15.3现代通信技术及其发展前景 -课件-2025-2026学年2024北师大版物理九年级全册教学课件（44页PPT）

(课件网) 幻灯片 1：封面 课程标题：15.3 现代通信技术及其发展前景 学科与年级：北师大版 九年级物理 教师姓名：[教师姓名] 衔接提示：在上节课对广播与电视信号传递原理学习的基础上，本节课将着眼于更广泛的现代通信技术领域，探究这些技术如何借助电磁波实现更高效、便捷的信息交互。 幻灯片 2：学习目标 了解常见现代通信技术（移动通信、卫星通信、光纤通信、互联网通信）的基本原理与信号传输方式。 分析不同现代通信技术的特点（如覆盖范围、传输速率、抗干扰能力）及其应用场景。 认识现代通信技术发展中面临的挑战（如频谱资源紧张、网络安全威胁）与应对策略。 结合生活实际，展望现代通信技术未来的发展趋势（如 6G 技术、通信与其他领域融合），培养对科技发展的前瞻性思维。 幻灯片 3：课程引入 ——— 通信变革：从 “有线” 到 “无线”，从 “单一” 到 “多元” 情境对比： 图片 1：早期固定电话依赖有线线路通信、现代智能手机实现无线移动通话及多功能通信（语音、视频、数据传输）； 视频片段：卫星通信地面站接收信号、光纤铺设施工现场、互联网数据中心服务器运转。 核心疑问：从广播、电视到如今丰富多样的通信方式，现代通信技术是如何突破传统限制，实现信息的快速、远距离、大容量传输的？不同通信技术各有什么独特之处？ 引入逻辑：前序课程我们知晓了电磁波在广播与电视中的应用，而现代通信技术在此基础上不断创新拓展。本节课将深入剖析多种主流现代通信技术，探寻其背后的物理原理与技术实现。 幻灯片 4：移动通信 ——— 随时随地的便捷通信 1. 移动通信系统的组成 核心任务：实现移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信连接，信号传输依赖电磁波（主要是微波频段）。 组成部件与功能： 部件 功能 工作原理（与电磁波关联） 移动台（手机等终端设备） 信号收发 内置天线接收基站信号，将语音、数据等信息调制到高频电磁波上发射给基站；接收基站解调后的信息，还原为用户可感知的形式（如声音、图像） 基站 信号中转 接收多个移动台信号，解调后通过有线或无线链路传至移动交换中心；接收移动交换中心信号，调制后发送给目标移动台，覆盖一定区域（如半径几千米） 移动交换中心 通信控制 负责移动用户的身份识别、位置登记、呼叫接续、路由选择等功能，协调基站之间的通信，连接移动通信网与其他通信网络（如固定电话网、互联网） 2. 移动通信的发展历程 1G 时代（模拟移动通信）：采用模拟信号传输，仅支持语音通话，通信质量差，容量小（如早期的大哥大）。 2G 时代（数字移动通信）：引入数字信号，除语音外可支持短信等简单数据业务，通信质量提升，频谱利用率提高（如 GSM 网络）。 3G 时代（移动互联网初步发展）：能实现高速数据传输，支持移动互联网应用（如手机上网、在线视频），数据传输速率达几百 kbps 到几 Mbps（如 WCDMA、CDMA2000、TD - SCDMA）。 4G 时代（移动宽带时代）：大幅提升数据传输速率，可达 100Mbps 甚至更高，高清视频、在线游戏等应用流畅运行（如 LTE 网络）。 5G 时代（万物互联开启）：具有高速度（峰值速率可达 20Gbps）、低时延（毫秒级）、大连接（每平方公里百万级连接数）特点，推动物联网、智能驾驶、工业互联网等发展。 3. 5G 技术的关键特性与应用 高速度：满足高清视频实时传输、云游戏、虚拟现实（VR）/ 增强现实（AR）等对数据传输速率要求极高的应用，如 VR 远程手术，医生能实时获得高清手术画面，精准操作。 低时延：对于智能驾驶至关重要，车辆能快速接收路况信息并做出反应，避免碰撞，保障行车安全；远程控制工业机器人，实现实时精准操作。 大连接：支撑物联网发展，使大 ... ...