21.4 越来越宽的信息之路
【学习目标】
1.常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信.
2.通过学习现代通信知识,了解科技为人类带来的便利,提高学科学的兴趣.
【基础知识精讲】
随着社会的进步,人类传递的信息量越来越大,由无线广播发展到电视,增加了图像的信息,但如同人类的进步无法停止,信息的传递继续发展.
信息传输的多少与什么有关呢?信息理论表明,作为载体的电磁波,频率越高,相同时间内传输的信息就越多.
根据电磁波家族成员特点:c=λf可知,波长越短的电磁波,频率越高.相对无线电波,(长波、中波、短波)微波的波长更短、频率更高,因此可以传输更多的信息.我们可以形象地比喻为--信息之路越来越宽了.
1.微波通信
同无线电波相比,微波的波长更短,在1 mm至10 m之间,频率更高,在30 MHz至3×105 MHz之间,一条微波线路可以传输更多的信息,因此可在上面通行几千、几万路电话.
但微波传输过程需要在其中建中继站,因为地球是球形.微波性质更接近光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射.所以在每传播一定距离后需将微波向地面引,如图9-7所示.根据实际情况必须每隔大约50 km左右就要建设一个微波中继站.而且传播的越远中继站需要的越多.
图9-7
微波通信受到挑战是因为必须建设中继站,并且在遇到雪山,大洋根本无法建设,这样就受到限制.如何解决这一问题呢?
开始有人想利用月球做中继站,但由于月球离我们太远,没有足够能量的微波无法到达月球,更无从谈到携带信息反射回地面.后来人们想在天空中人造一个卫星做中继站,现在已经实现了,这得益于人造卫星的发展.