1、越来越宽的信息之路越来越宽的信息之路第二十一章第二十一章 第节第节刘永国 越来越宽的信息之路越来越宽的信息之路5分钟内，放电影比讲故事所包含的信息量更多。分钟内，放电影比讲故事所包含的信息量更多。相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的信息。信息。信息理论表明：信息理论表明：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。内传输的信息就越多。一一.微波通信微波通信阅读课本回答问题阅读课本回答问题：（：（比一比，看谁找的快比一比，看谁找的快）为什么要用微波通信？为什么要用微波通信？.微波的波长范围和频率范围是
2、多少微波的波长范围和频率范围是多少?.微波有有什么性质微波有有什么性质?微波中继站的作用是什么微波中继站的作用是什么?.微波中继站的建立在距离上有什么要求微波中继站的建立在距离上有什么要求?.能不能用地球的天然卫星能不能用地球的天然卫星-月球作为一个中继站月球作为一个中继站呢呢?为什么要用微波通信？为什么要用微波通信？信息理论表明信息理论表明:电磁波频率越高，相同时电磁波频率越高，相同时间内可以传递的信息就越多而微波比间内可以传递的信息就越多而微波比中波、短波、的频率更高，一定时间内中波、短波、的频率更高，一定时间内可以传递更多的信息。可以传递更多的信息。.微波的波长范围和频率范围是多少微波的
3、波长范围和频率范围是多少?微波的波长在微波的波长在10m1mm之间之间,频率频率在之间在之间.MHzMHz510330微波的性质更接近光波微波的性质更接近光波:大致沿直线传播大致沿直线传播.微波有什么性质微波有什么性质?发射发射接收接收微波中继通信微波中继通信微波大致沿直线传播，中继站可以把上一站传来的微波微波大致沿直线传播，中继站可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去，这就信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方。信息传递到远方。微波中继站的作用是什
4、么微波中继站的作用是什么?发射发射接收接收发射发射接收接收微波中继站微波中继站每隔每隔5050千米左右建立一个中继站千米左右建立一个中继站,上一站上一站传来的信号就可以传递下去传来的信号就可以传递下去.微波中继站的建立在距离上有什么要求微波中继站的建立在距离上有什么要求?6 6微波通信的优缺点：微波通信的优缺点：优点优点：微波通信的频率高微波通信的频率高,传播信息容量大传播信息容量大,且中且中继站用计算机监督控制继站用计算机监督控制.出现故障时能出现故障时能自动自动倒换倒换,自动自动报警报警,节约了人力资源节约了人力资源.缺点缺点：微波传送距离越远微波传送距离越远,需要需要建立建立的的中继站中
5、继站就就越多越多,势必会势必会带来一定的麻烦带来一定的麻烦.而且在遇而且在遇到雪山、大洋，根本无法建立中继站。到雪山、大洋，根本无法建立中继站。1 mm1 mm10 m 10 m 30 MHz30 MHz3 310105 5 MHz MHz几千几千 几万几万 直线直线 50 km 50 km 绕射绕射 微波信号的波长在微波信号的波长在10 m 1 mm之间之间;微波信号的频率在微波信号的频率在30 MHz 3 105 MHz之间。之间。一、微波通信一、微波通信微波几乎沿直线传播微波几乎沿直线传播微波中继通信示意图微波中继通信示意图答案：答案：太远，不方便太远，不方便解决方案：解决方案：人造卫星
6、通信人造卫星通信问题：问题：能否用月亮做中继站，实现微波通信？能否用月亮做中继站，实现微波通信？卫星通信卫星通信：利用卫星做中继站的利用卫星做中继站的 微波通信方式微波通信方式。通信卫星大多相对地球通信卫星大多相对地球“静止静止”同步卫星同步卫星二、卫星通信二、卫星通信l阅读并思考阅读并思考:卫星通信卫星通信3.3.卫星通信有哪些优越性卫星通信有哪些优越性?1.1.什么是同步卫星什么是同步卫星?2.2.要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星?1.1.同步卫星同步卫星-同步卫星绕地球同步卫星绕地球转动的周期转动的周期跟跟地球自转地球自转的周期的周期相同相同,相对
7、地球相对地球”静止静止”,所以叫做所以叫做”同步同步”卫星卫星地球同步通信卫星地球同步通信卫星地球同步通信卫星地球同步通信卫星2.2.要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星要想实现全球通信至少需要几颗同步卫星?用三颗同步卫星就可以实现全球通信用三颗同步卫星就可以实现全球通信3.3.卫星通信的优点卫星通信的优点:远距离传递信息远距离传递信息 通信容量大通信容量大 干扰小、质量好、功效高。干扰小、质量好、功效高。用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号中国北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统中继站中继站 3 3 卫星通信除了能远
8、距离传递信息外，还有通信卫星通信除了能远距离传递信息外，还有通信容量大、抗干扰性好、质量好、功效高等优点容量大、抗干扰性好、质量好、功效高等优点.光纤通信：利用光纤通信：利用频率更高的光波频率更高的光波进行信息传递进行信息传递 光是比微波频率光是比微波频率高得多的电磁波。高得多的电磁波。光通信的光通信的“高速公路高速公路”更宽广。更宽广。利用频率单一、方向高度集中的激光进行利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好。通信，效果很好。三、光纤通信三、光纤通信光纤通讯技术是近几十年才发展起来的光纤通讯技术是近几十年才发展起来的 1966年，华裔物理学家高锟首次利年，华裔物理学家高锟首次利用
9、无线电波导通信的原理用无线电波导通信的原理，提出了，提出了低损耗低损耗（20 db/km）的光导纤维的光导纤维（简（简称光纤）的概念。称光纤）的概念。1970年，美国康宁公司首次研制成年，美国康宁公司首次研制成功损耗为功损耗为20 db/km的石英光纤，它的石英光纤，它是一种理想的传输介质。是一种理想的传输介质。1970年，贝尔实验室研制成功室温年，贝尔实验室研制成功室温下 连 续 振 荡 的 半 导 体 激 光 器下 连 续 振 荡 的 半 导 体 激 光 器（LD）。从此，开始了光纤通信。从此，开始了光纤通信迅速发展的时代。迅速发展的时代。1.1.激光的特点激光的特点 频率单一、方向高度集
10、中。频率单一、方向高度集中。平行度好。平行度好。能量高。能量高。2.2.激光在光导纤维里传播依据了什么科激光在光导纤维里传播依据了什么科学原理学原理?全反射全反射3.3.光导纤维光导纤维:激光用于实际通信的一种特激光用于实际通信的一种特殊管道，它是很细很细的玻璃丝殊管道，它是很细很细的玻璃丝.普通光普通光优点优点容量大。容量是微波的容量大。容量是微波的 百万倍、千万倍百万倍、千万倍缺陷缺陷难以携带信息。夹杂难以携带信息。夹杂许多不同波长（频率）的光。许多不同波长（频率）的光。激光激光频率单一，方向高度集中频率单一，方向高度集中光导纤维光导纤维光在光导纤维中传输，光在光导纤维中传输，损耗小，可长
11、距离传输损耗小，可长距离传输，光纤通信光纤通信容量极大，不怕雷击，容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信不受电磁干扰，通信质量高，保密性好质量高，保密性好4.光纤通信的优势光纤通信的优势 光在光导纤维中传输损耗小光在光导纤维中传输损耗小,可长距可长距离传输离传输.光纤通信光纤通信,通信容量大通信容量大,不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高高,保密性好保密性好.各种光导纤维各种光导纤维光沿着水流传播光沿着水流传播实验演示实验演示光可以沿着水流传播光可以沿着水流传播光导纤维光导纤维光在光导纤维中的传播光在光导纤维中的传播理解光纤通信理解光纤通信1.1.传导方式：光纤通
12、信就是利用激光在光导纤维传导方式：光纤通信就是利用激光在光导纤维中传送信号的通信方式中传送信号的通信方式.在用光纤通信时，激光从在用光纤通信时，激光从光导纤维的一端射入，在内壁上经多次反射，从光导纤维的一端射入，在内壁上经多次反射，从另一端射出，把它携带的信息传到远方另一端射出，把它携带的信息传到远方.（1）传输频带极宽，通信容量很大；）传输频带极宽，通信容量很大；（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；（3）频率稳定，信号传输质量高；）频率稳定，信号传输质量高；（4）光纤抗电磁干扰，保密性好。）光纤抗电磁干扰，保密性好。光纤通信的优点：光纤通信的优点：
13、3.3.注意：注意：(1)(1)光纤通信利用的不是微波，而是激光光纤通信利用的不是微波，而是激光.(2)(2)激光在光导纤维中传播发生的是全反射，不是折激光在光导纤维中传播发生的是全反射，不是折射射.计算机可以高速处理各种信息，把计算机联在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。一起，可以进行网络通信。四、网络通信四、网络通信1.电子邮件是怎样传播的电子邮件是怎样传播的?2.怎样来识别电子邮箱地址怎样来识别电子邮箱地址?3.计算机网络的优越性是什么计算机网络的优越性是什么?电子邮件的传送方式计算机计算机甲服务器A计算机计算机乙服务器B计算机甲计算机甲服务器A服务器B计算
14、机乙计算机乙电子邮件 2.怎样来识别电子邮箱地址?cncn用户名用户名服务器名服务器名中国注册中国注册网络会议 Internet因特网网络学习 3.计算机网络的优越性是什么?通过因特网可以收发电子邮件，看到不通过因特网可以收发电子邮件，看到不断更新的新闻，查到所需的各种资料。断更新的新闻，查到所需的各种资料。随着通信技术的发展，现在已经可以在很随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的时间内传送越来越大的信息量，信息传送短的时间内传送越来越大的信息量，信息传送的速度甚至能够满足电视等活动画面的需要，的速度甚至能够满足电视等活动画面的需要，我们已经可以轻松地在网上看电视了。我们已经可以轻松地在网上
15、看电视了。信息之路小结信息之路小结微波通信微波通信频率在频率在30MHz30MHz3310105 5MHzMHz卫星通信卫星通信用通信卫星转为用通信卫星转为微波中继站微波中继站光纤通信光纤通信激光在光导纤维激光在光导纤维中传播中传播网络通信网络通信把计算机联在一把计算机联在一起进行通信起进行通信光导纤维光导纤维 反射反射 信息信息 计算机计算机 电子邮件电子邮件 计算机计算机 因特网因特网 电磁波频率越高，相同时间内传输的信息就电磁波频率越高，相同时间内传输的信息就越多。通信频率越来越高，信息之路越来越宽。越多。通信频率越来越高，信息之路越来越宽。微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。课堂小结课堂小结
