現(xiàn)代通信技術(shù)及發(fā)展前景

第三節(jié)現(xiàn)代通信技術(shù)及發(fā)展前景靈寶四中撰稿：趙建甫審驗(yàn)：張曉煥課前預(yù)習(xí)1．移動(dòng)電話是怎樣發(fā)射和接收信號的？2．電子郵件的發(fā)送過程是怎樣的？3．怎樣實(shí)現(xiàn)光攜帶更多的信息？4．通信衛(wèi)星的特點(diǎn)是什么？使用的------電磁波？5．全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)用------表示。教學(xué)目標(biāo)知識與能力了解移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)通信、光纖通信、衛(wèi)星通信的基本情況。過程和方法通過閱讀有關(guān)資料和教師講解體會(huì)到現(xiàn)代通信技術(shù)的多樣性。情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學(xué)科的興趣。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：現(xiàn)代通訊技術(shù)簡介難點(diǎn)：現(xiàn)代通訊技術(shù)簡介及前景展望課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)方法自主、探究教具和學(xué)具教師準(zhǔn)備光纖手電筒、電燈、塑料瓶。學(xué)生準(zhǔn)備收集相關(guān)資料，預(yù)習(xí)教材。教學(xué)過程一．引入新課1、復(fù)習(xí)：聲音廣播信號和電視廣播信號有什么不同？2、引入：電視廣播和聲音廣播相比，哪種媒介傳送的信息要多一些？那么，在現(xiàn)代科技中，有那些通信手段呢？今天我們就一起來學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信技術(shù)。（板書課題）二．新課教學(xué)1．移動(dòng)通信（1）提出問題：什么是移動(dòng)電話？移動(dòng)電話是怎樣發(fā)射和接收信號的呢？請同學(xué)們默看教材。（2）請同學(xué)們講解移動(dòng)電話的工作過程。教師參照圖15—18講解：手機(jī)1發(fā)射的信號被離它最近的基地臺1接受，然后由光纜把信號傳到交換中心，尋找到選定的通話對象，再由光纜把信號傳到離對象最近的基地臺2，最終由這個(gè)基地臺把信號傳給對象，即手機(jī)2。簡單介紹移動(dòng)電話的功能，如通話、發(fā)送信息、上網(wǎng)、拍攝和傳送彩色的數(shù)碼照片，接受電視節(jié)目等等。除手機(jī)外，還有如尋呼機(jī)、警察用的對講機(jī)、軍隊(duì)和地質(zhì)工作者使用的小型電臺等等。2．網(wǎng)絡(luò)通信指導(dǎo)學(xué)生閱讀145頁有關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信的內(nèi)容，讓學(xué)生了解郵件發(fā)送的過程以及因特網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。因特網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：在網(wǎng)上傳送的電子郵件，不僅有文字，還有圖像和聲音等等，網(wǎng)絡(luò)通信還有許多功能，同學(xué)們可在課后查閱。3．光纖通信參照圖15-21講述電磁波譜中的各種波，指出無線電波就是電磁波，光也是電磁波。（介紹光纖）講述激光頻率單一、方向高度集中，使光通信得以實(shí)現(xiàn)。激光必須在光導(dǎo)纖維中傳播。（演示實(shí)驗(yàn)）光通信的優(yōu)點(diǎn)：頻率高，在一定時(shí)間內(nèi)傳輸信息量大；不受電磁干擾，通信質(zhì)量好。光纖通信用途廣泛，如長途電話、有線電視、電視會(huì)議、互聯(lián)網(wǎng)等等。簡單介紹紅外線和紫外線的用途。衛(wèi)星中繼通信請同學(xué)們閱讀146頁圖15-24和圖15-25，了解有關(guān)通信衛(wèi)星的知識。老師講解和地球同步通信衛(wèi)星。地球同步通信衛(wèi)星：它繞地球的軌道是圓形的，繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間恰好是24小時(shí)，與地球自傳的周期相同，轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與地球自傳的方向相同。在上述軌道上均勻地布置三顆同步衛(wèi)星，就可使通信范圍幾乎覆蓋地球上各個(gè)角落。衛(wèi)星通信使用的是微波，微波的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬，通信容量大。5．通信技術(shù)的發(fā)展前景指導(dǎo)學(xué)生閱讀147頁相關(guān)內(nèi)容，了解通信技術(shù)的發(fā)展前景。聯(lián)系生活如將要出現(xiàn)的高清晰度的數(shù)字電視、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）和家用電器進(jìn)一步智能化等等。小資料：Internet的發(fā)展史：Internet是一個(gè)國際性的通信網(wǎng)絡(luò)集合體,它集現(xiàn)代通信技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體,是計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行國際信息交流和實(shí)現(xiàn)資源共享的良好手段。Internet將各種各樣的物理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來,構(gòu)成一個(gè)整體,而不論這些網(wǎng)絡(luò)類型的異同、規(guī)模的大小和地理位置的差異，因此準(zhǔn)確的描述是：Internet是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。Internet是從早期的APRANET網(wǎng)發(fā)展起來的，同時(shí)對APRANET上分組交換技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的研究，又導(dǎo)致了TCP/IP的出現(xiàn)和發(fā)展。Internet采用的TCP/IP協(xié)議是一種無聯(lián)接的端到端的通信協(xié)議，既簡單實(shí)用，又能保證用戶在應(yīng)用層進(jìn)行；時(shí)TCP/IP的應(yīng)用范圍很廣，不僅適用于大型機(jī)，也適用于小型機(jī)和PC機(jī)，既可用于局域網(wǎng)，也能用于廣域網(wǎng)。原則上任何計(jì)算機(jī)只要遵守TCP/IP協(xié)議，按一定的規(guī)則都能接入Internet。1982年，在ARPA資助下，加州大學(xué)伯克利分校將TCP/IP協(xié)議嵌入U(xiǎn)NIXBSD版，這極大地推動(dòng)了TCP/IP的應(yīng)用進(jìn)程。1983年，TCP/IP成為APRANET上標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，這標(biāo)志著真正意義的Internet出現(xiàn)了。1986年美國國家科學(xué)基金會(huì)在美國政府的資助下，租用電信公司的通信線路組建了一個(gè)新的Internet骨干網(wǎng)－－國家科學(xué)基金會(huì)網(wǎng)絡(luò)（NSFNET），用以聯(lián)接當(dāng)時(shí)的六大超級計(jì)算機(jī)中心和美國的大專院校及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。1989年ARPANET解散，同時(shí)，NSFNET對公眾開放，從而成為Internet最重要的通信骨干網(wǎng)絡(luò)。1992年1月，由于Internet用戶數(shù)的急劇增加，連通機(jī)構(gòu)的日益增多，應(yīng)用領(lǐng)域的逐步擴(kuò)大，Internet協(xié)會(huì)（ISOC）應(yīng)運(yùn)而生，它是一個(gè)用戶自發(fā)形成的組織，以制定Internet相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和推廣Internet的普及為目標(biāo)；同時(shí)，商業(yè)界和通信界業(yè)開始重視Internet,Internet商業(yè)化的呼聲越來越高。1995年，美國國家基金會(huì)宣布與MCI合作建設(shè)高速數(shù)據(jù)通道的計(jì)劃，提供155Mb/s的超高速的主干網(wǎng)服務(wù)(vBNS)，以取代現(xiàn)有NSFNET，各大通信公司也紛紛宣布了自己的Internet互連計(jì)劃。網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代就這樣來臨了。通信系統(tǒng)的一般模型實(shí)現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和稱為通信系統(tǒng)。以基本的點(diǎn)點(diǎn)通信為例，通信系統(tǒng)的組成（通常也稱為一般模型）如圖1-1所示。

圖1-1

圖中，信源（信息源，也稱發(fā)終端）的作用是把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始電信號，如電話系統(tǒng)中電話機(jī)可看成是信源。信源輸出的信號稱為基帶信號。所謂基帶信號是指沒有經(jīng)過調(diào)制（進(jìn)行頻譜搬移和變換）的原始電信號，其特點(diǎn)是信號頻譜從零頻附近開始，具有低通形式，。根據(jù)原始電信號的特征，基帶信號可分為數(shù)字基帶信號和模擬基帶信號，相應(yīng)地，信源也分為數(shù)字信源和模擬信源。

發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信源和信道匹配起來，即將信源產(chǎn)生的原始電信號（基帶信號）變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。變換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬移的場合，調(diào)制是最常見的變換方式；對傳輸數(shù)字信號來說，發(fā)送設(shè)備又常常包含信源編碼和信道編碼等。

信道是指信號傳輸?shù)耐ǖ溃梢允怯芯€的，也可以是無線的，甚至還可以包含某些設(shè)備。圖中的噪聲源，是信道中的所有噪聲以及分散在通信系統(tǒng)中其它各處噪聲的集合。

在接收端，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解碼等。它的任務(wù)是從帶有干擾的接收信號中恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號來。

信宿（也稱受信者或收終端）是將復(fù)原的原始電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息，如電話機(jī)將對方傳來的電信號還原成了聲音。

圖1-1給出的是通信系統(tǒng)的一般模型，按照信道中所傳信號的形式不同，可進(jìn)一步具體化為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。補(bǔ)充資料：美國人莫爾斯1873年發(fā)明電報(bào)，1876年美國人貝爾發(fā)明電話，1895年俄國人波撥波夫和意大利人馬可尼發(fā)明無線電。1928年實(shí)現(xiàn)橫跨大西洋的無線電通信。60年代數(shù)字電話出現(xiàn)以后，通話的清晰度大大增強(qiáng)，電話的普及率也隨之迅速提高。1965年美國發(fā)射第一顆用于通訊業(yè)務(wù)的對地靜止衛(wèi)星。這樣，即使是漂泊在大西洋中的人，也可以與陸地上的人通話了。陸地移動(dòng)通訊雖然最早出現(xiàn)于1921年，卻在60年代后期才取得長足的發(fā)展，到了80年代移動(dòng)通訊開始在全世界普及。豐富多彩的通訊手段：70年代英國提出可視圖文的概念，90年代以后開始在一些發(fā)達(dá)國家普及。到了80年代以后，傳真機(jī)開始再全世界普及。面向大眾的無線電廣播首次出現(xiàn)在1906年的圣誕夜。到了20年代，無線電廣播開始在全世界普及。1937年，美國最先開始了黑白電視廣播。我國、在1985年也開始了黑白電視廣播。1954年，美國正式開始彩色電視廣播，進(jìn)入60年代末70年代初，世界開始普及彩色電視。40年代開始出現(xiàn)有線電視，80年代中期以后，有線電視開始在全世界普及。90年代以后又相繼出現(xiàn)了以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)和數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的高清晰電視。課堂小結(jié)本節(jié)課通過對現(xiàn)代通信技術(shù)的簡單介紹，帶領(lǐng)學(xué)生走近前沿科技，激發(fā)學(xué)生的興趣，激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造未來的信心。課堂檢測1．現(xiàn)代通信技術(shù)的四種方式是：、、、。2．激光的特點(diǎn)是：、。3．人們通過