Десятый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Движение в двух измерениях  1.1.3. Смещение и расстояние  1.1.4. Скорость и Вектор  1.1.5. Ускорение  1.1.6. Графическое представление движения  1.1.7. Equations of motion  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Движение тела, брошенного под углом к горизонту  1.1.10. Относительная скорость  1.2. Динамика  1.2.1. Законы движения Ньютона  1.2.2. Инерция и масса  1.2.3. Сила и ее виды  1.2.4. Сила действия и противодействия  1.2.5. Friction and its effects  1.2.6. Коэффициент трения  1.2.7. Круговое движение  1.2.8. Центростремительная сила и центростремительное ускорение  1.2.9. Импульс и количество движения  1.2.10. Conservation of momentum  1.2.11. Третий закон Ньютона и его применения  1.3. Работа, энергия и мощность  1.3.1. Работа, совершаемая силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая энергия  1.3.4. Потенциальная энергия  1.3.5. Mechanical energy  1.3.6. Сохранение энергии  1.3.7. Мощность и эффективность  1.3.8. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии  1.4. Гравитационная сила  1.4.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.4.2. Гравитационное поле и напряженность поля  1.4.3. Ускорение свободного падения на разных планетах  1.4.4. Законы движения планет Кеплера  1.4.5. Orbits and satellites  1.4.6. Вес и кажущийся вес  1.4.7. Гравитационная потенциальная энергия
  2. Свойства материи  2.1. States of matter  2.1.1. Твердое, жидкое и газообразное  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Межмолекулярные силы  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе–Эйнштейна  2.2. Давление  2.2.1. Определение давления  2.2.2. Pressure in liquids  2.2.3. Атмосферное давление  2.2.4. Принцип Паскаля  2.2.5. Принцип Архимеда и плавучесть  2.2.6. Поверхностное натяжение и капиллярность  2.3. Эластичность  2.3.1. Закон Гука  2.3.2. Stress and strain  2.3.3. Предел упругости и модуль упругости  2.3.4. Применения упругости
  3. Thermal physics  3.1. тепло и температура  3.1.1. Difference Between Heat and Temperature  3.1.2. Температурная шкала  3.1.3. Тепловое расширение  3.1.4. Тепловое равновесие  3.2. Теплопередача  3.2.1. Проводимость  3.2.2. Конвекция  3.2.3. Излучение  3.2.4. Insulation and its applications  3.3. Тепловые свойства вещества  3.3.1. Удельная теплоемкость  3.3.2. Скрытая теплота и фазовые переходы  3.3.3. Boiling and Melting Point  3.3.4. Тепловые двигатели и холодильные установки  3.4. Законы термодинамики  3.4.1. Нулевой закон термодинамики  3.4.2. Первый закон термодинамики  3.4.3. Второй закон термодинамики  3.4.4. Цикл Карно
  4. Волны и оптика  4.1. Природа и свойства волн  4.1.1. Типы волн в природе и свойства волн  4.1.2. Поперечные и продольные волны  4.1.3. Параметры волн  4.1.4. Отражение и преломление волн  4.1.5. Суперпозиция и интерференция  4.1.6. Стоячие волны и резонанс  4.1.7. Эффект Доплера  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Характеристики звуковых волн  4.2.2. Скорость звука в разных средах  4.2.3. Применение звуковых волн  4.2.4. Ультразвук и его использование  4.3. Light Waves and Optics  4.3.1. Природа света  4.3.2. Отражение света  4.3.3. Laws of reflection  4.3.4. Mirrors and Image Formation  4.3.5. Преломление света  4.3.6. Закон Снелла  4.3.7. Линзы и образование изображения  4.3.8. Полное внутреннее отражение и критический угол  4.3.9. Оптическое волокно  4.4. Оптические приборы  4.4.1. Microscope  4.4.2. Телескоп  4.4.3. Человеческий глаз и дефекты зрения  4.4.4. Камера и принцип ее работы
  5. Электричество и магнетизм  5.1. Электростатика  5.1.1. Электрический заряд и его свойства  5.1.2. Проводники и изоляторы  5.1.3. Coulomb's law  5.1.4. Электрическое поле и линии поля  5.1.5. Electric potential and potential difference  5.1.6. Конденсаторы и емкость  5.2. Ток электричества  5.2.1. Electric current and its measurement  5.2.2. Закон Ома  5.2.3. Сопротивление и удельное сопротивление  5.2.4. Последовательные и параллельные цепи  5.2.5. Электрическая энергия и мощность  5.2.6. Законы Кирхгофа  5.3. Магнетизм и электромагнетизм  5.3.1. Магнитное поле и линии поля  5.3.2. Магнитные эффекты электрического тока  5.3.3. Электромагнитная индукция  5.3.4. Законы электромагнитной индукции Фарадея  5.3.5. Трансформаторы и их применение  5.3.6. AC and DC current
  6. Современная физика  6.1. Nuclear physics  6.1.1. Структура атома  6.1.2. Атомная модель Бора  6.1.3. Энергетические уровни электронов  6.1.4. Рентгеновские лучи и их применение  6.2. Радиоактивность  6.2.1. Виды радиации  6.2.2. Half-life and radioactive decay  6.2.3. Ядерные реакции и их применения  6.2.4. Деление и Синтез  6.3. Quantum physics  6.3.1. Дуализм волна-частица  6.3.2. Photoelectric effect  6.3.3. Квантизация энергии  6.3.4. Принцип неопределённости Гейзенберга
  7. Электроника и связь  7.1. Полупроводники  7.1.1. Проводники, изоляторы и полупроводники  7.1.2. Диоды и их применение  7.1.3. Транзисторы и логические элементы  7.1.4. Светодиоды и фотодиоды  7.2. Системы Коммуникации  7.2.1. Основы коммуникации  7.2.2. Аналоговые и цифровые сигналы  7.2.3. Беспроводная связь и оптоволоконная связь  7.2.4. Радиоволны и модуляция

Десятый класс → Электроника и связь → Системы Коммуникации ↓


Беспроводная связь и оптоволоконная связь


Связь является фундаментальной частью человеческого взаимодействия, и с развитием технологий средства связи значительно улучшились. В области электроники и связи появились две основные технологии: беспроводная связь и оптоволоконная связь. Обе они изменили способ передачи и приема информации по всему миру.

Беспроводная связь

Беспроводная связь — это передача информации между двумя или более точками, которые не соединены физическим носителем. Истоки беспроводной связи можно проследить до открытия радио волн. Она использует электромагнитные волны для передачи данных на большие расстояния без необходимости использования проводов или кабелей.

Основы беспроводной связи

Беспроводная связь основывается на электромагнитных волнах, таких как радиоволны, микроволны, инфракрасные и другие. Эти волны способны путешествовать в пространстве, воздухе и даже вакууме. Основные компоненты беспроводной связи включают:

  • Передатчик: Устройство, которое отправляет сигнал. Преобразует данные в радиосигналы.
  • Приемник: Устройство, которое принимает сигнал. Преобразует радиосигналы обратно в полезные данные.
  • Канал: Среда, используемая для передачи сигнала. В беспроводных системах это обычно воздух.

Типы беспроводной связи

Существует много типов беспроводной связи, каждый из которых выполняет определенную задачу. Вот некоторые из распространенных типов:

  • Радиосвязь: Использует радиочастоты (RF) для связи. Обычно используется в AM, FM радио и рациях.
  • Микроволновая связь: Использует микроволны, которые имеют более высокую частоту, чем радиоволны. Используется в спутниковой связи и радиолокации.
  • Инфракрасная связь: Использует инфракрасный свет для передачи данных. Обычно используется в пультах дистанционного управления и некоторых беспроводных датчиках.
  • Bluetooth и Wi-Fi: Основаны на радиочастотных волнах, используются в связях на коротком расстоянии для подключения таких устройств, как смартфоны, компьютеры и периферийные устройства.

Преимущества беспроводной связи

Беспроводная связь предоставляет множество преимуществ, таких как:

  • Мобильность: Пользователи могут свободно перемещаться, оставаясь на связи.
  • Проще установка: Не требуется кабелей, что упрощает установку.
  • Экономически выгодно: Снижает необходимость в сложной кабельной инфраструктуре.

Проблемы беспроводной связи

Несмотря на свои преимущества, беспроводная связь сталкивается с некоторыми проблемами:

  • Помехи: Электромагнитные помехи могут нарушать сигналы.
  • Безопасность: Беспроводные сети более уязвимы для несанкционированного доступа.
  • Затухание сигнала: Сигналы могут ослабевать на больших расстояниях или при прохождении через препятствия, такие как здания.

Оптоволоконная связь

Оптоволоконная связь — это передовая технология, используемая для высокоскоростной и дальнемагистральной передачи данных. Она использует свет для передачи информации через оптоволокна, тонкие нити стекла или пластика, которые передают световые сигналы на большие расстояния с минимальными потерями.

Основы оптоволоконной связи

Оптоволоконная связь зависит от принципа полного внутреннего отражения. Основные компоненты оптоволоконной системы следующие:

  • Передатчик: Содержит лазерный диод или светодиод, который преобразует электрические сигналы в световые сигналы.
  • Оптоволокно: Тонкая гибкая среда, через которую путешествует свет. Состоит из сердцевины, окруженной оболочкой.
  • Приемник: Преобразует световые сигналы в электрические сигналы, обычно с помощью фотодетектора.

Структура оптоволокна

Оптоволоконный кабель состоит из следующих частей:

  • Сердцевина: Центральная часть волокна, где путешествует свет, сделанная из чистого стекла.
  • Оболочка: Окружает сердцевину, сделана из стекла с низким показателем преломления, так что свет остаётся внутри сердцевины за счёт отражения.
  • Защитное покрытие: Защищает волокно от влаги и повреждений.
Полное внутреннее отражение: Критический угол вычисляется с использованием закона Снелла:
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
где n1 и n2 — показатели преломления сердцевины и оболочки, а θ1 и θ2 — углы падения и преломления.

Преимущества оптоволоконной связи

Оптоволоконная связь известна своими многочисленными преимуществами:

  • Высокая пропускная способность: Способно нести большое количество данных, поддерживает высокоскоростной интернет и сервисы потокового видео.
  • Дальние расстояния: Световые сигналы могут путешествовать на большие дистанции без значительных потерь, и ретрансляторы используются для восстановления сигналов по мере необходимости.
  • Безопасность: Сложность перехвата оптоволоконных кабелей повышает безопасность.

Применения оптоволоконной связи

Оптоволоконная связь используется в различных приложениях, таких как:

  • Телекоммуникации: Основная инфраструктура Интернета и телекоммуникационных сетей.
  • Биомедицина: Используется в эндоскопах и других медицинских технологиях визуализации.
  • Военные нужды: Надежные коммуникации и датчики в военных операциях.

Сравнение беспроводной и оптоволоконной связи

Хотя обе технологии, беспроводная и оптоволоконная связь, важны, они служат разным целям и имеют различные особенности.

Экономическая эффективность

Беспроводная связь обычно более экономически эффективна для развертывания сетей в краткосрочных сценариях, так как не требует кабелей. Однако оптоволокно более экономически эффективно для передачи большого объема данных в долгосрочной перспективе, несмотря на более высокие начальные инвестиции.

Скорость и пропускная способность

Оптоволокно обеспечивает высокоскоростную передачу данных и более высокую пропускную способность, что идеально для передачи больших объемов данных. Скорость беспроводной связи улучшается, но она все еще уступает оптоволокну по пропускной способности.

Мобильность и гибкость

Беспроводная связь предлагает большую гибкость и мобильность, позволяя пользователям подключаться к сети на ходу. Установки оптоволокна статичны и не обладают мобильностью.

Безопасность

Оптоволокно обеспечивает более надежные коммуникации, менее уязвимо к внешнему вмешательству. Беспроводные сети, по своей природе, требуют пристального внимания к шифрованию и протоколам безопасности для предотвращения несанкционированного доступа.

Заключение

В заключение, как беспроводная, так и оптоволоконная связи являются критически важными компонентами современных систем связи. Понимание их преимуществ, недостатков и применения является ключом к эффективному использованию этих технологий. Будь то мобильность беспроводной связи или высокоскоростная передача данных оптоволокна, эти технологии постоянно развиваются и изменяют наш глобальный способ общения.


Десятый класс → 7.2.3


U
username
0%
завершено в Десятый класс

← Предыдущий (7.2.2)
Аналоговые и цифровые сигналы
Следующий (7.2.4) →
Радиоволны и модуляция

Комментарии 



Беспроводная связь и оптоволоконная связь

https://www.physicsflow.com/g10/7.2.3?pfal=ru