《越來越寬的信息之路》

越來越寬的信息之路第二十一章第４節(jié)蘋果VS華為iOSVS安卓GPSVS北斗3GVS4GVS5G學(xué)習(xí)目標(biāo)：一.微波通信二.衛(wèi)星通信三.光纖通信四.網(wǎng)絡(luò)通信微波信號(hào)的波長在10m～1mm之間;微波信號(hào)的頻率在30MHz～3×105MHz之間。一條微波線路可以同時(shí)開通幾千、幾萬路電話。一、微波通信微波中繼通信示意圖微波的性質(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。因此，必須每隔50km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站，把上一站傳來的信號(hào)處理后，再發(fā)射到下一站去。發(fā)射接收發(fā)射接收微波中繼通信而且，信號(hào)傳遞的距離越遠(yuǎn)，需要的中繼站越多。在遇到雪山、大洋，根本無法建設(shè)中繼站時(shí)，又該怎么辦？微波中繼通信示意圖能不能利用地球的衛(wèi)星——月球進(jìn)行微波中繼通信呢？月球是地球的衛(wèi)星，可以反射微波，但它離我們太遠(yuǎn)了——38萬千米！信號(hào)衰減、時(shí)間延遲，而且只有當(dāng)兩個(gè)通信點(diǎn)同時(shí)見到月亮?xí)r，才能完成者兩點(diǎn)間的通信。微波通信優(yōu)點(diǎn)：容量大缺點(diǎn)：必須每隔50km建微波中繼站，信號(hào)衰減，時(shí)間延遲。練習(xí)1.為什么要用微波通信？微波通信有什么優(yōu)點(diǎn)？

2.為什么要建立微波中繼站？它的作用是什么？3.微波通信有什么缺陷？4.月亮能否作為中繼站,原因是什么?信息理論表明：作為載體的電磁波，

越高，在相時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)?/p>

就越多。微波是頻率在

MHz至

MHz之間的電磁波優(yōu)點(diǎn)：容量大，一條微波線路可以同時(shí)開幾千甚至幾萬條電話線路。頻率信息303×105二、衛(wèi)星通信現(xiàn)在，人類可以用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站來進(jìn)行通信。通信衛(wèi)星大多是相對(duì)地球“靜止”的同步衛(wèi)星，從地球上看，它好像懸在空中靜止不動(dòng)。在地球的周圍均勻地配置三顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。它們就像幾個(gè)太空微波中繼站，從一個(gè)地面站接收的電信號(hào)，經(jīng)過處理后，再發(fā)送到另一個(gè)或幾個(gè)地面站。用碟形天線（大鍋）接收來自衛(wèi)星的信號(hào)現(xiàn)場直播現(xiàn)在通過衛(wèi)星電視，一個(gè)地方出現(xiàn)的突發(fā)事件，全世界的人們幾乎可以立刻看到現(xiàn)場的畫面。利用衛(wèi)星來發(fā)射和接收電磁波信號(hào)應(yīng)用非常廣泛，例如中國建立的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可提供全天候的即時(shí)定位服務(wù)。中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星通信實(shí)質(zhì)：用通信衛(wèi)星做微波通信的中繼站。1.衛(wèi)星的作用是什么?2.全世界的人們可以立刻看到某一現(xiàn)場畫面,需要幾顆衛(wèi)星作中繼站?3.在自己家看到的很多電視節(jié)目,哪些是通過衛(wèi)星傳遞的?問題：衛(wèi)星接收器

通信衛(wèi)星三、光纖通信我們已經(jīng)知道，電磁波的傳播速度等于光速，實(shí)際上光也是一種電磁波。與微波相比，光的頻率更高。如果用光來通信，這條“高速公路”要比短波、微波的“公路”寬出百萬倍、千萬倍。不過，普通的光源包含了許多不同波長（頻率）的光。難以用它攜帶信息。1960年，美國科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器，它能產(chǎn)生頻率單一、方向高度集中的光——激光。激光的特性1、激光具有很高方向性

從普通光源發(fā)出的光是向四面八方傳播的，傳得越遠(yuǎn)光束越分散.而激光沿一定方向傳播時(shí)幾乎是不發(fā)散的，即使把激光發(fā)射到距地球38萬千米的月球上，也只發(fā)散成一個(gè)直徑為幾千米的光斑2、激光具有很高的單色性

普通光源發(fā)出的光如日光，是由多種不同的色光混合而成的.即使普遍認(rèn)為很好的單色光源——氪燈發(fā)出的光也是由相近的色光組成的，顏色并不很純，而激光是有很高的單色性，顏色很純.

3、激光具有很高的亮度

一臺(tái)大功率激光器收出的激光，亮度可達(dá)太陽亮度的107～1015倍.

1966年，華裔物理學(xué)家高錕提出用光纖通信的構(gòu)想，這使得用光進(jìn)行通信的幻想得以實(shí)現(xiàn)。通信用的激光一般在特殊的管道——光導(dǎo)纖維里傳播。光纖通訊技術(shù)是近幾十年才發(fā)展起來的1966年，華裔物理學(xué)家高錕首次利用無線電波導(dǎo)通信的原理，提出了低損耗（20db/km）的光導(dǎo)纖維（簡稱光纖）的概念。1970年，美國康寧公司首次研制成功損耗為20db/km的石英光纖，它是一種理想的傳輸介質(zhì)。1970年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功室溫下連續(xù)振蕩的半導(dǎo)體激光器（LD）。從此，開始了光纖通信迅速發(fā)展的時(shí)代。各種光導(dǎo)纖維玻璃絲——光導(dǎo)纖維

一束光導(dǎo)纖維

+保護(hù)層=光纜光沿著水流傳播實(shí)驗(yàn)演示——光可以沿著水流傳播

如圖，把大塑料瓶用不透光的紙包上，瓶的側(cè)壁開個(gè)小孔。塑料瓶內(nèi)盛水，水面上方放一個(gè)發(fā)光小燈泡。當(dāng)水從小孔流出時(shí)，你會(huì)看到光隨著彎彎的水流照到地面，在地面產(chǎn)生一個(gè)光斑。光導(dǎo)纖維光在光導(dǎo)纖維中的傳播如圖，光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲，通常數(shù)條光纖并成一束在敷上保護(hù)層，制成光纜，用來傳遞電視、電話等多種信息。由于光的頻率很高，在一定時(shí)間內(nèi)可以傳輸大量信息。光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：（1）傳輸頻帶極寬，通信容量很大；（2）光纖衰減小，無中繼設(shè)備，傳輸距離遠(yuǎn)；（3）頻率穩(wěn)定，信號(hào)傳輸質(zhì)量高；（4）光纖抗電磁干擾，不怕雷擊，保密性好。

電話機(jī)電視攝像機(jī)電端機(jī)光端機(jī)電話機(jī)電視接收機(jī)電端機(jī)光端機(jī)光纜信息發(fā)送端信息接收端光纖通信的過程是什么？問題：激光

1.為什么要用光纖通信？光是一種比微波頻率更高的電磁波，帶寬要寬出千百萬倍。高度集中普通的光源夾雜了許多不同頻率的光，難攜帶信息。激光則是頻率

，方向

的光。1.為什么要用光纖通信？2.光纖通訊為什么用激光？3.光纖通信的原理是什么？4.光纖通信的優(yōu)點(diǎn)是什么？5.光纖通信的過程是什么？單一利用頻率更高的光波進(jìn)行信息傳遞。計(jì)算機(jī)可以高速處理各種信息，把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。四、網(wǎng)絡(luò)通信

如果某人的計(jì)算機(jī)跟一個(gè)叫做服務(wù)器的大計(jì)算機(jī)相聯(lián)，就是平常說的“上網(wǎng)”。目前人們經(jīng)常使用的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件。當(dāng)甲給乙發(fā)送一封電子郵件時(shí)，他的服務(wù)器A把郵件送到乙的服務(wù)器B，儲(chǔ)存起來。一旦乙“上網(wǎng)”，他就能從自己的服務(wù)器B得到這個(gè)郵件。每個(gè)電子郵箱都有自己的“地址”，這樣才能把郵件送到正確的地方。例如，某電子信箱的地址是xiaolin@，這表示信箱屬于一個(gè)自稱“xiaolin”的人，他的服務(wù)器名叫。其中“cn”是China的簡寫，表示這個(gè)服務(wù)器是在中國注冊(cè)的。世界上凡是計(jì)算機(jī)集中的地方，例如企業(yè)、機(jī)關(guān)、居民小區(qū)等，大都已經(jīng)把自己的計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起了。這些網(wǎng)絡(luò)又互相聯(lián)結(jié)，成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫做因特網(wǎng)，這樣就能做到信息資源的共享。通過因特網(wǎng)可以收發(fā)電子郵件，看到不斷更新的新聞，查到所需的各種資料。計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)結(jié)，除了使用金屬導(dǎo)線外，還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以在很短的時(shí)間內(nèi)傳送越來越大的信息量，信息傳送的速度甚至能夠滿足電視等活動(dòng)畫面的需要，我們已經(jīng)可以輕松地在網(wǎng)上看電視了。網(wǎng)絡(luò)通信方式：電子郵件網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)點(diǎn)：像電話一樣快，像信息一樣方便，且可以隨時(shí)查看，同時(shí)可以傳遞文字、照片、語言等任何信息。1.電子郵件是怎樣傳播的?2.怎樣來識(shí)別電子郵箱地址?3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性是什么?問題：電磁波頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷Ｍㄐ蓬l率越來越高，信息之路越來越寬。微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。課堂小結(jié)1.微波通信：

微波的波長在10m～1mm之間，頻率在30MHZ～3×105MHZ之間，微波通信的頻率高，傳遞性信息容量大。微波在空間中近似直線傳播，不能沿地球表面繞射，微波通信必須每隔50km左右建立一個(gè)中繼站，把上一站傳來的信號(hào)放大處理后再傳遞到下一站繼續(xù)傳送。小結(jié)①在地球赤道平面上空同步軌道上均勻地配置三顆同步衛(wèi)星，即可實(shí)現(xiàn)全球通信。

②衛(wèi)星通信不但能遠(yuǎn)距離傳遞信息，而且容量大，所受干擾小、質(zhì)量好、功效高。2.衛(wèi)星通信：

用地球同步衛(wèi)星做微波通信的中繼站。3.光纖通信：

光纖通信是靠頻率單一、方向高度集中的激光在光導(dǎo)纖維中多次反射來輸送信號(hào)的一種通信方式。4.網(wǎng)絡(luò)通信：

把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起，信息共享?？梢赃M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件。1、能利用光波在光導(dǎo)纖維中傳播大量信息，是因?yàn)椋ǎ〢、波速快B、頻率高C、波長長D、能夠看見2、關(guān)于衛(wèi)星通信，下列說法中正確的是（）A、衛(wèi)星通信就是利用衛(wèi)星來向地面發(fā)射電磁波B、通信衛(wèi)星相當(dāng)于一個(gè)太空微波中繼站，它是用來轉(zhuǎn)發(fā)地面發(fā)送來的信號(hào)的C、衛(wèi)星通信只能轉(zhuǎn)發(fā)廣播信號(hào)D、地球上空最少要有四顆衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)全球通信BB3、關(guān)于光纖通信，下列說