3.1 传输技术概述
3.1.1 传输技术的发展
根据国际电信联盟(ITU)的定义,传输是指通过物理介质传播含有信息的信号的过程。从功能上看,这是一个在通信网中的各节点之间转移信息的过程。传输网即是在各网络节点之间运送信息的网络功能资源。
为实现远距离的通信,在19世纪末即发明了用电信号来模拟语音信号并进行远距离传输,于是出现了电话以及话音传输技术。时至今日,电话通信仍然是电信网络中的重要业务之一,而传输技术则已经经历了几次重大的变革。
从电话通信发明到上世纪60年代,电信传输均是采用模拟话音传输技术,起初是采用一对线路传输一路模拟话音信号;随后为提高传输效率,开始采用频分复用(FDM)技术进行多路载波传输,传输介质也从双绞线向同轴电缆过渡。
上世纪60年代末到80年代后期,通信网络处于数字化的发展时期。随着话音信号的脉冲编码调制(PCM)技术的发展,数字传输技术以其安全、可靠、通信质量高、通信成本低、有利于通信设备小型化/集成化等优点迅速替代了模拟传输技术。另一方面,无线通信与移动通信的广泛应用、以及利用模拟线路传输数字信号的需求,也暴露出了模拟信号频带传输技术的频谱利用率不高、抗噪声与抗干扰能力较差、不利于设备集成化等缺点。数字调制技术也迅速取代了模拟调制技术在频带信号传输中的位置。
近年来,光传输技术得到了迅速发展,光纤通信技术以其带宽充足、不受电磁干扰、原材料丰富等优点获得了广泛应用,在骨干传输网、城域传输网中已占据了主导地位。以电流调制为特征的光传输技术也属于数字传输技术的范畴。
3.1.2 调制技术的概念
由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量,这种信号大多不适宜直接传输。必须先经过在发送端调制才便于在信道中传输,而在接收端进行相应的解调操作。所谓调制,就是按原始信号的变化规律去改变载波信号的某些参数的过程。调制过程的目的是把输入信号变换为适合于通过信道传输的波形。
从功能上看,调制技术主要实现了以下三个功能。
(1)频率变换:例如为了利用无线传输方式,将(0.3~3.4KHz)有效带宽内的语音信号调制到高频段上去;
(2)实现信道复用:通过调制可以将多路信号互不干扰的安排在同一物理信道中传输;
(3)提高抗干扰性:利用信号带宽和信噪比的互换性,提高通信系统的抗干扰性。
调制系统的模型如图3-1所示。

图3-1 调制系统模型
其中:
源信号,通常用于调制载波 的幅度,频率、相位等;
载波信号;
已调信号,可能是调幅信号,也可能是调频或调相信号等。
3.1.3 调制技术的分类
从不同的角度,调制技术可以按以下几个角度进行分类。
(1)按源信号 的不同,可以分为:
① 模拟调制: 是连续信号;
② 数字调制: 是离散信号。
(2)按载波信号 不同,可以分为:
① 连续波调制: 是连续信号,如 ;
② 脉冲调制: 是脉冲信号,如周期矩形脉冲序列。
(3)按调制器的功能,可以分为:
① 幅度调制:用 改变 的幅度,如AM、DSB、SSB、VSB、ASK;
② 频率调制:用 改变 的频率,如FM、FSK;
③ 相位调制:用 改变 的相位,如PM、PSK。频率调制与相位调制均属于角度调制技术。
(4)按调制器传输函数的性质,可以分为:
① 线性调制:调制前、后的频谱呈线性搬移关系;
② 非线性调制:无上述关系,且调制后的频谱产生许多新成份。


