜂窩小區(qū)設有一個基站,轉發(fā)小區(qū)內(nèi)多達上千個用戶同時通信。移動通信每個信道的輻射功率應控制在它的25kHz帶寬內(nèi),帶外輻射衰減應至少為-40dB,優(yōu)質系統(tǒng)應達-70dB,才不至于明顯干擾相鄰話路。隔離1至2個小區(qū)可以重復利用頻率,因此整個移動網(wǎng)可支持極大量用戶相互通信。通過越區(qū)切換和跨網(wǎng)漫游可以實現(xiàn)全國性、世界范圍內(nèi)的移動通信。
4、衛(wèi)星信道
衛(wèi)星信道是一種特殊的無線信道。在地球赤道上空35978km(近似稱3.6萬公里)均勻分布著三個同步衛(wèi)星,就可以通過它們的轉發(fā)器(Transponders)使地球上任兩處的地球站間進行通信。自60年代初(1962年)問世以來,至今穩(wěn)定使用的上行6GHz、下行4GHz頻點的系統(tǒng),總帶寬500MHz,并提供帶寬各為36MHz的12個轉發(fā)器,各又能容納1200路數(shù)字電話或25~150個窄帶會議電視。一個轉發(fā)器可支持五、六個HDTV(高清晰度數(shù)字電視)。由于跨洋衛(wèi)星通信(如中美兩國間)需經(jīng)由兩個衛(wèi)星的轉發(fā)器與雙方地球站溝通信息,因此遠達15萬km的距離,通信延遲則高達將近0.5秒,雙方對話均有明顯延時的感覺。目前國內(nèi)衛(wèi)星通信已開辦大量業(yè)務,如衛(wèi)星電視節(jié)目、遠程教育等。