21.4越来越宽的信息之路.ppt
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5分钟内，放电影比讲故事所包含的信息量更分钟内，放电影比讲故事所包含的信息量更多。多。相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的信息。的信息。信息理论表明信息理论表明:电磁波频率越高，相同时间内可电磁波频率越高，相同时间内可以传递的信息就越多而微波比以传递的信息就越多而微波比中波、短波、的频率更高，一定中波、短波、的频率更高，一定时间内可以传递更多的信息。时间内可以传递更多的信息。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之之间。间。一、微波通信一、微波通信微波的性质更接近光波:大致沿直线传播.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，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。发射发射接收接收微波通信的优缺点：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。能不能用地球的天然卫星能不能用地球的天然卫星-月球作为一个中月球作为一个中继站呢继站呢?不能：因为它离我们太远了，信号衰减、不能：因为它离我们太远了，信号衰减、时间延迟，而且只有当两个通信点同时时间延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点的通信。见到月亮时，才能完成这两点的通信。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三颗同步卫星可以实现全球通信三颗同步卫星可以实现全球通信用碟形天线（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卫星通信的优点卫星通信的优点:远距离传递信息通信容量大干扰小、质量好、功效高。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年年，华华裔裔物物理理学学家家高高锟锟首首次次利利用用无无线线电电波波导导通通信信的的原原理理，提提出出了了低低损损耗耗（20 db/km）的的光光导导纤纤维维（简（简称光纤）的概念。称光纤）的概念。1970年年，美美国国康康宁宁公公司司首首次次研研制制成成功功损损耗耗为为20 db/km的的石石英英光光纤纤，它它是一种理想的传输介质。是一种理想的传输介质。1970年年，贝贝尔尔实实验验室室研研制制成成功功室室温温下下 连连 续续 振振 荡荡 的的 半半 导导 体体 激激 光光 器器（LD）。从从此此，开开始始了了光光纤纤通通信信迅速发展的时代。迅速发展的时代。激光的特性激光的特性1、激光具有很高方向性、激光具有很高方向性 从普通光源发出的光是向四面八方传播的，传得越远从普通光源发出的光是向四面八方传播的，传得越远光束越分散光束越分散.而激光沿一定方向传播时几乎是不发散的，而激光沿一定方向传播时几乎是不发散的，即使把激光发射到距地球即使把激光发射到距地球38万千米的月球上，也只发散万千米的月球上，也只发散成一个直径为几千米的光斑成一个直径为几千米的光斑2、激光具有很高的单色性、激光具有很高的单色性 普通光源发出的光如日光，是由多种不同的色光混合而普通光源发出的光如日光，是由多种不同的色光混合而成的成的.即使普遍认为很好的单色光源即使普遍认为很好的单色光源氪灯发出的光也是氪灯发出的光也是由相近的色光组成的，颜色并不很纯，而激光是有很高的由相近的色光组成的，颜色并不很纯，而激光是有很高的单色性，颜色很纯单色性，颜色很纯.3、激光具有很高的亮度、激光具有很高的亮度 一台大功率激光器收出的激光，亮度可达太阳亮度的一台大功率激光器收出的激光，亮度可达太阳亮度的1071015倍倍.氦氖红光氦氖红光氩离子激光器氩离子激光器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光纤通信的优点：光纤通信的优点：（1）传输频带极极宽，通信容量很大；，通信容量很大；（2）光）光纤衰减小，无中衰减小，无中继设备，传输距离距离远；（3）频率率稳定，信号定，信号传输质量高；量高；（4）光）光纤抗抗电磁干磁干扰，保密性好。，保密性好。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、网络通信通过因特网可以收发电子邮件，看到不断更新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。的新闻，查到所需的各种资料。随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的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，信息传送的速度甚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，我们已经可以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。轻松地在网上看电视了。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
