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第三节 踏上信息高速公路
知识点一 光纤 精练版P33
1．光纤(光导纤维的简称)
(1)光纤是传输光信号的介质。
(2)光纤通信中用的是激光，而不是普通的光。激光亮度高，单色性好，方向性好，能量始终集中在传播方向上，容易调制信号。
(3)光导纤维中激光是以不断反射的形式向前传播的，因而光缆也可以不沿直线铺设。
(4)电话、电视、广播等信号以及数据文件都可以在光纤构成的“信息高速公路”上传播，并且互不干扰。
2．光纤的特点
(1)信息容量大。由于光波的频率远高于无线电波的频率，所以光波所运载的信息容量远大于无线电波。一根光纤能同时传输相当于10000根电线的信息量。在光纤组成的“信息高速公路”上，可以同时传递500个电视频道信号。
(2)传输速度快。因为传输的是光信号，所以光纤是至今为止传输速度最快的传输介质。
(3)传输距离远。光纤很细，有内外两层，光在内层传播，能减少信号衰减，适用于远距离、大容量传输信息。
(4)频带极宽，能携带大量信息。
(5)抗干扰能力强。光在内层传播，不受外界电磁干扰的影响。
(6)保密性强。由于传输的是光束，所以本身不会向外辐射信号，有效地防止了窃听。
(7)经济，节约金属，不怕潮湿，不怕腐蚀，使用年限长。
例1 阅读短文，回答下列问题。
光纤通信
激光具有很高的亮度，一台大功率激光器发出的激光，亮度可达太阳光亮度的107～1014倍。
激光通信与无线电通信类似，即先将声音和图像信号调制到激光束上，然后把载有声音和图像信号的激光束发送出去，最后用接收装置把声音和图像信号检测出来。
科学家们研究利用激光进行光纤通信，并取得了很大的成功，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，光纤由内芯和包层两部分组成，内芯由光速较小的物质做成，包层由光速较大的物质做成，光在内芯中传播，不断被包层反射回来，曲折前进，如图所示。这样，带有信号的激光就沿着光纤向前传播。容量大，不受外界条件的干扰，使激光通信能传播很远，并且能提高通信质量。
(1)激光通信的原理是，先将声音和图像信号调制到________上，然后把载有声音和图像信号的________发送出去，最后用________把声音和图像信号检测出来；
(2)光纤是一种非常细的玻璃丝，它由________和________两部分组成，光在________中传播时，不断被________反射回来，曲折前进；
(3)激光的光纤通信具有________大，通信________高，不受外界________等优点。
解析：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光—光纤通信。光纤通信的原理：在发送端首先要把传送的信息(如声音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原来的信息。
答案：(1)激光束 激光束 接收装置 (2)内芯 包层 内芯 包层 (2)容量 质量 干扰
知识点二 现代电信网络 精练版P33
现代电信网络由光纤通信(激光通信)、卫星通信、微波通信、移动通信组成，实现了信息的大容量、高速度传输，形成了“信息高速公路”。
1．卫星通信
(1)卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站。卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。
(2)卫星通信可用于国内或国际通信，能传输电报、电话、传真、电视和高速数据等。卫星通信有通信频带宽、传输容量大、覆盖面积广、可进行多址通信等特点。
2．微波通信
(1)利用微波进行的通信叫做微波通信。微波通信是远距离通信的重要手段之一。
(2)微波通信包括点对点特高频通信、一点对多点用户无线通信、地面微波接力通信、无线移动通信、卫星通信、散射通信等。通常讲的微波通信是指地面微波接力通信。
(3)微波接力通信的通信容量大，建设费用低，抗灾害能力强，能满足各种电信业务的传输质量要求，是一种被广泛应用、具有强大生命力的通信方式。
3．移动通信
(1)移动通信是指在一定地区范围内，通过无线电通信设备和电话交换机设备进行相互拨号呼叫接通电话的通信方式。
(2)移动电话用微波信号与电话网络联系。我国的移动通信采用“小区制”，即将整个覆盖区域划分成许多个六边形的小区，形成蜂窝状结构，“蜂窝电话”也因此而得名。手持移动电话(手机)就是移动通信的成员之一。
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。
从地面上看，它相对于地球静止于赤道上空，与地球转动同步，故称地球同步卫星。在赤道上空约为36000km的高度上均匀布设3颗通信卫星，可实现除两极外的全球通信。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)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→内能→________能。
(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)。
解析：同步卫星相对于地面的位置不发生变化，所以同步卫星相对于地面是静止的；在点火加速阶段，首先是燃料通过燃烧将化学能转化为内能，然后内能再转化为机械能，使同步卫星加速上升；从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回需要的时间t＝＝＝＝0.24s；根据短文可知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。
答案：(1)静止 (2)机械 (3)0.24 (4)通信、广播电视(答案合理即可)
知识点三 互联网 精练版P33
1．互联网又称因特网，海外华人则称为万维网，它是由一个散布在世界各地的计算机相互连接而成的全球性的计算机网络。因特网是从美国发展起来的，现在已成为世界范围的网络。
2．因特网的特点
(1)因特网上有丰富的信息资源，各种信息应有尽有，还有功能强大的检索和获取信息的工具，如浏览器、搜索引擎等。
(2)因特网提供了多种多样的、人与人之间的交流工具，且操作十分方便。
(3)企业可以通过因特网了解市场需要，及时开发适销的产品，为用户提供更好的服务；还可以在网上做广告，开展网上营销，发展电子商务等。
(4)企业可以利用因特网技术建立自己的网络。
(5)在因特网上可以收发电子邮件，还可以查阅资料、看新闻、购物、聊天、进行远程教育、远程医疗等。
例3 下面关于网络通信的说法中，错误的是( )
A．计算机进行网络通信最频繁的形式是电子邮件
B．网络通信是数字通信
C．计算机之间的连接需要金属导线，不可以用光缆、通信卫星等手段
D．宽带网是指能传输宽带信号或超过一定速率的数字信号的网络
解析：数字通信可以使传输的信号更准确、逼真，传输的信息量也更大，所以网络通信采用数字通信；计算机间的连接需要金属导线。光缆、通信卫星等多种手段，以便在很短的时间内传输更大的信息量；宽带网指的是能传输宽带信号或超过一定速率的数字信号的网络。
答案：C
易错点 对光在光纤中的传播特点认识不清而出错
在光纤通信中，激光只发生反射，没有发生折射，其原因：一是光纤有内外两层，内层对光的折射本领强；二是激光从折射本领强的介质射向折射本领弱的介质且入射角大于一定值时，全部被反射回折射本领强的介质中传播，即发生全反射，而不会跑到外层。
例4 关于光纤通信，小明同学曾思考过这样的问题：在漫长的线路上，光纤免不了要拐弯、缠绕，而光在同种均匀介质中是沿直线传播的，激光通信信号怎样从一端传播到另一端呢？后来在“探究光纤怎样传输光信号”的活动中，终于明白了：激光信号在光纤中( )
A．就像水流沿弯曲水管流动那样
B．就像电流沿弯曲导线传播那样
C．不断地经光纤壁反射而向前传播
D．不断地在光纤中折射而向前传播
解析：光纤的材料是玻璃，由内外两层构成，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中通过时，从光纤内芯向外射出的光，会在内外两层的界面上发生全反射，所以光不会跑到外层去。可见，光通过光纤时与水通过水管和电流通过导线都不同。
答案：C
2
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