173现代通信走进信息时代

17.3现代通信——走进信息时代1．北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统，可向全球提供高精度、高可靠的定位、导航、授时等服务。北斗导航卫星系统为汽车导航采用的通信方式是（）A．超声波 B．光纤 C．电磁波 D．红外线【答案】C【解析】A．超声波不能在真空中传播，卫星与地面之间有一部分是真空区域，故A不符合题意；B．光纤的材料是玻璃丝，卫星通过是利用无线方式，故B不符合题意；C．卫星通信是利用电磁波来传递信息的，故C符合题意；D．红外线的频率高，在传输过程中能量衰减非常大，易受到云层等的干扰，不适合卫星通信，故D不符合题意。2．随着科技的高速发展，光纤的应用使人们踏上了“信息高速公路”，、电视、广播等的信号及数据文件都可以在光纤中传播。主要是利用光纤的什么功能（）A．照明 B．输电 C．通信 D．导热【答案】C【解析】、电视、广播等的信号及数据文件都可以在光纤中传播，主要是利用光纤的通信功能，故ABD不符合题意、C符合题意。3．2022年中国科学院新一代远洋综合科考船“科学”号历经74天的航程，完成了一项基于北斗卫星的深海通讯实验。这次实验突破了海水深度达到6000米的大容量数据的即时传输，解决了水下无线通信的世界性难题。下列有关北斗卫星与深海之间数据传输的说法正确的是（）A．通过声波传递数据 B．通过电磁波传递数据 C．通过光纤传递数据 D．数据传输有较长时间的延迟【答案】B【解析】北斗卫星与深海之间通过电磁波传递数据，电磁波的传播速度非常快，真空中约为3×108m/s，水中的传播速度约为倍真空速度，因此海水深度达到6000米的大容量数据的即时传输，时间的延迟很小，故ACD不符合题意、B符合题意。4．关于电磁波和现代通信，下列叙述错误的是（）A．电磁波可以在真空中传播 B．电磁波的频率越低，在空气中传播的速度越小 C．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信 D．光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点【答案】B【解析】A．电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，故A正确，不符合题意。B．因为电磁波的速度一定的，如果频率小，那么波长会越大，故B错误，符合题意。C．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站进行通信的，这样可以使它转发的微波到达地球上很大的范围，故C正确，不符合题意。D．光纤通信的优点是：传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等，故D正确，不符合题意。5．北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统，目前已经具备全球导航、定位和授时功能。关于北斗卫星导航系统，下列说法正确的是（）A．北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同 B．北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传输信息 C．北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航 D．北斗卫星导航系统在传输大量信息时，其传输频率较低【答案】A【解析】A．北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同，故A正确；B．北斗卫星导航系统的空间段采用电磁波传输信息，故B错误；C．北斗卫星导航系统采用电磁波为汽车导航，故C错误；D．北斗卫星导航系统在传输大量信息时，其传输频率不变，故D错误。6．5G网络是第五代移动通信网络的简称，其采用的电磁波频率比4G网络更高，网络速度比4G网络快数百倍，与4G相比（）A．5G电磁波的波长更长 B．在相同时间内5G传输的信息量更多 C．5G信号在真空中传播速度更快 D．5G信号在空气中的传播速度是340m/s【答案】B【解析】A．电磁波在真空中传播速度是c＝3×108m/s是不变的，由c＝λf可知，频率高的波长短、频率低的波长长，所以5G电磁波的波长比4G更短，故A不符合题意；B．5G网络作为第五代移动通信网络，将于2020年投入使用，其传输速度比4G网络的传输速度快数百倍，所以在相同时间内5G传输的信息量更多，故B符合题意；CD．电磁波在真空或空气中的传播速度是3×108m/s，故CD不符合题意。7．关于地球同步通信卫星，下列判断中正确的是（）A．同步卫星的转动周期和地球自转周期相同，相对于地面是静止的 B．同步卫星在空中静止不动 C．同步卫星和月球一样每天绕地球运转一周 D．同步卫星作为传播微波的中继站，地球上空至少要4颗就能将信号覆盖全球【答案】A【解析】地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，运行周期与地球自转一周的时间相等，相对于地球是静止的。用同步卫星作为微波的中继站，只需要三颗通信卫星就可以实现全球通信，故A正确、BCD错误。8．光导纤维的主要用途是用来传递信息，进行通讯。把要传输的信息变成光信号在光纤中传播，如图所示，那么光在光纤中的传播方式是（）A．沿着光纤的中轴线直线传播 B．沿着光纤的外壁多次折射传播 C．沿着光纤的内壁多次反射传播 D．沿着光纤螺旋式的曲线传播【答案】C【解析】光导纤维由内外两层组成，且内外两层的折射本领不同，激光不会透过去，激光是不断的经光纤壁反射向前传播，故ABD不符合题意、C符合题意。9．关于卫星通信，下列说法正确的是（）A．卫星通信使用的是中波或者短波 B．通信卫星只能用来传递声音信号 C．地球同步卫星相对于地面是运动的 D．通信卫星既能传递信号，又能放大信号【答案】D【解析】A．卫星通信是利用微波来传递信息的，故A错误；B．卫星通信既能传递声音信号，也能传递图象信号，故B错误；C．通信卫星相对于地球是同步的，相对于地球没有位置的变化，是静止的，故C错误；D．利用地球同步通信卫星作微波中继站，把地面站送来的信号接收，并进行放大，然后转发给另外的地面站，实现信息的传递，故D正确。10．关于电磁波和现代通信，下列说法中正确的是（）A．我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用超声波进行定位的 B．光不能在弯曲的光纤中传播 C．中央电视台与黑龙江电视台发射的电磁波在同一区域内传播的速度不同 D．移动是利用电磁波传递信息【答案】D【解析】A．我国建立的“北斗”卫星定位系统是利用电磁波定位的，故A错误；B．光纤通信是以光通信，光能在弯曲的光纤中反射而传播，故B错误；C．电磁波的波速在真空或空气中的传播速度是相同的，故中央电视台与广西电视台发射的电磁波在同一区域传播速度相同，故C错误；D．移动是靠电磁波来传递信息的，故D正确。11．北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信，去年的6月23日上午9时43分许北斗三号收官之星成功发射，实现了全球覆盖。卫星是使用与地面站通信的，而光纤传递信息利用了光的（选填“反射”或“直线传播”）原理。【答案】电磁波反射【解析】[1]卫星是使用电磁波与地面站通信的。[2]光纤传递信息利用了光的反射原理。12．我国独立自主建立的北斗卫星定位系统，可提供全天候的及时定位服务。卫星定位系统是利用传递信息。光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，光导纤维是（导体/绝缘体/半导体/超导体）。【答案】电磁波绝缘体【解析】[1]电磁波传播不需要介质，卫星定位系统是利用电磁波传递信息。[2]光纤通信是利用激光在光导纤维中传输的一种通信方式；光导纤维的制备材料是二氧化硅，即玻璃丝，属于绝缘体。13．微波的性质接近光波，大致传播，不能沿地球表面绕射。因此，利用微波向远方传送信息，需要建设大量微波中继站。如图所示，如果用地球同步卫星做微波中继站，要实现全球通信，至少需要颗这样的卫星。【答案】沿直线3【解析】[1]微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。[2]因此，利用微波向远方传送信息，需要建设大量微波中继站。如图所示，如果用地球同步卫星做微波中继站，要实现全球通信，至少需要3颗这样的卫星。14．如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方。光通过光导纤维时，在其内部发生的是（选填“反射”或“折射”）现象。【答案】折射反射【解析】[1]如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过折射可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方。[2]光通过光导纤维时，在其内部发生的是反射现象。15．光纤通信：光纤通信是利用光波在的一种方式。光导纤维是指那些能够传输光信号的极其纤细的材料，由多根光导纤维制成的传输光信号的传输线称为。如图所示，光沿直线进入光纤，在纤芯与包层的界面上多次，从A端到达B端。【答案】光导纤维中传输信息光导纤维反射【解析】[1]光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种方式。[2]光导纤维是指那些能够传输光信号的极其纤细的材料，由多根光导纤维制成的传输光信号的传输线称为光导纤维。[3]光在纤芯与包层的界面上多次反射前进。16．移动（）既是无线电台，又是无线电台。因为功率小等原因，用它跟其他用户通话是靠较大的固定无线电台的，这种固定电台叫做。【答案】发射接收转接基地台【解析】[1][2]移动（）既是无线电发射台，又是无线电接收台。[3][4]因为功率小等原因，用它跟其他用户通话是靠较大的固定无线电台转接的，这种固定电台叫做基地台。17．网络通信（1）利用把计算机联在一起的通信方式。（2）电子邮件既能传输，又能传输。（3）计算机的联结既可以使用金属导线，又能利用等手段。【答案】（1）交换机和服务器（2）文字语音和图片（3）光纤和通信卫星【解析】（1）[1]网络通信是利用交换机和服务器把计算机联在一起的通信方式。（2）[2][3]电子邮件能传递信息，既能传输文字，又能传输语音和图片。（3）[4]计算机的联结既可以使用金属导线，又能利用光纤和通信卫星等手段。18．小冰学习了信息的传递的知识后，上网查询了许多资料，极大地丰富了相关的知识。该同学查阅到这些资料是通过进行的；如某地发生了什么新闻事件，仅几分钟后全国为至世界各地的人们通过因特网就能得到相关的信息，目前人们经常使用的因特网通信形式还有（只需填写一种）。【答案】互联网微信或电子邮件。【解析】[1]该同学查阅到这些资料是通过互联网进行的。[2]目前人们经常使用的因特网通信形式还有微信或电子邮件。19．互联网是一个网络，它拥有丰富的信息资源。互联网使信息在全球范围内得到了。【答案】全球性高速共享【解析】[1][2]互联网是全球性的网络，联网使信息在全球范围内得到了高速共享。20．如图所示是利用卫星进行通信的示意图。卫星运行在高达36000km的同步定点轨道，即在赤道平面内的圆形轨道，卫星的运行周期与地球自转一周的时间相同。在地面上看卫星好像静止不动，称为同步定点卫星。卫星通信系统由通信卫星和通信地面站两部分构成的，通信卫星实际就是一个悬挂在空中的通信中转站，它居高临下，视野开调，它可以“看”到地面最大跨度达一万八千余千米，三颗卫星就几乎可以覆盖全球，可进行全天候通信，只要在它覆盖区域内，不论距离远近都可以通信。通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号，通过对信号的压缩编码，使通信容量大，应用广泛。（1）同步通信卫星的“同步”指的是。（2）同步通信卫星所在的运行轨道的名称叫做，距地球表面km。（3）由图示地面站1和地面站2通信，同步通信卫星的作用是。（4）现代通信卫星传递的是（选填“数字”或“模拟”）信号，靠（选填“电磁波”“超声波”或“次声波”）传递信息。（5）现在许多长途是以地球同步卫星作中继站的。打这种长途时，会感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的时间。假设某人造卫星与地球的距离是36000km，则延迟的时间为s。【答案】（1）卫星的运行周期与地球自转一圈的时间相同（2）同步定点轨道36000（3）相当于微波中继站（4）数字电磁波（5）0.48【解析】（1）[1]地球同步通信卫星运转的周期与地球自转的周期是相同的，它相对于地面的某一位置是静止的，因此地球同步通信卫星绕地心转动一周的时间与地球自转一周的时间相同。（2）[2][3]由材料信息可知，同步卫星所在的运行轨道的名称叫做同步定点轨道，距地球表面36000km。（3）[4]通信卫星相当于一个太空微波中继站，它是用来转发地面站发送来的信号。（4）[5]现代通信卫星传递的是数字信号。[6]电磁波能在真空中传播，因此卫星是在太空中的，使用的是电磁波。（5）[7]无线电波携带的声音信息传播的距离应该为s＝36000km×4＝144000km；延迟时间为。21．阅读以下材料，回答问题。秒杀WIFI：可见光通信试想一下，在一个有灯光照耀的地方，你手上的移动终端不到0.2秒就能（传输）完成一部高清电影（1GB），同时还能可享受打、上网等各种常见网络服务，那么你还会想念WiFi或4G网络吗？答案显然是不会!不过也一定有朋友会问，这么“夸张”通信技术真的存在吗？答案当然是肯定的!什么是可见光通信（ViSibleLightCommunication，VLC）呢？其实就是利用可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。简单来说，只要头顶上有灯光照耀，理论上无论是传输数据信息、上网，还是进行语音、视频通话，亦或是调节物联网设备的开关，均可轻松实现，而且借助超高的传输速率，应用体验远超WiFi和4G网络。其实可见光通信并非是最近几年才出现的新兴概念，其历史可以追溯到刚刚诞生的年代。1876年3月10日，贝尔与同事因试验了世界上第一台机而被世人所熟知，但其实他还有另一项伟大的发明成就，就是光线。1880年，贝尔发现了一个有趣的玩法：通过调节光束的变化来传递语音信号，从而可以进行双方无线对话——这就是人类第一次实现无线，利用的正是可见光通讯。可惜当时尚未普及，光线也被认为实现难度大，实用价值不高等原因，没能得到实际推广。而进入21世纪，随着LED等的逐步普及，可见光通信再度兴起，并且不断取得了新的突破。为何说LED灯的普及，让可见光通信再度兴起？很简单，因为LED（发光二极管）灯比以往的荧光灯和白炽灯可以支撑更快的开关切换速度。这样通过给普通的LED灯加装微芯片，就能使LED灯以极快的速度闪烁，从而利用LED灯发送数据。上面的说法可能有些难以理解，那么我们再换个简单的说法：通过微芯片来控制普通LED灯，可实现其每秒数百万次的闪烁，其中灯亮代表1，灯灭代表0，这样二进制的数据就被快速编码成灯光信号。从而进行有效的传输了。与此同时，灯光下的终端（电脑、笔记本、、平板、甚至是物联网设备等），通过一套特制的装置接收信号，就能实现有灯光的地方有网络，关掉灯则网络全无!高速率性是可见光通信的最大优势，也是业界普遍看好其前景的主要原因。但在2000年可见光通信刚刚兴起之时，有限的调制带宽限制了可见光通信的传输速率，起初仅有几十KB每秒，直到2010年以后，可见光通信的速率才有了质的提升——2010年，德国弗劳恩霍夫研究所的团队将通信速率提高至513Mbps；2013年，复旦大学研发出3.75Gbps离线数据传输的速率；同年，英国众多高校科研人员又把离线速率刷新到10Gbps．而近日，中国“可见光通信系统关键技术研究”实时通信速率提高至50Gbps，再次展现了中国在可见光领域的先发实力。虽然目前的可见光传输速率还仅仅停留在实验室阶段，但仅从理论结果来看，其已经远超当前的WiFi和4G网络，因此未来的前景值得期待。当然，可见光通信的优势可不止速率快这一点。其实可见光通信还有另外一个名字，就是“LiFi”，因此