第三节现代通信技术及发展前景
学习目标
1.常识性地了解移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信的基础知识。
2.掌握和了解移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信的特点和基本原理。
1.常识性地了解移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信的基础知识。
2.掌握和了解移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信的特点和基本原理。
知识复习
1. 电磁波是由迅速变化的电流激起的。电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。
2. 电磁波可以传递信息和能量。
3. 电磁波的波长、频率和波速的关系是c=λf。
4. 光的反射:光从一种介质射向另一种介质表面时，有部分光返回原介质的现象。
5. 光波属于电磁波。
1. 电磁波是由迅速变化的电流激起的。电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。
2. 电磁波可以传递信息和能量。
3. 电磁波的波长、频率和波速的关系是c=λf。
4. 光的反射:光从一种介质射向另一种介质表面时，有部分光返回原介质的现象。
5. 光波属于电磁波。
一 、移动通讯
移动通信的特点
移动电话(通常称为手机)由电磁波传递信息，移动电话既是发射机又是接收机，但是它的发射功率很小，又不具有交换能力，必须依靠 一组大功率的固定电台(基地台)和交换中心来转接
移动通信的工作 方式
手机（电磁波）基地台（光缆）交换中心（光缆）基地台（电磁波）手机
其他移动通信设备
警察用的对讲机、业余无线电爱好者使用的手持和车载小型电台、军 队和地质工作者使用的小型电台等
移动电话的新功能
(1) 不仅可以通话，还可以发送、接收文字短信息和其他服务性信息；
(2) 能无线上网；（3)还可拍摄和传送彩色数码照片，接收电视节目， 开通可视电话等
移动通信的特点
移动电话(通常称为手机)由电磁波传递信息，移动电话既是发射机又是接收机，但是它的发射功率很小，又不具有交换能力，必须依靠 一组大功率的固定电台(基地台)和交换中心来转接
移动通信的工作 方式
手机（电磁波）基地台（光缆）交换中心（光缆）基地台（电磁波）手机
其他移动通信设备
警察用的对讲机、业余无线电爱好者使用的手持和车载小型电台、军 队和地质工作者使用的小型电台等
移动电话的新功能
(1) 不仅可以通话，还可以发送、接收文字短信息和其他服务性信息；
(2) 能无线上网；（3)还可拍摄和传送彩色数码照片，接收电视节目， 开通可视电话等
例1 手机广泛运用于现代生活，已成为人们不可或缺的通信工具，下列有关手机的说法中不正确的是（）
A.接手机时能根据对方语音音色来判断对方是谁
B.手机是利用电磁波来传递信息的唯一通信设备
C.手机来电振动时将电能转化为机械能
D.手机的话筒是将声音信号转化为电信号的装置
A.接手机时能根据对方语音音色来判断对方是谁
B.手机是利用电磁波来传递信息的唯一通信设备
C.手机来电振动时将电能转化为机械能
D.手机的话筒是将声音信号转化为电信号的装置
答案:B
二 、网络通信
1.互联网（又称因特网）
(1) 把许多计算机通过一定的硬件和软件连接起来，就成为网络。
(2) 在一所学校或一个居民小区内，若干台计算机接到交换机和服务器(提供网络控制和服务的专用计算机)上，就组成了局域网，再进而实现全世界的连接，就成为互联网，如下图所示。
2.互联网的功能
(1) 在网上传送的电子邮件不仅有文字，还有图像和声音。
(2) 可以实现可视电话。
(3)可以从网上看到不断更新的新闻，査到所需的各种资料，可以获得 世畀各地的各种信息。
(4)网络还有其他许多功能，如网上学习、网上远程教育等。
3.互联网的连接,除了使用金属导线外，还使用光缆、通信卫星等各种 通信手段。
1.互联网（又称因特网）
(1) 把许多计算机通过一定的硬件和软件连接起来，就成为网络。
(2) 在一所学校或一个居民小区内，若干台计算机接到交换机和服务器(提供网络控制和服务的专用计算机)上，就组成了局域网，再进而实现全世界的连接，就成为互联网，如下图所示。
2.互联网的功能
(1) 在网上传送的电子邮件不仅有文字，还有图像和声音。
(2) 可以实现可视电话。
(3)可以从网上看到不断更新的新闻，査到所需的各种资料，可以获得 世畀各地的各种信息。
(4)网络还有其他许多功能，如网上学习、网上远程教育等。
3.互联网的连接,除了使用金属导线外，还使用光缆、通信卫星等各种 通信手段。
例2 (多选)关于网络通信,下列说法中正确的是（ ）
A.计算机可以高速处理大量的信息，把许多计算机通过一定的硬件和软件连接在一起进行通信,叫作网络通信
B.目前最频繁的网络通信形式之一是电子邮件
C.网络通信就是在计算机网络上收发电子邮件
D.通信卫星是因特网连接的唯一手段
A.计算机可以高速处理大量的信息，把许多计算机通过一定的硬件和软件连接在一起进行通信,叫作网络通信
B.目前最频繁的网络通信形式之一是电子邮件
C.网络通信就是在计算机网络上收发电子邮件
D.通信卫星是因特网连接的唯一手段
答案:AB
例3 下列哪个是互联网不能实现的（ ）
A.查阅资料、看新闻
B.购物、视频点播、聊天
C.远程教育、远程医疗
D.现金交易
A.查阅资料、看新闻
B.购物、视频点播、聊天
C.远程教育、远程医疗
D.现金交易
答案:D
三 、光纤通信
1. 激光技术和光纤技术是光纤通信的基础。光也是电磁波，可见光的波长只有几百纳米，比无线电波短得多。
2. 激光及其应用
(1) 激光是一种颜色非常纯、方向高度集中的光。它的强度可以超过太阳光，不能让它直接射入眼中，以免伤害视网膜。
(2) 其应用主要表现在:①通信;②激光束的平行度好，可以进行精确测距，如激光测距雷达，还可以用來刻录光盘;③激光的另一特点是亮度高，可以用来切割物体、焊接金属；④在医学上用来切除肿瘤;⑤在军事上用来瞬间破坏敌人的飞行器等。
1. 激光技术和光纤技术是光纤通信的基础。光也是电磁波，可见光的波长只有几百纳米，比无线电波短得多。
2. 激光及其应用
(1) 激光是一种颜色非常纯、方向高度集中的光。它的强度可以超过太阳光，不能让它直接射入眼中，以免伤害视网膜。
(2) 其应用主要表现在:①通信;②激光束的平行度好，可以进行精确测距，如激光测距雷达，还可以用來刻录光盘;③激光的另一特点是亮度高，可以用来切割物体、焊接金属；④在医学上用来切除肿瘤;⑤在军事上用来瞬间破坏敌人的飞行器等。
例4 下列有关激光应用的说法中，不正确的是（ ）
A.利用激光进行室内照明
B.利用激光进行通信
C.利用激光加工坚硬的材料
D.利用激光进行远距离测距
A.利用激光进行室内照明
B.利用激光进行通信
C.利用激光加工坚硬的材料
D.利用激光进行远距离测距
答案：A
3.光纤通信
材料
光导纤维(简称光纤)是一种非常细的玻璃丝，比人的头发丝还要细，直径只有十分之几毫米。把若干条光纤集成束，外面包上保护层，就成为光缆
结构
光纤由内芯和包层两部分组成，内芯由光在其中传 播速度较小的物质做成，包层由光在其中传播速度 较大的物质做成。如图所示，由于内外两层的折射本领不同，光在光纤中通过时，发生全反射，光就不 会跑到外层去了
原理
利用激光在光导纤维内壁上多次全反射，从另一端射出，这样激光就可以沿弯曲的光纤向前传播，把携带的信息传到远方，如图所示
优点
频率高，容量大，传输损耗小，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好，光缆一般都铺设在地下的管道中，特别适合于远距离通信用长途电话、有线电视、电视会议、互联网等
材料
光导纤维(简称光纤)是一种非常细的玻璃丝，比人的头发丝还要细，直径只有十分之几毫米。把若干条光纤集成束，外面包上保护层，就成为光缆
结构
光纤由内芯和包层两部分组成，内芯由光在其中传 播速度较小的物质做成，包层由光在其中传播速度 较大的物质做成。如图所示，由于内外两层的折射本领不同，光在光纤中通过时，发生全反射，光就不 会跑到外层去了
原理
利用激光在光导纤维内壁上多次全反射，从另一端射出，这样激光就可以沿弯曲的光纤向前传播，把携带的信息传到远方，如图所示
优点
频率高，容量大，传输损耗小，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好，光缆一般都铺设在地下的管道中，特别适合于远距离通信用长途电话、有线电视、电视会议、互联网等
例5 (多选)下列关于激光在光导纤维中的传播情况说法正确的是（ ）
A. 激光在光导纤维的内芯和包层间来回传播
B. 激光只在光导纤维的内芯中传播
C. 激光在光导纤维的内芯和包层分界面上发生反射
D. 在光导纤维的拐弯处，激光会泄漏出去
A. 激光在光导纤维的内芯和包层间来回传播
B. 激光只在光导纤维的内芯中传播
C. 激光在光导纤维的内芯和包层分界面上发生反射
D. 在光导纤维的拐弯处，激光会泄漏出去
答案:BC
四、卫星中继通信
卫星通信使用微波，其特点是容易像光波那样集束和沿着直线传播。
1.地球同步卫星
(1)通信卫星是相对地面静止的同步卫星，如下图15-3-4所示，它绕地球转动一周的时间恰好为24 h,与地球自转的周期相同，并且转动的方向 与地球自转的方向相同。
（2）在地球赤道上空约36 000 km髙度的圆形轨 道上均勻地布置三颗同步卫星，就能使通信范围几乎覆盖地球上各个角落，实现全球通信。如下图所示。
2.通信方式
卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成，如下图 所示，从地面站向卫星1发送微波，卫星1收到后经过放大用微波向 地面和卫星2转发，卫星2收到后经过放大再用微波向地面和卫星3发送， 卫星3再向地面发射。这种方法类似于接力赛跑，所以被称为中继通信。
卫星通信使用微波，其特点是容易像光波那样集束和沿着直线传播。
1.地球同步卫星
(1)通信卫星是相对地面静止的同步卫星，如下图15-3-4所示，它绕地球转动一周的时间恰好为24 h,与地球自转的周期相同，并且转动的方向 与地球自转的方向相同。
（2）在地球赤道上空约36 000 km髙度的圆形轨 道上均勻地布置三颗同步卫星，就能使通信范围几乎覆盖地球上各个角落，实现全球通信。如下图所示。
2.通信方式
卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成，如下图 所示，从地面站向卫星1发送微波，卫星1收到后经过放大用微波向 地面和卫星2转发，卫星2收到后经过放大再用微波向地面和卫星3发送， 卫星3再向地面发射。这种方法类似于接力赛跑，所以被称为中继通信。
例6 人们从电视屏幕上看到的国际新闻和体育比赛等节目的微波 信号是通过卫星传送的，属于卫星通信。用于卫星通信的人造卫星叫作通 信卫星。下列关于*R星通信的说法中正确的是（ ）
A.同步卫星公转的周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的
B.卫星通信的微波信号在通过大气层时，无能量损失
C.同步卫星在空中是绝对静止的
D.同步卫星是用来发射无线电波的
A.同步卫星公转的周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的
B.卫星通信的微波信号在通过大气层时，无能量损失
C.同步卫星在空中是绝对静止的
D.同步卫星是用来发射无线电波的
答案：A
五、通讯技术的发展前景
1.21世纪人类将全面进入信息化社会。计算机技术将在通信领域得到更加广泛和深人的应用。
2. 数字电视技术进一步成熟。
3. 新一代的GPRS手机与笔记本计算机连接起来能够实现无线上网， 从而传送多媒体信息。
4. 卫星通信的应用进一步扩展。
5. 家用电器将进一步智能化。
6. 未来通信的发展趋势是移动通信和互联网技术的高度融合。
1.21世纪人类将全面进入信息化社会。计算机技术将在通信领域得到更加广泛和深人的应用。
2. 数字电视技术进一步成熟。
3. 新一代的GPRS手机与笔记本计算机连接起来能够实现无线上网， 从而传送多媒体信息。
4. 卫星通信的应用进一步扩展。
5. 家用电器将进一步智能化。
6. 未来通信的发展趋势是移动通信和互联网技术的高度融合。
例7 现在我们可以很方便地使用3G或4G手机进行尤线网络登录。下列对手机上网的说法中，正确的是（ ）
A. 使用电磁波传输数字信号
B. 使用超声波传输数字信号
C. 使用红外线传输数字信号
D. 使用次声波传输数字信号
A. 使用电磁波传输数字信号
B. 使用超声波传输数字信号
C. 使用红外线传输数字信号
D. 使用次声波传输数字信号
答案:A
典型例题剖析
学科综合
综合 现代通信技术的应用
学科综合
综合 现代通信技术的应用
例1 (多选)北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，系统由空间端、地面端和用户端(导航仪)组成，全部建成后可在全球范围内为各类用户提供定位、导航、授时服务。关于“BDS”的工作过程，下列说法错误的是（）
A.导航仪只能接收地面端的中心控制系统的信息而不能接收导航卫星的信息
B.导航仪只能接收导航卫星的信息而不能向导航卫星发送信息
C.导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播
D.导航仪与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的
A.导航仪只能接收地面端的中心控制系统的信息而不能接收导航卫星的信息
B.导航仪只能接收导航卫星的信息而不能向导航卫星发送信息
C.导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播
D.导航仪与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的
答案:ABC
实践应用
例2 阅读短文，回答问题。
地球同步卫星
人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。
从地球上看，它相对于地面静止于赤道上空，与地球转动同步,故称为地球同步卫星。在赤道上空约为36 000 km的高度上均匀布置三颗同步卫星，可几乎实现全球通信。
地球同步卫星常用于通信、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。
(1) 地球同步卫星相对于地面 是______(选填“运动”或“静止”)的。
(2) 点火加速阶段中能量转化为化学能一内能 一______能。
例2 阅读短文，回答问题。
地球同步卫星
人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。
从地球上看，它相对于地面静止于赤道上空，与地球转动同步,故称为地球同步卫星。在赤道上空约为36 000 km的高度上均匀布置三颗同步卫星，可几乎实现全球通信。
地球同步卫星常用于通信、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。
(1) 地球同步卫星相对于地面 是______(选填“运动”或“静止”)的。
(2) 点火加速阶段中能量转化为化学能一内能 一______能。
答案：（1)静止（2)机械
(3) 从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需 要______s。
(4) 同步卫星的用途有____________(答出两种即可)。
(4) 同步卫星的用途有____________(答出两种即可)。
答案：（3）0.24 (4)通信、广播电视（答案合理）
例3 在一个无色大塑料瓶的侧壁靠近底部的位置钻一个小孔，用胶带粘住小孔，在瓶中装满水。在瓶的另一侧放一只激光手电筒，调节光束的方向，让光束正好能射中对侧的小孔，如下图所示。
揭下胶带，让水流到下面的盆里，你会看到光随弯弯的水流照到盆底，在盆底产生一个光斑。
(1) 在这个实验中，激光手电筒的光束是沿水流的_____(选填“内”或“外”)壁经过多次______(选填“反”或“折”)射，最后射到盆底的。
(2) 实验中从瓶中流出的水柱相当于激光通信中的________。由此说明用来进行激光通信的光纤_____(选填“能”或“不能”)弯曲。
(3) 猜想:在激光通信中，一根光纤能不能同时传导多束激光信号而不 致相互干扰？
答案：（1）内反（2）光导纤维能（3）—根光导纤维中能同时传导多束激光信号而不致相互干扰。
中考考点对接
中考考点解读
解读：移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信是中考的一个小考点，难度较小，常见题型有选择题和 、填空题。
中考考点解读
解读：移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信是中考的一个小考点，难度较小，常见题型有选择题和 、填空题。
(2017 •山东东营中考• 2分)“北斗”卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，具有定位、导航和通信等功能。“北斗，，卫星导航系统利用_______传递信息，这种信息____(选填“能”或“不能”)在真空中传播。
答案：电磁波 能(每空1分）
例 下列说法正确的是（ ）
A. 电磁波运载信息量与波长有关，波长越长，运载信息里越多
B. 电磁波运载信息量与波速有关，波速越大，运载信息里越多
C. 电磁波运载信息量与波的频率有关，频率越高，运载信息量越多
D. 以上说法均不正确
A. 电磁波运载信息量与波长有关，波长越长，运载信息里越多
B. 电磁波运载信息量与波速有关，波速越大，运载信息里越多
C. 电磁波运载信息量与波的频率有关，频率越高，运载信息量越多
D. 以上说法均不正确
答案:C
重点内容总结
现代通信技术及发展前景
1、移动通信
移动电话既是发射机又是接收机， 但是发射功率小，又不具有交换能 力，必须依靠一组大功率的固定电台(基地台)和交换中心来转接
2、网络通信
互联网的连接及组成。上网、收发电子邮件等。互联网的功能
3、通信技术发展前景
4、光纤通信
激光：颜色非常纯，方向高度集中
光纤：由内外两层构成，激光在其光纤内层发生全反射而传递信
优点：通信容量大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好，适用于远距离传输信息
5、卫星中继通信
①用微波传递信息；②在地球赤道上方36 000 km的圆形轨道上均勻分布三颗同步卫星，可使通信范围几乎覆盖地球各个角落
现代通信技术及发展前景
1、移动通信
移动电话既是发射机又是接收机， 但是发射功率小，又不具有交换能 力，必须依靠一组大功率的固定电台(基地台)和交换中心来转接
2、网络通信
互联网的连接及组成。上网、收发电子邮件等。互联网的功能
3、通信技术发展前景
4、光纤通信
激光：颜色非常纯，方向高度集中
光纤：由内外两层构成，激光在其光纤内层发生全反射而传递信
优点：通信容量大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好，适用于远距离传输信息
5、卫星中继通信
①用微波传递信息；②在地球赤道上方36 000 km的圆形轨道上均勻分布三颗同步卫星，可使通信范围几乎覆盖地球各个角落
课后作业
1. 手机具有下列功能：通话，短信，E-mail收发，即时通信，数据业务，摄像、摄影，多媒体，游戏等。
2. 海卫视台将电视信号发射出去，卫星接收后经过放大再用微波向地面发送，当地电视台接收后再发送到用户。
3. 遥控器主要由形成遥控信号的微处理器芯片、晶体 振荡器、放大晶体管、红外发光二极管以及键盘矩阵组成。其工作原理如下:微处理器芯片IC1内部的振荡器通过2、3脚与外部的振荡晶体X组成一个高频振荡器，产生高频振荡信号。此信号送人定时信号发生器后产生正弦信号和定时脉冲信号。 正弦信号送入编码调制器作为载波信号;定时脉冲 信号送至扫描信号发生器、键控输入编码器和指令编码器作为这些电路的时间标准信号。
4. 提示:建议选择题目亲自做一做，以开拓自己的视 野，提高实践能力。
a
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