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《通信技术》 思维导图 科学地讲,通信技术是指 利用有线电路、无线电波、光或其他电磁系统, 对文字、图像、声音等信息的传输、发射和接收。 现在,通信已成为人们交往的纽带。 从海底、地下的光缆, 到地面上的电话线, 再到空间的通信卫星, 它们组成了庞大的立体通信网络。 在这个通信网络里, 我们能自由地进行远距离通话以及获取信息。 最早的通信设备是电报 电报是最早的一种远距离通信方式, 于19 世纪 30 年代首先在英国和美国发展起来。 通常,电报将文字或数字信息转换成—定的编码, 再通过电线以电信号的方式或无线电波发送出去, 接收方接收到的也是一些编码。 编码经过翻译后,才是我们所见到的文稿形式 后来有了更加便捷的电话 电话是利用声电转化传送声音的装置, 可以使通话者不受距离的限制而自由交谈。 电话由终端 、传输线路和交换机三部分组成 工作时,先由电话机将人的话音转换为电信号, 经适当处理后由传输线路输送到交换机 然后交换机根据主叫户的拨号接通对方的线路 把信号转接到对方的受话器上 电信号在对方接听后还原成话音 这样,就完成了一次通话过程 我们家里的网络和手机网络 都涉及到信号传输呢 在通信领域,电信号可以通过电缆传输 或以光的形式通过光缆传输, 也可以以无线电波的形式通 过人造卫星或天线在空中传送 传输中的信号被送到当地的交换机 或无线电接收设备上 这些设备再把信号发送到目的地地区发射台 —台交换机能够连接成干上万部电话 所有的交换机再连接成一个世界范围的网络 你有见过传真吗? 传真是实现远距离图文传送的装置,具有接收、发送的功能。 传真机由发送机和接收机两部分组成 发送机能够识别画面颜色的深浅, 并把它们转换成不同程度的电信号传送出去 接收机接收到传送过来的电信号后 经过一系列处理 把它转换成原来的图画或文字 我们汽车导航都离不开 全球定位系统GPS 它是是具有在 海、陆、空进行全方位实时三维导航 与定位能力的新一代卫星导航与定位系统 这项结合太空卫星与通讯技术的科技 现正处于蓬勃发展阶段。 全球定位系统利用在地球上空近地轨道上的 24 颗卫星 为地面上的使用者测定出精确的方位 通过接收装置 人们可以确定目标的经度、纬度 如果是移动物体 还可以得到其运动方位角及运动速度等信息
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光通讯原理 光通信技术作为现代信息传输的核心手段,其原理与应用正深刻改变着人类社会的通信方式。这项技术利用光波作为信息载体,通过光纤或自由空间实现高速、大容量的数据传输,其背后蕴含着丰富的物理原理和工程技术。 一、光通信的基本原理。光通信系统的核心在于将电信号转换为光信号进行传输。这一过程始于调制技术,通过改变光波的振幅、频率、相位或偏振状态来承载信息。常见的调制方式包括幅度调制、频率调制和相位调制。其中,相位调制因其抗干扰能力强、传输效率高而成为主流技术。在接收端,光电检测器将光信号重新转换为电信号,完成信息传递的闭环。光的全反射原理是光纤传输的物理基础。当光从折射率较高的介质射向折射率较低的介质时,若入射角大于临界角,光将发生全反射。光纤正是利用这一特性,通过纤芯和包层的结构设计,使光信号能够在数十甚至上百公里的距离内几乎无损传输。 二、光纤传输的关键技术。光纤类型与模式传输:单模光纤只允许一个模式的光传播,避免了模式色散,适合长距离传输。多模光纤可传输多个模式的光,但存在模式间延迟差异,主要用于短距离通信。最新的少模光纤技术通过精确控制模式数量,在提升容量的同时降低复杂度。色散补偿技术,现代系统采用色散补偿光纤或数字信号处理算法进行校正。光放大器革命:掺铒光纤放大器的发明彻底改变了光通信格局。它能在1550nm窗口直接放大光信号,无需光电转换。最新研制的拉曼放大器通过非线性效应实现分布式放大,与掺铒光纤放大器配合可构建超长距传输系统。 三、现代光通信的前沿发展。空间光通信突破:自由空间光通信摆脱了光纤束缚,在星间链路、应急通信等领域大显身手。硅光子学集成:英特尔推出的硅光芯片将激光器、调制器、探测器集成在单一硅基板上,功耗降低60%。智能光网络演进:软件定义光网络通过集中控制器实现资源动态调配。 四、应用场景与未来趋势。在5G承载网中,光通信扮演着关键角色。量子通信与经典光通信的融合是重要方向。太赫兹光通信也取得实验室突破。石墨烯光电调制器的响应速度达100GHz,为超高速光通信打开新大门。 从原理到应用,光通信技术持续突破物理极限。随着光子晶体光纤、轨道角动量复用等新技术的成熟,人类正在迈向"光联万物"的时代。这项技术不仅重塑通信产业格局,更将成为数字经济的基石设施,推动社会进入全光智能的新纪元。正如高锟所预言:"光纤将像电力网络一样,成为现代社会不可或缺的神经网络
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