Реферат по физике на тему средство связи

Обновлено: 30.06.2024

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Научная работа по физике 9 класс.docx

25 июня 1876 года. Александр Белл впервые продемонстрировал свой телефон на первой Всемирной электротехнической выставке в Филадельфии.

B 1878 году русский электротехник П. M. Голубицкий применил в телефонных аппаратах конденсатор и разработал первый русский телефон оригинальной конструкции, в котором было применено несколько постоянных магнитов. В 1885 году Голубицкий разработал систему централизованного питания микрофонов телефонных аппаратов.

В 1877—1878 годах Томас Эдисон предложил использовать в угольных микрофонах вместо угольного стержня угольный порошок, то есть изобрёл угольный микрофон с угольным порошком, который практически без изменений проработал до 1980 года, а в некоторых местах работает до сих пор.

Первый коммерческий телефонный разговор между Нью-Йорком и Лондоном произошёл 7 января 1927 по трансатлантическому телефонному кабелю.

История дальнейшего развития телефона включает в себя электрический микрофон, пришедший на замену угольному, громкую связь, тоновый набор, цифровое сжатие звука. Новые технологии IP-телефония, ISDN, DSL, сотовая связь, DECT.

Телефоны с беспроводными трубками.

Представляют собой систему, состоящую из базы, к которой подключаются линии от городской АТС, и одной или нескольких беспроводных трубок, которые могут переговариваться как между собой, так и звонить по внешним линиям. Работают на разных частотах. Раньше выпускались только аналоговые аппараты с несущей частотой несколько десятков мегагерц. Эти аппараты были подвержены помехам и иногда в своей трубке можно было слышать разговоры по такому же телефону из соседней квартиры. Такие телефоны в основном были оснащены только одной трубкой.

Затем в продаже появились телефоны с несущей частотой 900 МГц и цифровым кодированием сигнала. В этих приборах качество звука лучше, увеличена дальность надёжной работы и исключено случайное подслушивание вашего разговора соседями. Следующим шагом были телефоны с несущей частотой 2.4 ГГц. Эти аппараты иногда делали с несколькими трубками, увеличена дальность связи и качество звука. Сейчас в продаже появились телефоны с несущей частотой 5.8 ГГц, имеющие дальность связи иногда достаточную, чтобы работать в пределах квартала с хорошим качеством звука. Эти телефоны часто позволяют подключать несколько трубок и обычно могут работать без взаимных помех в квартирах, оборудованных другими беспроводными устройствами (например, с беспроводным интернетом). Данные несущих частот работы телефонов приведены для телефонов, продающихся в США и Канаде.

5. Сотовая связь.

В XXI веке популярным стал такой вид связи как сотовая связь. Чем же это обусловлено? А обусловлено это тем, что, в отличие от обычного телефона, сотовый телефон не имеет проводов, он компактен и его можно носить с собой куда угодно. Теперь мы познакомимся с основными понятиями сотовой связи.

Сотовая связь — один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций. Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками (сотами).

Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого.

История сотовой связи.

Первое использование подвижной телефонной радиосвязи в США относится к 1921 г.: полиция Детройта использовала одностороннюю диспетчерскую связь в диапазоне 2 МГц для передачи информации от центрального передатчика к приёмникам, установленным на автомашинах. В 1933 г. полиция Нью-Йорка начала использовать систему двусторонней подвижной телефонной радиосвязи также в диапазоне 2 МГц. В 1934 г. Федеральная комиссия связи США выделила для телефонной радиосвязи 4 канала в диапазоне 30…40 МГц, и в 1940 г. телефонной радиосвязью пользовались уже около 10 тысяч полицейских автомашин. Во всех этих системах использовалась амплитудная модуляция. Частотная модуляция начала применяться с 1940 г. и к 1946 г. полностью вытеснила амплитудную. Первый общественный подвижный радиотелефон появился в 1946 г. (Сент-Луис, США; фирма Bell Telephone Laboratories), в нём использовался диапазон 150 МГц. В 1955 г. начала работать 11-канальная система в диапазоне 150 МГц, а в 1956 г. — 12-канальная система в диапазоне 450 МГц. Обе эти системы были симплексными, и в них использовалась ручная коммутация. Автоматические дуплексные системы начали работать соответственно в 1964 г. (150 МГц) и в 1969 г. (450 МГц).

Аналогичным образом, с естественными отличиями и в меньших масштабах, развивалась ситуация и в других странах. Так, в Норвегии общественная телефонная радиосвязь использовалась в качестве морской мобильной связи с 1931 г.; в 1955 г. в стране было 27 береговых радиостанций. Наземная мобильная связь начала развиваться после второй мировой войны в виде частных сетей с ручной коммутацией. Таким образом, к 1970 г. подвижная телефонная радиосвязь, с одной стороны, уже получила достаточно широкое распространение, но с другой — явно не успевала за быстро растущими потребностями, при ограниченном числе каналов в жёстко определённых полосах частот. Выход был найден в виде системы сотовой связи, что позволило резко увеличить ёмкость за счёт повторного использования частот в системе с ячеистой структурой.

Конечно, как это обычно бывает в жизни, отдельные элементы системы сотовой связи существовали и раньше. В частности, некоторое подобие сотовой системы использовалось в 1949 г. в Детройте (США) диспетчерской службой такси — с повторным использованием частот в разных ячейках при ручном переключении каналов пользователями в оговорённых заранее местах. Однако архитектура той системы, которая сегодня известна как система сотовой связи, была изложена только в техническом докладе компании Bell System, представленном в Федеральную комиссию связи США в декабре 1971 г. И с этого времени начинается развитие собственно сотовой связи, которое стало поистине триумфальным с 1985 г., в последние десять с небольшим лет.

В 1974 г. Федеральная комиссия связи США приняла решение о выделении для сотовой связи полосы частот в 40 МГц в диапазоне 800 МГц; в 1986 г. к ней было добавлено ещё 10 МГц в том же диапазоне. В 1978 г. в Чикаго начались испытания первой опытной системы сотовой связи на 2 тыс. абонентов. Поэтому 1978 год можно считать годом начала практического применения сотовой связи. Первая автоматическая коммерческая система сотовой связи была введена в эксплуатацию также в Чикаго в октябре 1983 г. компанией American Telephone and Telegraph (AT&T). В Канаде сотовая связь используется с 1978 г., в Японии — с 1979 г., в Скандинавских странах (Дания, Норвегия, Швеция, Финляндия) — с 1981 г., в Испании и Англии — с 1982 г. По состоянию на июль 1997 г. сотовая связь работала более чем в 140 странах всех континентов, обслуживая более 150 млн абонентов.

Принцип действия сотовой связи.

Основные составляющие сотовой сети — это сотовые телефоны и базовые станции. Базовые станции обычно располагают на крышах зданий и вышках. Будучи включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами. Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Если телефон выходит из поля действия базовой станции (или качество радио сигнала сервисной соты ухудшается), он налаживает связь с другой.

Сотовые сети могут состоять из базовых станций разного стандарта, что позволяет оптимизировать работу сети и улучшить её покрытие.

Сотовые сети разных операторов соединены друг с другом, а также со стационарной телефонной сетью. Это позволяет абонентам одного оператора делать звонки абонентам другого оператора, с мобильных телефонов на стационарные и со стационарных на мобильные.

Операторы могут заключать между собой договоры роуминга. Благодаря таким договорам абонент, находясь вне зоны покрытия своей сети, может совершать и принимать звонки через сеть другого оператора. Как правило, это осуществляется по повышенным тарифам. Возможность роуминга появилась лишь в стандартах 2G и является одним из главных отличий от сетей 1G.

6. Социальная сеть Интернет.

И наконец самое современное и наиболее популярное средство связи – всемирная социальная сеть Интернет. Но, как вы понимаете, она тоже сразу не появилась. У неё есть своя история, с которой мы сейчас познакомимся.

У Интернета есть предшественник – первая социальная сеть ARPANET.

ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — компьютерная сеть, созданная в 1969 году в США Агентством Министерства обороны США по перспективным исследованиям (ARPA) и явившаяся прообразом сети Интернет. Это была первая в мире сеть, перешедшая на маршрутизацию пакетов данных (1 января 1983 года). ARPANET прекратила своё существование в июне 1990 года.

В 1969 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надёжная система передачи информации. Агентство передовых исследовательских проектов (ARPA) предложило разработать для этого компьютерную сеть. Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэнфордскому исследовательскому центру, Университету штата Юта и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре.

Первая часть истории сети Интернет - это история сети ARPANET, как было сказано выше, потому что ARPANET – это первая социальная сеть и прообраз сети Интернет. Что же произошло после того, как сеть ARPANET прекратила своё существование?

В 1991 году Всемирная паутина стала общедоступна в Интернете, а в 1993 году появился знаменитый веб-браузер NCSA Mosaic. Всемирная паутина набирала популярность.

В 1995 году NSFNet вернулась к роли исследовательской сети, маршрутизацией всего трафика Интернета теперь занимались сетевые провайдеры, а не суперкомпьютеры Национального научного фонда.

Существенными достижениями в развитии средств связи явились изобретения фототелеграфа и телевизионной связи. С помощью этих средств связи передаются видеосигналы. Сейчас с помощью фототелеграфа на огромные расстояния происходит передача текста газет и различная информация. Количество телевизионных каналов, которые занимают область сверхвысоких радиочастот от 50 до 900 МГц, непрерывно растет. Каждый телевизионный канал имеет ширину около 6 МГц. В пределах рабочей частоты канала передается 3 сигнала:

· звуковой, передаваемый по способу частотной модуляции;

· видеосигнал, передаваемый по способу амплитудной модуляции;

Естественно, для осуществления телевизионной связи необходимо уже два передатчика: один для звуковых, другой для видеосигналов. Следующим шагом совершенствования телевизионных средств связи было изобретение цветного телевидения. Но современные требования, предъявляемые к средствам связи, все время требуют их дальнейшего усовершенствования, сейчас начинается внедрение цифровых систем передачи информации, изображения, звука, которые в будущем заменят ныне действующие аналоговое телевидение. Телевизионные приемники нового поколения позволяют принимать передачи цифровые и аналоговые. Привычные экраны телевизоров и дисплеев заменяются жидкокристаллическими. Жидкокристаллические силиконовые дисплеи с использованием тонкопленочной технологии позволяют резко уменьшить потребление энергии за счет того, что не нужна подсветка экрана. Уже созданы фирмой "Шарп" телевизоры с новыми возможностями, имеющими доступ в Интернет и позволяющие пользоваться электронной почтой. Использование в средствах связи цифровых систем, жидких кристаллов, оптических волокон позволяет на рубеже веков решить сразу несколько крайне важных для человека проблем: снижение потребления энергии, уменьшение (или, наоборот, увеличение) размеров аппаратуры, многофункциональность, ускорение обмена информацией. Следующим шагом в совершенствовании средств связи было использование спутников для передачи радио и видеосигналов, когда переданный сигнал отражается не от ионосферы, а от искусственного спутника и принимается наземными спутниковыми антеннами. С помощью таких спутников связи передается разнообразная информация: от передач радио и телевидения до сверхсекретной информации военного характера. Недавно был запущен спутник связи для осуществления финансовых операций банками России, что многократно ускорит прохождение платежей на такой огромной территории как наша страна. Создаются целые сети спутниковой связи, которые позволят сделать предельно простым доступ российских региональных пользователей к мировым информационным потокам. Абоненты сети в регионах получат по спутниковому каналу связи следующие услуги: факс, телефон, Интернет, радио и телепрограммы.

Современный мир, эфир которого заполнен множеством каналов связи, продолжает искать другие способы передача информации. Один из таких способов - передача сигнала с помощью света. В основе этого способа лежит то, что форму световых лучей можно изменить под действием электрических колебаний звуковой частоты. Свет переносит сигнал быстрее радиоволн. Частота световых волн во много раз выше радиоволн - у радиоволн это сотни и тысячи колебаний в секунду, а у света миллионы и миллиарды. Свет может доставить значительно больше информации за одно и тоже время, чем радиоволны. В качестве световодов используется оптическое стекловолокно создается из тончайшей нити тяжелого стекла с большим показателем преломления, окруженной трубкой из стекла с низким показателем преломления. Яркость света до и после пробега по такому стекловоду практически не изменяется, так как световой луч испытывая на границе с трубкой полное отражение, отражаясь от стенок беспрепятственно достигает цели. В настоящее время идет интенсивное внедрение линий телефонной и телеграфной связи с использованием волоконно-оптических кабелей. В 1997 году по линиям электропередач проложено уже 1,3 тыс. км таких кабелей.

С развитием техники совершенствуется аппаратура средств связи. Например, на смену простой телефонной связи в организациях приходят цифровые телекоммуникационные системы обладающие огромными функциональными возможностями. Каждый из компактных аппаратных блоков системы позволяет задействовать десятки внутренних абонентов и внешних линий. К системе может быть подключено оборудование любого типа: телефоны, факсы, компьютеры, домофоны и т.д. С помощью этой системы можно запрограммировать объединение внутренних абонентов в группы, организовать входящие звонки в очередь к группе или отдельному абоненту, переадресовывать звонки. Кроме того, каждой группе может быть назначен супервизор, который будет иметь информацию обо всех звонках, поступающих к данной группе, о наличие очереди и иметь возможность динамично управлять этими процессами, регулируя очередь, и время ожидания ответа. При этом станция собирает и выдает полную статистику о звонках, которые были сделаны за день. Автоматический секретарь системы сам ответит на любой незапланированный звонок, выдаст справочную информацию, поможет клиенту дозвонится до нужного ему абонента. Система распознает голосовые команды: достаточно произнести имя того, кто вам нужен, и система сама переключится на нужный номер.

Веселаго В. Взрослые и дети в Интернете //"Известия" №194, 1997г.

Колтун М. Мир физики: Научно-художественная лит-ра. - М.: Дет. лит., 1984.- 271с.

Коммуникация - основа современного бизнеса: Пресс-релиз //"Известия" №220, 1997г.

От плазменного телевизора до мини-диска: Экспертиза //"Известия" №215, 1997г.

Энциклопедический словарь юного физика /Сост. В.А. Чуянов. - М.: Педагогика, 1984.- 352с.

Анализ возможности передачи электрических зарядов на расстояния. Особенность изобретения электромагнитного телеграфа П.Л. Шиллингом. Появление мобильных средств при развитии физики радиоволн. Запуск первой радиотелефонной сети для частных клиентов.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	31.10.2017
Размер файла	236,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Научно - исследовательская работа

Раздел: Экономика, социология и право

1. История развития средств связи

2. Исследовательская часть

1. История развития средств связи

Идеи о возможности передачи электрических зарядов на расстояния и об осуществлении таким путём телеграфной связи высказывались с середины XVIII века. Профессор Лейпцинского университета Иоган Винклер в 1744 г. писал: "С помощью изолированного подвешенного проводника возможна передача электричества на край света со скоростью полёта пули". В шотландском журнале "The Scot's Magazine" 1 февраля 1753 г. появилась статья, подписанная только Ч.М. (в последствии выяснилось, что её автор Чарльз Морисон), в которой впервые была описана возможная система электросвязи. Предлагалось подвесить между двумя пунктами столько неизолированных проволок, сколько букв в алфавите. Проволоки в обоих пунктах прикрепить к стеклянным стойкам, чтобы концы их свисали и заканчивались бузиновыми шариками, под которыми на расстоянии 3-4мм расположить буквы, написанные на бумажках. При касании в пункте передачи кондуктором электростатической машины конца проволоки, соответствующей требуемой букве, в пункте приёма наэлектризованный бузиновый шарик притягивал бы бумажку с этой буквой. По схеме Морисона передача одного слова занимала 10-15 мин, а фразы 2-3 часа.

Хотя этот телеграф и послужил человечеству более полувека, он не удовлетворял потребности общества в быстрой связи. На передачу одной депеши затрачивалось в среднем 30 мин. Неизбежно были перерывы связи при дождях, туманах, вьюгах.

Изобретатель электромагнитного телеграфа П. Л. Шиллинг первым понял сложность изготовления на заре электротехники надёжных подземных кабелей и предложил наземную часть проектируемой в 1835-1836 гг. телеграфной линии сделать воздушной, подвесив неизолированный голый провод на столбах вдоль Петергофской дороги. Это был первый в мире проект воздушной линии связи. Но члены правительственного "Комитета для рассмотрения электромагнетического телеграфа" отвергли показавшийся им фантастическим проект Шиллинга. Его предложение было встречено недоброжелательными и насмешливыми возгласами.

А через 30 лет, в 1865 году, когда протяженность телеграфных линий в странах Европы составила 150 000 км, 97% из них приходились на долю линий воздушной подвески.

Изобретение телефона принадлежит 29 - летнему шотландцу, Александру Грехем Беллу. Белл с 1873 года пытался сконструировать гармонический телеграф, добиваясь возможности передавать по одному проводу одновременно семь телеграмм. Он использовал семь пар гибких металлических пластинок, подобных камертону, при этом каждая пара настраивалась на свою частоту. Во время опытов 2 июня 1875 года свободный конец одной из пластинок на передающей стороне линии приварился к контакту. Помощник Белла механик Томас Ватсон, безуспешно пытаясь устранить неисправность, чертыхался, возможно, даже используя не совсем нормативную лексику. Находящийся в другой комнате и манипулировавший приемными пластинками Белл своим чутким натренированным ухом уловил звук, дошедший по проводу. Самопроизвольно закрепленная на обоих концах пластинка превратилась в гибкую своеобразную мембрану и, находясь над полюсом магнита, изменяла его магнитный поток. Вследствие этого поступавший в линию электрический ток изменялся соответственно колебаниям воздуха, вызванным бормотанием Ватсона. Это был момент зарождения телефона. Устройство называлось "трубкой Белла". Ее следовало прикладывать попеременно то ко рту, то к уху либо пользоваться двумя трубками одновременно.

С 1888 года началось развитие физики радиоволн, что послужило началом к появлению мобильных средств.

В результате, 17 июня 1946 года в Сент Луисе, США, запускают первую радиотелефонную сеть для частных клиентов. Аппаратура была очень громоздкой и предназначалась только для установки в автомобили - таскать на себе 40 килограммовый телефон (без учета веса источника питания!) было просто невозможно. Но, несмотря на это, популярность мобильной связи стала стремительно расти. Но тут возникла еще одна, более серьезная, чем большой вес аппаратуры, проблема - ограниченность частотного ресурса. Радиотелефоны, с близкими по частоте каналами, начинали вызывать взаимные помехи, и необходимо было минимум 100 километров между двумя радиосистемами, чтобы стало возможным использовать частоту вновь. В 1947 году происходят два события, имеющие огромное значение для дальнейшего развития радиотелефонной связи. В июле У. Шокли, У. Браттайн и Дж. Бардин изобретают транзистор. Это в дальнейшем позволило заметно уменьшить вес и размеры мобильных телефонных аппаратов.

Немногим позже Д. Ринг, сотрудник все той же Bell Laboratories, на внутреннем меморандуме выдвигает идею сотового принципа организации сетей мобильной связи. Эта схема решала проблему конфликта близких по частотам каналов и позволяла повторно их использовать.

Но прошло более 20 лет, прежде чем появились первые подобные сети. И вот в 1973 году в Нью-Йорке компанией Motorola была смонтирована первая в мире базовая станция сотовой связи. Она могла обслуживать не более 30 абонентов и соединять их с наземными линиями связи. Первый сотовый телефон получил название Dina-TAC, его вес составлял 1,15 килограмма, размеры - 22,5х12,5х3,75 сантиметра. Таким образом, днем рождения сотового телефона, да и всей сотовой связи можно считать 3 апреля 1973. электромагнитный телеграф радиотелефонный сеть

Бурное развитие Интернета в конце 90-х годов привело к тому, что многие пользователи сотовой связи захотели использовать свои трубки как модемы, а существующих скоростей для этого было явно недостаточно.

Для того чтобы хоть как-то, удовлетворить потребность своих клиентов в доступе к сети Интернет, инженеры изобретают WAP-протокол беспроводного доступа. Достаточно недавно на свет появилась технология, получившая название GPRS - это название можно перевести как система пакетной радио передачи данных. В данной технологии используется принцип разделения каналов для передачи голоса и данных.

Возможности, как видите, богатейшие, и если прибавить легкость регистрации и простоту использования, то становится понятно, почему у этой системы сейчас несколько сотен миллионов пользователей по всему миру (одновременно на линии находится 7--10 миллионов человек).

2. Исследовательская часть

Изучив развитие средств связи мне стало интересно, насколько широко в нашей стране и в нашем городе используются современные возможности обмена информацией.

Что касается использования мобильных телефонов, то услугами мобильных кампаний пользуются практически все жители нашей страны. Согласно статистике возрастные критерии пользователей колеблются от 6 лет до 75 лет. 50-70% пользователей услуг мобильной связи в России либо достаточно квалифицированы, стремятся узнать и использовать все имеющиеся функции. Остальные пользователи, так называемые покупатели минимальных контрактов (30-50%) не сильно интересуются дополнительными возможностями.

Число пользователей Интернета в России превысило отметку в 40 млн человек, при чём в крупных городах к активным пользователям Интернета в возрасте 14-30 лет относится более 70% населения.

1. Какими средствами связи пользуетесь вы?

2. Какими средствами связи пользуются ваши родители?

3. Часто ли в вашей семье пользуются интернет - связью?

4. Что нравиться вам больше:

- разговаривать по телефону;

- общаться в чате?

5. Общаясь с друзьями в интернете, пользуетесь ли вы услугами голосовой связи (Skype)?

В опросе участвовали мои друзья, их родители, одноклассники. Результаты получились следующие:

100% опрошенных пользуются как мобильными так и стационарными телефонами, а так же имеют определённый опыт общения через интернет ( в чатах).

Что касается выбора способов общения, то результаты отражены в следующей диаграмме:

Опрос показал, что людям больше всего нравиться разговаривать друг с другом по телефону.

К сожалению интернет - услуга Skype не так широко распространена в нашем городе, поэтому только 22 % опрошенных часто пользуются данной программой при общении. Но прогресс не стоит на месте, и я надеюсь, что число пользователей данной услуги будет увеличиваться день ото дня.

В заключении хотелось бы отметить, что общение между людьми происходит постоянно, и даже тогда, когда они находятся друг от друга на расстоянии. Это стало возможным благодаря появлению телефонной связи, которая в наши дни достигла таких высот, что мы можем общаться голосом даже через компьютер. Я надеюсь, что развитие связи так же активно и бурно продолжится, и в дальнейшем будут появляться всё более совершенные способы установки связи между людьми.

Подобные документы

Особенности распространения радиоволн в системах мобильной связи. Разработка и моделирование программного обеспечения для изучения моделей распространения радиоволн в радиотелефонных сетях для городских условий. Потери передачи в удаленных линиях.

дипломная работа [5,1 M], добавлен 20.10.2013

курсовая работа [2,3 M], добавлен 09.11.2011

Основные характеристики встроенных антенн, используемых для беспроводной передачи информации в мобильных средствах связи; типы, конструктивные особенности. Исследование параметров направленных свойств антенн, степени их согласованности с фидером.

дипломная работа [5,7 M], добавлен 03.04.2011

Этапы развития различных средств связи: радио, телефонной, телевизионной, сотовой, космической, видеотелефонной связи, интернета, фототелеграфа (факса). Виды линии передачи сигналов. Устройства волоконно-оптических линий связи. Лазерная система связи.

презентация [301,0 K], добавлен 10.02.2014

Структура сотовой сети связи. Расчет числа радиоканалов, допустимой телефонной нагрузки, числа абонентов, количества базовых станций, радиуса зоны обслуживания станции, величины защитного расстояния, модели распространения радиоволн, мощности передатчика.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное среднее общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №21

Исследовательская работа по физике

1) История развития средств связи

2) Этапы развития средств связи

3) История изобретения радио

4) Устройство радио

5) Опыт А.С. Попова

6) Первый телефон в СССР

3. Практическая часть

1) Опыт №1. Сборка радиоприемника CB ( MW )-диапазона.

2) Опыт №2. Сборка радиоприемника FM -диапазона.

6.Список используемой литературы

21 век – это век коммуникаций. Возможности общения расширились благодаря новым изобретениям. Современный человек не представляет своей жизни без постоянного использования сотовой связи, интернета, телефона. То, что совсем недавно казалось фантастическим, стало частью нашей жизни. Изобретения совершенствуются, становятся все более удобными и многофункциональными, компактными, доступными для потребителей. Расширяются сферы их применения. Актуальность развития средств связи побуждает к изучению этапов их развития и биографии изобретателей, основоположников новой эпохи.

Актуальность : на сегодня средства связи стали неотъемлемой частью производственного процесса и нашего быта.

Цели данного проекта: изучить какие существуют и существовали ранее средства связи, понять принцип их действия. Познакомиться с биографией ученых, которые внесли свой вклад в развитие связи.

Задачи проекта:

1)Изучить исторические факты открытия электромагнитных волн, их получения, создания и развития средств связи.

2)Изучить биографии физиков, внесших вклад в развитие средств связи.

3)Выделить основные этапы развития средства связи.

4)Изучить устройство и принцип действия первых изобретений.

5)Изучить правила безопасного использования средств связи.

Формы и методы работы над проектом

1) Поиск и сбор информации в учебниках и в сети Интернет.

2) Знакомство с материалом.

3) Анализ и отбор материала.

4) Подготовка наглядного материала.

5) Изложение информации в соответствии с поставленными задачами.

Предмет : Средства связи и радио.

Объект : Передача радиоволн.

2. Основная часть

2.1. История развития средств связи

Бой барабанов и использование костров:

В его подчинении в отдельных городах находились почтовые чиновники, штат гонцов, большое количество лошадей

Почтовые голуби:

Не стоит забывать и о голубях. Тогда они были едва ли не единс

твенным средством связи. Еще с древних времен они таинственным образом находили адресата и возвращались домой. Голуби стали участниками многих исторических событий, перенося почту во время войн. Хороший почтовый голубь может развить скорость до 70 км в час, также по ним трудно попасть из огнестрельного оружия и нелегко поймать. Поэтому голуби были отличным средством для передачи информации.

До сих пор ученым так и не удалось найти разгадку хорошей способности к ориентации у голубей. Было проведено множество экспериментов, но никакие изменения условий и влияний на птицу не смогли остановить ее на верном пути к дому. В какое-то время наибольшее признание получила версия, что голуби ориентируются по солнцу.

Некоторые ученые утверждали, что птицы используют силу магнитного поля Земли, при помощи которой они определяют свое местоположение по отношению к дому. Возможно они также используют свое обоняние, создают своего рода "карту запахов" тех областей, над которыми пролетают, а затем

используют их для навигации. Кроме природных данных, почтовых голубей нужно тренировать с самого раннего возраста, чтобы птицы могли преодолевать большие расстояния. Таким образом, почтовые голуби могут совершать тысячекилометровые перелеты.

11 июня 2002 года Конгресс США принял резолюцию, согласно которой изобретатель телефона — вовсе не Александр Белл, а итальянский учёный Антонио Меуччи. Как выяснилось, именно Меуччи смог первым в 1871 году заставить электрический ток передавать голос на расстоянии, однако у итальянца возникли сложности с оформлением патента, дело затянулось настолько, что Антонио Меуччи, открыв как-то раз газету, увидел заголовок, повествующий об изобретении телефона Александром Беллом. Несмотря на все его старания, современники так и не признали того, что он является изобретателем телефона.

1.2. Этапы развития средств связи

Джеймс Максвелл (13 июня 1831 - 5 ноября 1879)

Был ученым шотландского происхождения, который специализировался в области математической физики и чей вклад отметил до и после в истории этой науки. Считается, что одним из самых важных ученых, которые имели записи, был признан специально для формулировки теории электромагнитного излучения. Его идея заложила основы, на которых строится известное сегодня радио. Вклад, который он внес в научную область, считается с той же степенью важности, что и вклад Исаака Ньютона и Альберта Эйнштейна..

Иоганн Генрих Винклер (1703-1770) немецкий физик.

Андре Ампер (1775-1836)

Так Андре Ампер впервые описал принципы работы электромагнитного телеграфа, которым спустя полвека пользовалась вся просвещённая Европа.

Александр Грейам Белл (3 марта 1847— 2 августа 1922), американский и канадский учёный, изобретатель и предприниматель шотландского происхождения, один из основоположников телефонии, основатель компании American Telephone and Telegraph Company, определившей всё дальнейшее развитие телекоммуникационной отрасли в США.

Генрих Герц (22 февраля 1857 - 1 января 1894) немецкий физик, один из основателей электродинамики.

Не секрет, что едва ли не в каждой стране существует свой создатель радио: так, например, для немцев это Генрих Герц, для американцев — Дэвид Хьюз или Томас Эдисон, для тех, кто живет в балканских странах — Никола Тесла, итальянцы же, в свою очередь, уверены, что радио изобрел Гульельмо Маркони. В России традиционно создание радио приписывают выдающемуся учёному Александру Попову.

Не случайно выбор немцев пал именно на Генриха Герца: именно его открытия доказали возможность беспроводной передачи данных. Проводя опыты с электромагнитными волнами в своей лаборатории, Герц ещё в 1880-х годах, можно сказать, создал половину радио. Генератор Герца по большому счету уже отвечал требованиям радиосвязи, физику оставалось только придумать приемник, изобретение которого и ознаменовало бы появление радио. Однако сам Генрих Герц не считал свои приборы пригодными для передачи информации на большие расстояния: он полагал, что для такой передачи нужно построить антенну, которая бы по своим размерам превосходила материк.

2.3 История изобретения радио.

1.4. Устройство радио

Первый радиоприемник А. С. Попова имел очень простое устройство: батарея, электрический звонок, электромагнитное реле и стеклянная трубка с металлическими опилками внутри, называемая когерер. Передатчиком служил искровой разрядник, возбуждавший электромагнитные колебания в антенне, которую Попов впервые в мире использовал для беспроводной связи. Под действием радиоволн, принятых антенной, металлические опилки в когерере сцеплялись, и он начинал пропускать электрический ток от батареи.

Срабатывало реле, включался звонок, а когерер получал "легкую встряску", сцепление между металлическими опилками ослабевало, и они были готовы принять следующий сигнал. На рисунке 1 представлена схема радиоприемника А. С. Попова.

В радиопередатчике речь, музыка – любые звуки превращаются в особые волны – радиовоны. Антенна передающей радиостанции излучает в пространство радиоволны. Эти радиоволны принимаются антеннами приемников радиослушателей. Волны эти распространяются со скоростью света одинаково хорошо и в атмосфере, и в безвоздушном пространстве космоса, проникают сквозь дерево, стекло, камень. Пересекаясь радиоволны не смешиваются друг с другом. Радиоприемник с помощью антенны улавливает их и превращает снова в речь, музыку и другие звуки.

Первая попытка передачи по радио человеческой речи была предпринята Поповым в 1903 году, однако качество передачи было плохим. Это было связано с тем, что тогда радиосигналы передавали затухающими радиоволнами от искрового электрического разряда.

Дальнейшее развитие радиосвязи и появление радиовещания, т.е. способа передачи на расстояние не только обычных радиосигналов, но и человеческой речи, было связано с изобретением электронной лампы.

1.5 Опыт А. С. Попова

Сила тока в катушке электромагнитного реле возрастает, и оно включает звонок.

Молоточек звонка, ударяя по когереру, встряхивает его и возвращает в исходное состояние. С последним встряхиванием когерера аппарат готов к приему новой волны. Чтобы повысить чувствительность аппарата, А. С. Попов один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав тем самым первую в мире приемную антенну для беспроволочной связи. Заземление превращает проводящую поверхность земли в часть открытого колебательного контура, что увеличивает дальность приема.

Основные принципы действия современных радиоприеников те же, что и в приборе Попова. Современный приемник также имеет антенну, в которой приходящая волна вызывает очень слабые электромагнитные колебания. Как и в приемнике А. С. Попова, энергия этих колебаний не используется непосредственно для приема. Слабые сигналы лишь управляют источниками энергии, питающими последующие цепи. Сейчас такое управление осуществляется с помощью полупроводниковых приборов.

1.6 Первый телефон в СССР

Самый первый мобильный телефон в мире был создан советским инженером Куприяновичем Л. И. в 1957 году. Аппарат получил название ЛК-1.

Вес переносного мобильника ЛК-1 составлял 3 кг. Заряда аккумулятора хватало на 20-30 часов работы, радиус действия 20-30 км. Решения, использованные в телефоне были запатентованы 1 ноября 1957 года.

Уже к 1958 году Куприянович снизил вес аппарата до 500 г. Он представлял собой коробку с тумблерами и диском для набора номеров. К коробке была подсоединена обыкновенная телефонная трубка. Во время разговора было два способа удержания аппарата. Во-первых, можно было использовать две руки для удержания трубки и коробки, что не является удобным. Или же можно было вешать коробку на пояс, тогда использовалась только одна рука для удержания трубки.

Возникает вопрос, почему Куприянович использовал телефонную трубку, а не встроил динамики в сам телефон. Дело в том, что использование трубки считалось удобнее по причине ее легкости, гораздо проще держать пластмассовую трубку весом несколько грамм, чем весь аппарат. Как позднее признался Мартин Купер использование его самого первого мобильного телефона помогло ему неплохо накачать мышцы. По расчетам Куприяновича, если запустить аппарат в серийное производство, то его стоимость могла составлять 300-400 рублей, что примерно равнялась стоимости телевизора.

В 1961 году Куприянович продемонстрировал телефон, весом 70 гр, который помещался на ладони и радиусом действия 80 км.

В 1957 году Л.И. Куприянович получил авторское свидетельство на

"Радиофон" — автоматический радиотелефон с прямым набором. Через автоматическую телефонную радиостанцию с этого аппарата можно было соединяться с любым абонентом телефонной сети в пределах действия передатчика "Радиофона". К тому времени был готов и первый действующий комплект аппаратуры, демонстрирующий принцип работы "Радиофона", названный изобретателем ЛК-1 (Леонид Куприянович, первый образец).

ЛК-1 по нашим меркам еще было трудно назвать мобильником, но на современников производил большое впечатление. "Телефонный аппарат невелик по габаритам, вес его не превышает трех килограммов" — писала "Наука и жизнь". "Батареи питания размещаются внутри корпуса аппарата; срок непрерывного использования их равен 20-30 часам. ЛК-1 имеет 4 специальные радиолампы, так что отдаваемая антенной мощность достаточна для связи на коротких волнах в пределах 20-30 километров.

На аппарате размещены 2 антенны; на передней его панели установлены 4 переключателя вызова, микрофон (снаружи которого подключаются наушники) и диск для набора номера". К тому же телефон советского инженера абсолютно не нуждался в операторе связи. С него можно было звонить на все городские номера и принимать входящие звонки с любого аппарата — как со стационарного телефона, так и из телефонной будки.

Читайте также: