现 代 通 信
鲁教版物理 第十七章 第4节
信息理论表明:
作为载体的电磁波,频率越高,相同时间内传输的信息就越多。形象的说就是“信息的高速公路越来越宽”。
常识性的了解卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。
了解科技为人类带来的便利,提高学习科学的兴趣,树立正确的科学观。
1、微波的波长、频率在什么范围?
微波的波长在1mm~1m之间,频率在3 ×105 ~ 300 MHz 之间。
2、微波通信有什么优点?有什么缺点?
优点:通信量大,一条微波线路可以同时开通几千、几万电话。
缺点:接近与光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,必须靠微波中继站来传递信息。
每隔50km左右建设一个微波中继站
微波中继通信示意图
答案:
距离太远(38万千米),信号衰减速大,时间长。只有两具通信点同时看到月球时才能完成通信。
解决方案:
人造卫星
能否用月亮做中继站,实现微波通信?
通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星
本质就是静止在太空中的微波中继站。将从地面站接受的电信号加以处理后,再发送到另一个后另几个地面站。
板状的两翼是太阳能电池板,它能把太阳能转化成电能,供卫星使用。
用碟形天线(大锅)接收来自卫星的信号
三颗同步卫星可以实现全球通信
四大卫星导航系统:
美国-GPS全球定位系统;
俄罗斯-格洛纳斯系统;
欧洲-伽利略系统;
中国-北斗卫星导航系统。
优点:
(1)通信范围大
(2)可靠性高,不易受陆地灾害的影响
(3)同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信
缺点:
(1)通信资费标准高
(2)在通话过程中有延时现象,导致接续不畅。
光是比微波频率高得多的电磁波。光通信的“高速公路”更宽广。
普通的光源能用来通信吗?
利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信,效果很好。
普通的光源夹杂了许多不同频率的光,难以用普通光源携带信息。
实验演示——光可以沿着水流传播
光导纤维(光纤):能够传输光信号的极其纤细的物质
光导纤维就是激光传播的载体,光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方。
光缆:数条光纤一起敷上保护层制成光缆,用来传 递电视电话信号等多种信息。
优点:
(1)通信容量极大
(2)不会受外界地磁场的干扰
(3)不怕潮湿、不怕腐蚀、线路 能量损失较小
缺点:
(1)架设线路受地理条件限制
(2)光纤易被拉断
利用光波在光导纤维中传输信息
原理:
网上冲浪
电子会议
远程医疗
计算机教学
计算机可以高速处理各种信息,把计算机联在一起,可以进行网络通信。最频繁的网络通信形式是电子邮件。电子邮件不但可以传送文字,也可以传送照片、语音及其他信息。
计算机与计算机之间可以联接构成局域网络,这些网络又互相连接成为世界上最大的网络因特网。这样就能做到信息资源的共享。因特网创建于1969年,它当时当作军事通信系统,用来链接军用计算机。为了让科学家们通过计算机交换数据,各所大学纷纷加入因特网。允许企业加入因特网始于1993年。这些企业叫 因特网服务提供者。由于进入因特网很容易、便捷,它以惊人的速度发展起来。现在的因特网可用与娱乐、购物和日常资料的手机,已经超出了原先设计者的预想。
计算机之间的连接除了使用金属导线外,还可以用光缆、通信卫星等。
1、“信息高速公路”的两大支柱是:
卫星通信、光纤通信
2、卫星通信是什么通信,光纤通信是什么通信?
卫星通信是微波通信,光纤通信是激光通信。
3、光纤是怎样传输光信号的?
光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射从光纤的一端传播到另一端。
4、通信卫星需要几颗可以覆盖整个地球?
三颗
6、在2008年北京奥运会的所有运动场馆都安装了光纤网 络,场馆内的光纤的主要用途是( )
A、输电 B、通信 C、导热 D、照明
B
5、现在许多长途电话都是以地球同步卫星为中继站的。打这种长途电话时,会感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回地面时需要一定的时间。假如某同步卫星与地球的距离是36000km,请你估算延迟的时间。为什么打市内电话时没有这种延迟?
信号从射向卫星到从卫星返回到地面的时间为0.24s。
由于电磁波传播的速度很快,市内电话之间的距离近,电磁波传播造成的延迟时间太短,人们根本感觉不到。
8、关于现代通信和电磁波,下列叙述正确的是( )
A.光纤通信传输的信息量很大,主要用于无线电广播
B.卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信
C.电磁波的应用对人类有利无害
D.电磁波不能在真空中传播
B
7、全世界电视观众均可通过卫星传输的信号在家里收看北京奥运会开幕式盛况,这种卫星称为地球同步通信卫星,这里的“同步”是指卫星( )
A.相对太阳静止 B.相对地球静止
C.相对月球静止 D.相对火星静止
B
谈一谈本节课你都学到了哪些新知识?
你还有什么困惑、疑问?请与同桌交流(或请教老师)
通过各种信息源了解目前信息技术的发展状况和对未来的展望,写一篇科学作文,畅想20年后我们在信息社会中的生活。以电子邮件的形式发到老师的电子邮箱中。.