第九章 · 第四节
越来越宽的信息之路
微波通信 · 卫星通信 · 光纤通信 · 网络通信
📖 知识点学习
🎯 学习目标
- 了解微波通信的特点和局限
- 了解卫星通信的原理和优势
- 理解光纤通信的原理和优点
- 了解网络通信的基本概念
知识点一：微波通信
📡 微波通信
微波是频率较高、波长较短的电磁波（频率在30MHz~3×10⁵MHz之间）。
微波通信的优点：频率高、容量大、传播方向性好。
局限：微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，需要每隔50km左右建一个中继站。
💡 微波中继通信
由于微波沿直线传播，而地球是球形的，所以每隔一定距离需要建设中继站来接力传递信号。中继站接收到上一站的信号后放大并转发给下一站。
知识点二：卫星通信
🛰️ 卫星通信
卫星通信利用通信卫星作为太空中继站来转发微波信号。
通信卫星在地球同步轨道上运行，相对地面静止。
只要有三颗同步通信卫星，就可以实现全球通信。
通信卫星相当于太空中的中继站
三颗同步卫星可覆盖全球（两极地区除外）
优点：覆盖范围广、通信容量大
缺点：有信号延迟、受天气影响
知识点三：光纤通信
💡 光纤通信
光纤通信利用激光在光导纤维（光纤）中传输信息。
激光是一种颜色单一、方向性极好的光。
光纤由内芯和外套组成，光在内芯中发生全反射，沿着光纤传播。
💡 光纤通信的优点
- 容量极大：一根光纤可同时传输数百万路电话
- 损耗小：信号衰减慢，传输距离远
- 抗干扰：不受电磁干扰
- 重量轻：光纤极细，便于铺设
- 保密性好：不易被窃听
知识点四：网络通信
🌐 网络通信
网络通信利用计算机和互联网进行信息的传递。
互联网（Internet）将世界各地的计算机连接起来，实现了全球信息共享。
电子邮件（Email）是网络通信的重要形式。
互联网将世界各地的局域网连接成全球网络
信息传输速度快、容量大、形式多样
可实现文字、声音、图像、视频的传输
改变了人们的生活和工作方式
📝 例题精讲
💡 提示：点击「下一步」按钮，逐步查看详细解题过程
简述光纤通信的基本原理，并说明光纤通信为什么容量极大。
🔍 解题过程
1
光纤通信原理：
光纤通信利用激光在光导纤维（光纤）中传输信息。
激光是一种频率极高、方向性极好的光。
光纤由内芯和外套组成，光在光纤中通过全反射传播。
2
全反射原理：
光从光密介质（内芯）射向光疏介质（外套）时，当入射角大于临界角时，发生全反射。
光在光纤中不断全反射，沿着光纤传播，不会从侧壁泄漏。
3
容量极大的原因：
激光的频率极高（约10¹⁴ Hz），远高于微波（约10¹⁰ Hz）。
频率越高，能承载的信息量越大。
一根光纤可同时传输数百万路电话信号。
✅ 光纤利用激光全反射传输信息，激光频率高所以容量极大
说明卫星通信的原理，为什么三颗同步卫星就能实现全球通信？
🔍 解题过程
1
卫星通信原理：
地面站将微波信号发送到通信卫星→卫星接收信号并放大→转发给另一个地面站。
通信卫星相当于太空中的中继站。
2
同步卫星的特点：
通信卫星在地球同步轨道上运行，其运行周期与地球自转周期相同。
因此卫星相对地面静止不动，便于地面站持续通信。
3
三颗卫星覆盖全球：
在赤道上空等间距放置三颗同步卫星，每颗卫星可覆盖约120°的经度范围。
三颗卫星共覆盖360°，实现全球通信（两极地区除外）。
每颗卫星高度约36000km。
✅ 三颗同步卫星各覆盖120°，共360°覆盖全球
✏️ 练习巩固
💡 提示：每道题作答后会立即显示解析，请认真思考后再作答
微波通信需要建设中继站的原因是？
A微波沿直线传播，不能绕过地球表面
B微波信号太弱，需要放大
C微波不能在真空中传播
D微波频率太低需要中继站增加频率
光纤通信使用的传输介质和信号是？
A铜线传输电信号
B光纤传输激光信号
C光纤传输微波信号
D光纤传输红外线
关于光纤通信的优点，下列说法不正确的是？
A容量极大，一根光纤可同时传输数百万路电话
B抗电磁干扰能力强
C损耗小，传输距离远
D光纤通信不需要任何转换设备
🧠 知识点问答
老师来考考你！下面的问题都来自本节课的知识点，看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦！