四、越来越宽的信息之路(1)

1、讲五分钟的故事和放映五分钟的电影，两者所讲五分钟的故事和放映五分钟的电影，两者所传递的信息量是不一样的，五分钟的语言只能传递的信息量是不一样的，五分钟的语言只能简单描述人的相貌、衣着和事件的梗概；而五简单描述人的相貌、衣着和事件的梗概；而五分钟的电影，除此之外还能展现故事地点的山分钟的电影，除此之外还能展现故事地点的山川和天气、人物衣服的质地和颜色、主人公的川和天气、人物衣服的质地和颜色、主人公的容貌和嗓音等许许多多细节。因此，电视广播容貌和嗓音等许许多多细节。因此，电视广播与声音广播相比，在相同时间内要传送更多的与声音广播相比，在相同时间内要传送更多的信息。信息。1.微波通信微波通信2.卫星

2、通信卫星通信3.光纤通信光纤通信4.网络通信网络通信1.微波通信微波通信微波：微波：波长在波长在10m1mm之间，频率在之间，频率在30MHz300000MHz之间的电磁波。之间的电磁波。优点：优点：频率高，信息传递的效率高，可频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，穿透性好。以同时开通大量的频道，穿透性好。缺点：缺点：传播近似直线，不能沿地球表面传播近似直线，不能沿地球表面传播，在地面的传播距离短。传播，在地面的传播距离短。 这样显然不行，对方肯定收不到。这样显然不行，对方肯定收不到。那怎么办呢？想想有什么办法。那怎么办呢？想想有什么办法。发射发射接收接收微波的性质更接近光波:大致

3、沿直线传播.微波中继通信微波中继通信微波大致沿直线传播，微波大致沿直线传播，中继站可以把上一站传来的微波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，信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去，这就这就像接力赛跑一样，一站传一站，像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把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么微波中继站的作用是什么? ?发射发射接收接收AB 这样每隔这样每隔 50 km左右建设一个微波中继站，左右建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去而且，信号传递

4、的距离越远，需要的中继站去而且，信号传递的距离越远，需要的中继站就越多。就越多。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，要本无法建立中继站。到雪山、大洋，要本无法建立中继站。但在遇到雪

5、山、大洋，根本无法建设中继站时，但在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，又该怎么办呢？能不能利用地球的卫星又该怎么办呢？能不能利用地球的卫星 月月球进行微波中继通信呢？球进行微波中继通信呢？月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了们太远了38 万千米！信号衰减、时间延万千米！信号衰减、时间延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信。才能完成这两点间的通信。显然利用月球是不现实的，那么你还能想到什显然利用月球是不现实的，那么你还能想到什么办法呢？么办法呢？2.卫星通信卫星通信卫星通信：

6、卫星通信：利用卫星做中继站的微波通信利用卫星做中继站的微波通信方式。通信卫星大多是同步卫星。方式。通信卫星大多是同步卫星。同步卫星：同步卫星：公转周期与地球自传周期相同公转周期与地球自传周期相同的卫星，从地球上看，它好像悬挂在空中的卫星，从地球上看，它好像悬挂在空中静止不动。静止不动。优点：优点：覆盖范围广，只要三个卫星就可以覆盖范围广，只要三个卫星就可以让信号覆盖全球。让信号覆盖全球。 阅读并思考阅读并思考: : 二二. .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

7、信至少需要几颗同步卫星? ?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1.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的周期地球自转的周期相同相同, ,相对地球相对地球”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用三颗同步地球卫星就可以实现全球通信用三颗同步地球卫星就可以实现全球通信卫星通信卫星通信：利用：利用卫星做中继站的卫星做中继站的微波通信方式。微波通信方式。 在地球的周围均匀地配置在地球的周围均匀地配置 3 颗同步通颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球面，可以信卫星，就覆盖了几乎全部地球面，可以

8、实现全球通信。它们就像几个太空微波中实现全球通信。它们就像几个太空微波中继站，从一个地面站接收的电信号，经过继站，从一个地面站接收的电信号，经过处理，再发送到另一个或几个地面站。现处理，再发送到另一个或几个地面站。现在通过卫星电视，一个地方出现的突发事在通过卫星电视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们儿乎可以立刻看到现场件，全世界的人们儿乎可以立刻看到现场的画面。的画面。通信卫星。板状的两翼是太通信卫星。板状的两翼是太阳电池板它把太阳能转化阳电池板它把太阳能转化成电能，供卫星使用。成电能，供卫星使用。蝶形天线用来接收蝶形天线用来接收来自卫星的信号。来自卫星的信号。3.3.卫星通信的优点卫星通

9、信的优点: : 远距离传递信息 通信容量大 干扰小、质量好、功效高。我们已经知道，电磁波的传播速度等我们已经知道，电磁波的传播速度等于光速。实际上光也是一种电磁波。于光速。实际上光也是一种电磁波。与电磁波相比，光的频率更高。如果与电磁波相比，光的频率更高。如果用光来通信，这条用光来通信，这条”高速公路高速公路”要比要比短波微波的短波微波的“公路公路”宽出百万倍、宽出百万倍、千万倍。但如何实现光通信呢？千万倍。但如何实现光通信呢？普通的光源夹杂了许多不同波长（频率）普通的光源夹杂了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。的光，难以用它携带信息。1960年美国年美国科学家梅曼制成了世界上第一台

10、红宝石激科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一，方向高度集中光器，它能产生频率单一，方向高度集中的光的光激光，激光，这才使得用光进行通信的幻想得以实现。这才使得用光进行通信的幻想得以实现。但是激光用于实际的通信，并不像手电筒但是激光用于实际的通信，并不像手电筒照亮房间那么简单。通信用的激光一般在照亮房间那么简单。通信用的激光一般在特殊的管道特殊的管道光导纤维里传播。光导纤维里传播。3.光纤通信光纤通信光纤通信：利用频率更高的光波进行信息光纤通信：利用频率更高的光波进行信息传递。传递。优点：频率高，信息传递的效率高，可以优点：频率高，信息传递的效率高，可以同时开通大量的频道，

11、穿透性好。同时开通大量的频道，穿透性好。但普通的光不可以：发散性，不单一但普通的光不可以：发散性，不单一激光：频率单一、方向集中，可以用来传激光：频率单一、方向集中，可以用来传递信息。递信息。那么什么是光纤呢？那么什么是光纤呢？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，

12、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，保密性好电话机电话机电视摄像机电视摄像机电端机光光端端机机电话机电话机电视电视 接收机接收机电电端端机机光光端端机机光缆光缆信息发送端信息发送端信息接收端信息接收端 把大塑料瓶用不透光的纸包上瓶的把大塑料瓶用不透光的纸包上瓶的侧壁开个小孔。塑侧壁开个小孔。塑料料瓶内盛满水，水中有瓶内盛满水，水中有一个光源。当水从小孔流出时，你会看到一个光源。当水从小孔流出时，你会看到光随着弯曲的水流照到地面，在地面产生光随着弯曲的水流照到地面，在地面产生一个光斑。这就是光纤的原理。一个光斑。这就是光纤的原理。 光从光导纤维的一端射

13、入，在内壁上多次反射，从另一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。光导纤维是很端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常数条光纤一起敷上保护层制成光缆，细很细的玻璃丝，通常数条光纤一起敷上保护层制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，在一用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。定时间内可以传输大量信息。光导纤维光导纤维FLASH光导纤维光导纤维激光激光4.网络通信网络通信 网络通信：把计算机连在一起，实网络通信：把计算机连在一起，实现信息共享。现信息共享。电子

14、邮件电子邮件因特网因特网1.微波通信：微波通信： 微波的波长在微波的波长在10m1mm之间，频率在之间，频率在30MHZ3105MHZ之间，微波在空间中近似直线传播，不之间，微波在空间中近似直线传播，不能沿地球表面绕射，微波通信必须每隔能沿地球表面绕射，微波通信必须每隔50km左右建立左右建立一个中继站，把上一站传来的信号放大处理后再传递一个中继站，把上一站传来的信号放大处理后再传递到下一站继续传送。到下一站继续传送。微波通信的频率高，传递性信息容量大。且中继站微波通信的频率高，传递性信息容量大。且中继站使用计算机控制，出现故障能自动倒换和报警，被广使用计算机控制，出现故障能自动倒换和报警，被

15、广泛应用于无线电通信、广播、电视和导航。泛应用于无线电通信、广播、电视和导航。 在地球赤道平面上空同步轨道上均匀在地球赤道平面上空同步轨道上均匀地配置三颗同步卫星，即可实现全球通信。地配置三颗同步卫星，即可实现全球通信。 卫星通信不但能远距离传递信息，而卫星通信不但能远距离传递信息，而且容量大，所受干扰小、质量好、功效高。且容量大，所受干扰小、质量好、功效高。 2.卫星通信：卫星通信： 用地球同步卫星做微波通信的中继站。用地球同步卫星做微波通信的中继站。3.光纤通信：光纤通信： 光纤通信是靠频率单一、方向高度集光纤通信是靠频率单一、方向高度集中的中的激光激光在光导纤维中多次反射来输送信在光导纤

16、维中多次反射来输送信号的一种通信方式。号的一种通信方式。4.网络通信：网络通信： 计算机可以处理大量信息，把计算机可以处理大量信息，把计算机联计算机联在一起在一起，可以进行网络通信，目前使用最频，可以进行网络通信，目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。繁的网络通信形式是电子邮件。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1、信息理论表明，作为载体的无线

17、电波，、信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越高频率越高，在相同时间内传输的信息就越多在相同时间内传输的信息就越多 2.微波通信：微波通信：微波微波的性质更接近光波，的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿大致沿直线传播，不能沿地球绕射地球绕射，因此，必须，因此，必须每隔每隔50km左右就建设一个微波中继站。左右就建设一个微波中继站。中继站作用是把上一站传来的信号处理后，在发射到下一站去。中继站作用是把上一站传来的信号处理后，在发射到下一站去。3.卫星通信：卫星通信：通信卫星相当于微波通信的中继站。通信卫星相当于微波通信的中继站。通信卫星大多通信卫星大多是相对地球是相对地球“静止静止”的同步

18、卫星，在地球的周围均匀地配置的同步卫星，在地球的周围均匀地配置3颗颗同同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。4.光纤通信：光纤通信：光纤通信是光从光导纤维的一端射入，光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次在内壁上多次反射反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光纤，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光纤通信的保密性强，不受外界条件的干扰，传播距离远，容量大。通信的保密性强，不受外界条件的干扰，传播距离远，容量大。5.网络通信：网络通信：把计算机连在一起，实现信息共享。把计算机连在一起，实

19、现信息共享。目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。 1. 微波是频率在微波是频率在_MHz至至 _ MHz之间的电磁波，微波的性质与之间的电磁波，微波的性质与_更接更接近，大致也是沿近，大致也是沿_传播，微波传播，微波_(选选填填“能能”或或“不能不能”)沿地球表面绕射，所以必沿地球表面绕射，所以必须每隔须每隔_ km左右要建设一个左右要建设一个_ ，把，把传来的信号处理后再传出去，实现远距离通信。传来的信号处理后再传出去，实现远距离通信。 2. 现代科学技术的发展，使人们实现了卫现代科学技术的发展，使人们实现了卫星通信之梦。卫星通信就是利用星通信之梦。卫星通信就是利用_做微波通信的中继站。做微波通信的中继站。301105直线直线不能不能50中继站中继站卫星卫星光光 3. 在地球上空均匀配置在地球上空均匀配置_颗颗_卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，从而实现卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，从而实现了了 4. 实际上，光也是一种比微波频率更高的实际上，光也是一种比微波频率更高的电磁波，而激光则是频率电磁波，而激光则是频率_ ，方向，方向 _的光的光3同步同步单一单一单一单一 5.