第三節(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)及其發(fā)展前景第十五章電磁波與通信技術(shù)第三節(jié)

現(xiàn)代通信技術(shù)及其發(fā)展前景觀察與思考1876年貝爾發(fā)明了電話1892年，貝爾在紐約至芝加哥的電話開通儀式上了解移動(dòng)通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信、衛(wèi)星中繼通信。02了解通信技術(shù)的發(fā)展和工作原理。01學(xué)習(xí)目標(biāo)手機(jī)既是發(fā)射機(jī)又是接收機(jī)

1．移動(dòng)電話：（發(fā)射接收二合一）移動(dòng)通信基地臺(tái)的天線移動(dòng)電話的發(fā)射功率不大，天線的靈敏度也不高，需要靠固定無線電臺(tái)轉(zhuǎn)接，這種固定的電臺(tái)叫作基地臺(tái)。

手機(jī)和座機(jī)借助基地臺(tái)進(jìn)行交流手機(jī)座機(jī)

手機(jī)和手機(jī)通過基地臺(tái)進(jìn)行溝通工作區(qū)域在幾十米至幾百米的范圍。座機(jī)接在市話網(wǎng)上，相當(dāng)于小型基地臺(tái)。2．無線電話網(wǎng)絡(luò)通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：把許多獨(dú)立工作的計(jì)算機(jī)通過一定的硬件和軟件連接起來，使計(jì)算機(jī)之間能夠傳遞信息，這就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)覆蓋范圍，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分為個(gè)域網(wǎng)、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等層次。個(gè)域網(wǎng)用來連接距離很近的個(gè)人數(shù)字設(shè)備。局域網(wǎng)是在較近的傳輸范圍內(nèi)(如一所學(xué)?；蛞粭澽k公樓)，通過交換機(jī)和服務(wù)器(提供網(wǎng)絡(luò)控制和服務(wù)的專用計(jì)算機(jī))連接有限數(shù)量的計(jì)算機(jī)，進(jìn)行信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)通常由許多小型網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合組成，能覆蓋幾個(gè)城市、國(guó)家，乃至全球的區(qū)域。城域網(wǎng)是介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倬W(wǎng)絡(luò)，通常覆蓋一個(gè)城市或者地區(qū)?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)能夠高速處理海量的多媒體信息，通信技術(shù)又能實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互傳遞，所以人們不僅能夠通過網(wǎng)絡(luò)傳送文字、圖片，還可以分享聲音、視頻等。如今，遠(yuǎn)程視頻通話、多終端視頻會(huì)議等技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)日常生活，未來還將給我們的生產(chǎn)生活方式帶來更大的改變。光纖通信光的波長(zhǎng)只有幾百納米，比無線電波短得多，從理論上講，被調(diào)制的光能夠攜帶比無線電波多得多的信息。這個(gè)設(shè)想在發(fā)明了激光器后得以實(shí)現(xiàn)。激光是一種顏色非常純、方向高度集中的光。為了避免干擾和減少能量的損失，通信用的激光要在用專門材料制造的一種纖維中傳播，這種纖維稱為光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱光纖。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(jiǎn)稱光纖)的概念。1970年，美國(guó)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)纖維光沿著水流傳播實(shí)驗(yàn)演示——光可以沿著水流傳播光在光導(dǎo)纖維中的傳播（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，保密性好光纖通信的優(yōu)點(diǎn)衛(wèi)星中繼通信1.通信衛(wèi)星一般需要與地球表面各點(diǎn)保持相對(duì)靜止不動(dòng)，這樣的衛(wèi)星稱為地球靜止軌道衛(wèi)星。2.要想實(shí)現(xiàn)全球通信至少需要幾顆地球靜止軌道衛(wèi)星?用三顆地球靜止軌道衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信用碟形天線（大鍋）接收來自衛(wèi)星的信號(hào)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)遠(yuǎn)距離傳遞信息通信容量大干擾小、質(zhì)量好、功效高。衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)未來的通信發(fā)展趨勢(shì)是移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的高度融合。隨著第四代、第五代移動(dòng)通信技術(shù)(4G、5G)的發(fā)展和普及，優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)傳輸效率和速度使人們享受到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展帶來的便利，人們的學(xué)習(xí)，工作與生活方式也因此發(fā)生了重大變化。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能的興起，正推動(dòng)著社會(huì)的數(shù)字化演進(jìn)。通信技術(shù)的發(fā)展前景現(xiàn)代通信技術(shù)移動(dòng)通信衛(wèi)星通信課堂小結(jié)光纖通信三顆同步衛(wèi)星幾乎可實(shí)現(xiàn)全球通信網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)外兩層組成，激光在其內(nèi)層發(fā)生全反射功能：上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件等依靠大功率固定電臺(tái)和交換中心轉(zhuǎn)接組成：通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)：通信容量大，不怕雷擊，不受電磁干擾，通信質(zhì)量高，保密性好互聯(lián)網(wǎng)的連接組成1.在郵電通信大樓的頂部常可見到一些鍋形天線，關(guān)于這種天線的作用，以下說法中正確的是（）

A.這是做廣告用的模型

B.天線凹面斜向上方是用來接收衛(wèi)星信號(hào)的

C.天線凹面朝水平方向是用來接收衛(wèi)星信號(hào)的

D.無論天線朝什么方向均能接收衛(wèi)星信號(hào)B隨堂訓(xùn)練2.下列說法不正確的是（

）

A.微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，因此需要微波中繼站

B.我們可以把月亮作為一個(gè)微波中繼站

C.衛(wèi)星通信只需要3顆同步衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信

D.光纖通信是靠激光在光纜中傳播進(jìn)行信息傳遞的B

3.關(guān)于光纖通信，小明同學(xué)曾思考過這樣的問題:在漫長(zhǎng)的線路上，光纖免不了要拐彎、纏繞，而光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，激光通信信號(hào)怎樣從一端傳到另一端呢？后來在“研究光纖怎樣傳輸光信號(hào)”的活動(dòng)中