九年級(jí)物理越來(lái)越寬的信息之路ppt課件.ppt
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1、越來(lái)越寬的信息之路越來(lái)越寬的信息之路第二十一章第二十一章 第節(jié)第節(jié)越來(lái)越寬的信息之路越來(lái)越寬的信息之路學(xué)習(xí)目標(biāo):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5分鐘內(nèi),放電影比講故事所包含的信息量更分鐘內(nèi),放電影比講故事所包含的信息量更多。多。相同時(shí)間內(nèi),電視廣播比電臺(tái)廣播能傳遞更多相同時(shí)間內(nèi),電視廣播比電臺(tái)廣播能傳遞更多的信息。的信息。信息理論表明:信息理論表明:作為載體的電磁波,頻率越高,相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。作為載體的電磁波,頻率越高,相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。一?微波通信微波通信閱讀課本回答問題:(比一比,看誰(shuí)找的快)為什么要用微波通信?.微波的波長(zhǎng)范圍和頻率范圍
2、是多少?.微波有有什么性質(zhì)?微波中繼站的作用是什么?.微波中繼站的建立在距離上有什么要求?.能不能用地球的天然衛(wèi)星-月球作為一個(gè)中繼站呢?為什么要用微波通信?為什么要用微波通信?信息理論表明信息理論表明:電磁波頻率越高,相同時(shí)電磁波頻率越高,相同時(shí)間內(nèi)可以傳遞的信息就越多而微波比間內(nèi)可以傳遞的信息就越多而微波比中波、短波、的頻率更高,一定時(shí)間內(nèi)中波、短波、的頻率更高,一定時(shí)間內(nèi)可以傳遞更多的信息。可以傳遞更多的信息。.微波的波長(zhǎng)范圍和頻率范圍是多少微波的波長(zhǎng)范圍和頻率范圍是多少?微波的波長(zhǎng)在微波的波長(zhǎng)在10m1mm之間之間,頻率頻率在之間在之間.微波的性質(zhì)更接近光波:大致沿直線傳播.微波有什么
3、性質(zhì)微波有什么性質(zhì)?發(fā)射發(fā)射接收接收微波中繼通信微波中繼通信微波大致沿直線傳播,中繼站可以把上一站傳來(lái)的微波微波大致沿直線傳播,中繼站可以把上一站傳來(lái)的微波信號(hào)經(jīng)過接收、放大處理后,再發(fā)射到下一站去,這就信號(hào)經(jīng)過接收、放大處理后,再發(fā)射到下一站去,這就像接力賽跑一樣,一站傳一站,經(jīng)過很多中繼站可以把像接力賽跑一樣,一站傳一站,經(jīng)過很多中繼站可以把信息傳遞到遠(yuǎn)方。信息傳遞到遠(yuǎn)方。微波中繼站的作用是什么微波中繼站的作用是什么?發(fā)射發(fā)射接收接收發(fā)射發(fā)射接收接收微波中繼站微波中繼站每隔每隔5050千米左右建立一個(gè)中繼站千米左右建立一個(gè)中繼站,上一站傳來(lái)的上一站傳來(lái)的信號(hào)就可以傳遞下去信號(hào)就可以傳遞下去
4、.微波中繼站的建立在距離上有什么要求微波中繼站的建立在距離上有什么要求?6 6微波通信的優(yōu)缺點(diǎn):微波通信的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):微波通信的頻率高微波通信的頻率高,傳播信息容量大傳播信息容量大,且中且中繼站用計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制繼站用計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制.出現(xiàn)故障時(shí)能出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)自動(dòng)倒換倒換,自動(dòng)自動(dòng)報(bào)警報(bào)警,節(jié)約了人力資源節(jié)約了人力資源.缺點(diǎn)缺點(diǎn):微波傳送距離越遠(yuǎn)微波傳送距離越遠(yuǎn),需要需要建立建立的的中繼站中繼站就就越多越多,勢(shì)必會(huì)勢(shì)必會(huì)帶來(lái)一定的麻煩帶來(lái)一定的麻煩.而且在遇而且在遇到雪山、大洋,要本無(wú)法建立中繼站。到雪山、大洋,要本無(wú)法建立中繼站。1 mm1 mm10 m 10 m 30 MHz30 M
5、Hz3 310105 5 MHz MHz幾千幾千 幾萬(wàn)幾萬(wàn) 直直線線 50 km 50 km 繞繞射射 微波信號(hào)的波長(zhǎng)在微波信號(hào)的波長(zhǎng)在10 m 1 mm之間之間;微波信號(hào)的頻率在微波信號(hào)的頻率在30 MHz 3 105 MHz之之間。間。一、微波通信一、微波通信微波幾乎沿直線傳播微波幾乎沿直線傳播微波中繼通信示意圖微波中繼通信示意圖答案:答案:太遠(yuǎn),不方便太遠(yuǎn),不方便解決方案:解決方案:人造衛(wèi)星通信人造衛(wèi)星通信問題:?jiǎn)栴}:能否用月亮做中繼站,實(shí)現(xiàn)微波通信?能否用月亮做中繼站,實(shí)現(xiàn)微波通信?通信衛(wèi)星大多相對(duì)地球通信衛(wèi)星大多相對(duì)地球“靜止靜止”同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星二、衛(wèi)星通信二、衛(wèi)星通信三顆同步衛(wèi)星
6、可以實(shí)現(xiàn)全球通信三顆同步衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球通信用碟形天線(大鍋)接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)用碟形天線(大鍋)接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中中繼繼站站 3 3 衛(wèi)星通信除了能遠(yuǎn)距離傳遞信息外,還有通信容量大、抗干擾性好、衛(wèi)星通信除了能遠(yuǎn)距離傳遞信息外,還有通信容量大、抗干擾性好、質(zhì)量好、功效高等優(yōu)點(diǎn)質(zhì)量好、功效高等優(yōu)點(diǎn).光是比微波頻率光是比微波頻率高得多的電磁波。高得多的電磁波。光通信的光通信的“高速公路高速公路”更寬廣。更寬廣。利用頻率單一、方向高度集中的激光進(jìn)行利用頻率單一、方向高度集中的激光進(jìn)行通信,效果很好。通信,效果很好。三、光纖通信三、光纖通信光纖通訊技術(shù)是近幾十
7、年才發(fā)展起來(lái)的光纖通訊技術(shù)是近幾十年才發(fā)展起來(lái)的1966年年,華華裔裔物物理理學(xué)學(xué)家家高高錕錕首首次次利利用用無(wú)無(wú)線線電電波波導(dǎo)導(dǎo)通通信信的的原原理理,提提出出了了低低損損耗耗(20 db/km)的的光光導(dǎo)導(dǎo)纖纖維維(簡(jiǎn)(簡(jiǎn)稱光纖)的概念。稱光纖)的概念。1970年年,美美國(guó)國(guó)康康寧寧公公司司首首次次研研制制成成功功損損耗耗為為20 db/km的的石石英英光光纖纖,它它是一種理想的傳輸介質(zhì)。是一種理想的傳輸介質(zhì)。1970年年,貝貝爾爾實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室室研研制制成成功功室室溫溫下下 連連 續(xù)續(xù) 振振 蕩蕩 的的 半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 激激 光光 器器(LD)。從從此此,開開始始了了光光纖纖通通信信迅速發(fā)展
8、的時(shí)代迅速發(fā)展的時(shí)代。各種光導(dǎo)纖維各種光導(dǎo)纖維光沿著水流傳播光沿著水流傳播實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)演示光可以沿著水流傳播光可以沿著水流傳播光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光在光導(dǎo)纖維中的傳播光在光導(dǎo)纖維中的傳播理解光纖通信理解光纖通信1.1.傳導(dǎo)方式:光纖通信就是利用激光在光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)方式:光纖通信就是利用激光在光導(dǎo)纖維中傳送信號(hào)的通信方式中傳送信號(hào)的通信方式.在用光纖通信時(shí),激光從在用光纖通信時(shí),激光從光導(dǎo)纖維的一端射入,在內(nèi)壁上經(jīng)多次反射,從光導(dǎo)纖維的一端射入,在內(nèi)壁上經(jīng)多次反射,從另一端射出,把它攜帶的信息傳到遠(yuǎn)方另一端射出,把它攜帶的信息傳到遠(yuǎn)方.(1)傳輸頻帶極極寬,通信容量很大;,通信容量很大;(2)光)光纖
9、衰減小,無(wú)中衰減小,無(wú)中繼設(shè)備,傳輸距離距離遠(yuǎn);(3)頻率率穩(wěn)定,信號(hào)定,信號(hào)傳輸質(zhì)量高;量高;(4)光)光纖抗抗電磁干磁干擾,保密性好。,保密性好。光纖通信的優(yōu)點(diǎn):光纖通信的優(yōu)點(diǎn):3.3.注意:注意:(1)(1)光纖通信利用的不是微波,而是激光光纖通信利用的不是微波,而是激光.(2)(2)激光在光導(dǎo)纖維中傳播發(fā)生的是全反射,不是折激光在光導(dǎo)纖維中傳播發(fā)生的是全反射,不是折射射.計(jì)算機(jī)可以高速處理各種信息,把計(jì)算機(jī)聯(lián)在計(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。一起,可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。四、網(wǎng)絡(luò)通信四、網(wǎng)絡(luò)通信1.電子郵件是怎樣傳播的?2.怎樣來(lái)識(shí)別電子郵箱地址?3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)
10、絡(luò)的優(yōu)越性是什么?四.網(wǎng)絡(luò)通訊電子郵件的傳送方式計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)甲服務(wù)器A計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)乙服務(wù)器B計(jì)算機(jī)甲服務(wù)器A服務(wù)器B計(jì)算機(jī)乙電子郵件 2.怎樣來(lái)識(shí)別電子郵箱地址?cn用戶名服務(wù)器名中國(guó)注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議 Internet因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí) 3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性是什么?通過因特網(wǎng)可以收發(fā)電子郵件,看到不斷更新通過因特網(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。的新聞,查到所需的各種資料。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)可以在很短的隨著通信技術(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(lái)越大的信息量,信息傳送的速度甚時(shí)間內(nèi)傳送越來(lái)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
11、已經(jīng)可以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。輕松地在網(wǎng)上看電視了。光光導(dǎo)纖維導(dǎo)纖維 反射反射 信息信息 計(jì)計(jì)算機(jī)算機(jī) 電電子子郵郵件件 計(jì)計(jì)算機(jī)算機(jī) 因特網(wǎng)因特網(wǎng) 檢測(cè)檢測(cè)1 1信信息息理理論論表表明明:作作為為載載體體的的電電磁磁波波,越越高高,在相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)脑谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)傳輸?shù)?就越多就越多2 2電電視視廣廣播播的的工工作作頻頻率率一一般般為為30 30 MHzMHz3 310105 5MHzMHz,聲聲音音廣廣播播的的工工作作頻頻率率一一般般為為102 102 kHzkHz30MHz30MHz,由由此此可可知知在在相相同同時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi) 廣廣播播比比 廣廣播
12、播要要傳傳輸輸更更多的信息多的信息頻率頻率信息信息電視電視聲音聲音3 3微微波波的的頻頻率率在在 MHzMHz至至 MHzMHz之之間間的的電電磁磁波波,微微波波的的性性質(zhì)質(zhì)與與更更接接近近,大大致致也也是是沿沿 傳傳播播,微微波波 (選選填填“能能”或或“不不能能”)沿沿地地球球表表面面繞繞射射,所所以以必必須須每每隔隔 kmkm左左右右要要建建設(shè)設(shè)一一個(gè)個(gè) ,把把傳傳來(lái)的信號(hào)處理后再傳出去,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信來(lái)的信號(hào)處理后再傳出去,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信4 4現(xiàn)現(xiàn)代代科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展,使使人人們們實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了了衛(wèi)衛(wèi)星星通通信信之之夢(mèng)夢(mèng)衛(wèi)衛(wèi)星星通通信信就就是是利利用用 做做微微波波通通信信的的
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