19.3 踏上信息高速公路 教案 ----2023-2024学年沪科版物理九年级全册

19.3 踏上信息高速公路 教学目标 1.了解光纤及光纤通信，了解现代电信网络及其构成。 2.了解互联网的应用，知道电磁波和光纤的应用对人类生活和社会发展的影响。 核心素养 实践创新 1.劳动意识：通过大量的多媒体图片，影视画面使学生掌握和了解卫星通信、光纤通信、网络通信的特点和粗略的原理。 2.技术运用：通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，使学生养成关注科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观， 教学重点 了解电磁波的应用及其对人类生活和社会的发展的影响 教学难点 信息高速公路是由光纤铺就的，光是频率较高的电磁波，光纤传输信息容量大 教学过程 一、新课导入 光纤 1.定义：光导纤维简称光纤，光纤是传输光信号的器件. 你知道光纤和电话线哪个运载的信息容量大吗？ （1）光纤是传输光信号的介质. （2）光纤通信中用的是激光.不是普通的光.因为普通光源发出的光中夹杂了许多频率的光，不但难以加载信息，而且通信质量差.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.光纤通信的优缺点： ⑴优点： 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根电话线的信息量. 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. 随着科学技术的发展，光纤能传送的信息容量还会更大. ②传输速度快.因为传输的是光信号.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（细如发丝），有内外两层，光在内层传播. 因此，光纤的抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离传播大量信息. ④不怕潮湿、不怕腐蚀，线路能量损耗较小. ⑤无漏信号和串音，安全可靠，保密性强. （2）缺点： ①架设线路受地理条件的限制. ②光缆易被拉断. 二、新课讲解 现代电信网络 现代通信网络由光纤通信（激光通信）、卫星通信、微波通信、移动通信和因特网（网络通信）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”。 卫星通信 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。 目前用来转发信号的通信卫星几乎都是静止卫星或同步卫星，即卫星环绕地球一周的时间恰好等于地球自转一周的时间，卫星相对于地球站来说是呈静止状态的。 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、覆盖面积大、可进行多址通信等特点。 微波通信 利用微波传播进行的通信称为微波通信。微波通信是远距离通信的重要手段之一。 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。由于微波是直线传播，而地球表面有一定的弧度，在实现远距离微波通信时，要每隔50公里左右设一微波站。发射台发出信号后，经中间的微波站接收并放大信号后，再转发到下一微波站，就像接力赛跑一样，所以微波通信又称微波接力通信。 微波接力通信的通信容量大，建设费用低，抗灾害性强，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。 移动通信 移动通信是指在一定地区范围内，行进中的人和车辆（或船舶）和市内电话网间的用户间通过无线电通信设备和电话交换机设备可相互拨号呼叫接通电话的通信方式。 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，一个个鳞次栉比，形成蜂窝状结构，“蜂窝移动电话”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。 蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式,在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来,进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性,并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。 蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。 蜂窝移动通信业务包括:900/1800MHz GSM第二代数字蜂窝移动通信业务、800MHz CDMA第二代数字蜂窝移动通信业务、第三代数字蜂窝移动通信业务。3G 移动通信 移动通信是指在一定地区范围内，行进中的人和车辆（或船舶）和市内电话网间的用户间通过无线电通信设备和电话交换机设备可相互拨号呼叫接通电话的通信方式。 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，