現(xiàn)代通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢

現(xiàn)代通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢

古代郵政：早在公元前4000年，世界上最古老的“郵政”事業(yè)就在中國建立起來了。當(dāng)時中國是周王朝，由于封侯過多，各諸侯霸占一方，征戰(zhàn)不停，結(jié)盟討伐，形成了彼此之間頻繁往來，于是驛站就出現(xiàn)了（驛站是設(shè)在古代官府衙門中傳遞公文的一個機(jī)構(gòu)）。秦始皇統(tǒng)一中國后，為了鞏固他的統(tǒng)治，進(jìn)一步發(fā)展全國經(jīng)濟(jì)，穩(wěn)定政局。秦始皇在全國范圍大興土木修筑馳道，“車同軌、書同文”，頒發(fā)了《秦郵律》，大大地促進(jìn)了郵驛通信的發(fā)展。通信的起源

到了唐代郵驛分陸驛、水驛和陸水兼辦三種，共有1600處，其中水驛260處，水陸兼辦的也有80余處。對郵驛行程有明文規(guī)定，如陸驛規(guī)定馬每天走70千米，車行30千米。根據(jù)官吏的大小，所配給的車馬也有一定額數(shù)，不按規(guī)定辦事的要分別給予處罰。此外，還有些特殊規(guī)定，如遇有要事驛馬每天可跑150千米。公元755年，安祿山在范陽（今北京附近）興兵反對唐朝，當(dāng)時唐玄宗正在華清宮，從北京到臨潼路程有千余里，只用6天時間就把消息送到了，可見唐朝郵驛通信組織管理和通信速度都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。

電通信的發(fā)展歷史

初級階段：1838年德國人莫爾斯發(fā)明了電報開始至第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束。電報、電話、無線電、廣播、電視、雷達(dá)以及移動通信等等

近代階段：1948年香農(nóng)提出了信息論至上個世紀(jì)七十年代末。微波、衛(wèi)星、程控交換技術(shù)、光纖通信和移動通信有了長足進(jìn)步

現(xiàn)代階段：1980年以后以光纖通信和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的建立為標(biāo)志。光纖通信、數(shù)字移動通信、衛(wèi)星通信、程控交換技術(shù)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、多媒體通信、Internet網(wǎng)、個人通信、智能通信、微波通信、公共電話交換網(wǎng)、圖像通信等.光纖通信技術(shù)1、光纖通信的發(fā)展史

1966年：美籍華人高焜博士首次明確提出來利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行激光通信的設(shè)想；

1970年：美國康寧公司拉制出高純度石英光纖，其耗損率為

20dB/km，貝爾實驗室研制出鋁鎵砷半導(dǎo)體激光器，

使光纖通信進(jìn)入到實用化階段；

1976年：日本在大阪附近的奈良縣建成了世界上第一個完全用光纜實現(xiàn)光通信的實驗區(qū)；

1983年：美國、日本、英國大面采用光纖通信技術(shù)。

1997年：我國建成光纖通信主干網(wǎng)。

光纖通信發(fā)明家高錕(左)

1998年在英國接受IEE授予的獎?wù)?/p>

光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：

（1）容許頻帶很寬，傳輸容量很大

（2）

損耗很小，中繼距離很長且誤碼率很小

（3）重量輕、體積小

（4）抗電磁干擾性能好

（5）泄漏小，保密性能好

（6）節(jié)約金屬材料，有利于資源合理使用

光纖通信的應(yīng)用光纖可以傳輸數(shù)字信號，也可以傳輸模擬信號。光纖在通信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)與計算機(jī)網(wǎng)，以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，都得到了廣泛應(yīng)用。光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速，是當(dāng)前研究開發(fā)應(yīng)用的主要目標(biāo)。光纖通信的各種應(yīng)用可概括如下：①通信網(wǎng)②構(gòu)成因特網(wǎng)的計算機(jī)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)③有線電視網(wǎng)的干線和分配網(wǎng)④綜合業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng)光纖通信系統(tǒng)的基本組成

發(fā)射、接收、光纖傳輸系統(tǒng)。光纖通信發(fā)展趨勢1974197619781980198219841986198819901992

100000

1000010001001010.1

0.8μm多模1.3μm單模1.55μm直接檢測光孤子光放大器1.55μm相干檢測系統(tǒng)性能(Gb/s?Km）

光纖通信的發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢1、繼續(xù)增大通信容量和傳輸距離；

2、光同步數(shù)字體系（SDH）得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用；

3、寬帶業(yè)務(wù)本地用戶光纖網(wǎng)和ATM引起世界的重視；（ATM是以信元為基礎(chǔ)的一種分組交換和復(fù)用技術(shù)，它是一種為了多種業(yè)務(wù)設(shè)計的通用的面向連接的傳輸模式。）

4、光電集成技術(shù)迅速發(fā)展；

5、全光通信技術(shù)迅速發(fā)展。

為了改變我國與發(fā)達(dá)國家相比信息資源孤立分散的狀態(tài)，到

全國性的信息資源共享，我國開始實施“三金工程”計劃?！叭稹惫こ淌俏覈畔①Y源工程的三大領(lǐng)頭建設(shè)，它包括：構(gòu)通全國各城市、地區(qū)的光纖信息交換網(wǎng)絡(luò)，組成全國信息高速公路的“金橋工程”；快速實現(xiàn)全國集體和個人資金結(jié)算的“金卡工程”；準(zhǔn)確迅速實現(xiàn)商品進(jìn)出口申報的“金關(guān)工程”。

我國的金橋工程首先利用已建成的中國公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（CHINADDN）使用干線光纖溝通直轄市和省會城市，提供776

條高速和2588條中速數(shù)據(jù)通道，完成各地的數(shù)據(jù)信息交換，然后擴(kuò)大覆蓋到660多個地縣級市，并利用衛(wèi)星通信等手段聯(lián)通

19個國家的37個主要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全球性的數(shù)據(jù)交換，形成信息資源共享的“金橋”。

我國光纖通信技術(shù)的發(fā)展：即初始期；初步研究開發(fā)

期；研究開發(fā)成熟期?，F(xiàn)在進(jìn)入推廣和深入發(fā)展期。

（1）初始期（1973—1980年）

（2）初步研究開發(fā)期（1981—1985年）（3）研究開發(fā)成熟期（1986—1990年）（4）推廣和深入發(fā)展期（1991年—）（5）1995年后將進(jìn)入高潮（7）1997年建成除西藏自治區(qū)和臺灣省外的全國光纖通信主干網(wǎng)（8）2000年建成連接拉薩的光纖通信主干網(wǎng)數(shù)字蜂窩移動通信技術(shù)1、移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代移動通信技術(shù)的發(fā)展始于本世紀(jì)20年代，大致經(jīng)歷了五個發(fā)展階段第一階段從上世紀(jì)20年代至40年代，為早期發(fā)展階段。美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作頻率為2MHz，到40年代提高到30～40MHz特點(diǎn)是專用系統(tǒng)開發(fā)，工作頻率較低第二階段從40年代中期至60年代初期公用移動通信業(yè)務(wù)開始問世,根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的計劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”。這一階段的特點(diǎn)是從專用移動網(wǎng)向公用移動網(wǎng)過

渡，接續(xù)方式為人工，網(wǎng)的容量較小。第三階段從60年代中期至70年代中期。美國推出了改進(jìn)型移動電話系統(tǒng)(1MTS)，使用150MHz和450MHz頻段，采用大區(qū)制、中小容量，實現(xiàn)了無線頻道自動選擇并能夠自動接續(xù)到公用電話網(wǎng)。

第四階段從70年代中期至80年代中期。

這是移動通信蓬勃發(fā)展時期。1978年底，美國貝爾試驗室研制成功先進(jìn)移動電話系統(tǒng)(AMPS)，建成了蜂窩狀移動通信網(wǎng)。1983年，首次在芝加哥投入商用。日本于1979年推出800MHz汽車電話系統(tǒng)(HAMTS)，在東京、大膠、神戶等地投入商用。西德于1984年完成C網(wǎng)，頻段為450MHz。英國在1985年開發(fā)出全地址通信系統(tǒng)(TACS)，首先在倫敦投入使用，頻段為900MHz。法國開發(fā)出450系統(tǒng)。加拿大推出450MHz移動電話系統(tǒng)MTS。瑞典等北歐四國于1980年開發(fā)出NMT—450移動通信網(wǎng)，并投入使用，頻段為450MHz。這一階段的特點(diǎn)是蜂窩狀移動通信網(wǎng)成為實用系統(tǒng)，并在世界各地迅速發(fā)展

第五階段從80年代中期開始。這是數(shù)字移動通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時期。

以AMPS和TACS為代表的第一代蜂窩移動通信網(wǎng)是模擬系統(tǒng)。模擬蜂窩網(wǎng)雖然取得了很大成功，但也暴露了一些問題。例如，頻譜利用率低，移動設(shè)備復(fù)雜，費(fèi)用較貴，業(yè)務(wù)種類受限制以及通話易被竊聽等，最主要的問題是其容量已不能滿足日益增長的移動用戶需求。數(shù)字無線傳輸?shù)念l譜利用率高，可大大提高系統(tǒng)容量。另外，數(shù)字網(wǎng)能提供語音、數(shù)據(jù)多種業(yè)務(wù)服務(wù)，并與ISDN等兼容。實際上，當(dāng)模擬蜂窩系統(tǒng)還處于開發(fā)階段時，一些發(fā)達(dá)國家就著手?jǐn)?shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的研究。到80年代中期，歐洲首先推出了泛歐數(shù)字移動通信網(wǎng)(GSM)的體系。隨后，美國和日本也制定了各自的數(shù)字移動通信體制。泛歐網(wǎng)GSM已于1991年7月開始投入商用，數(shù)字蜂窩移動通信已經(jīng)成為陸地公用移動通信的主要系統(tǒng)。

2.蜂窩組網(wǎng)的基本思想：（1）蜂窩小區(qū)覆蓋和小功率發(fā)射；（2）頻率復(fù)用；

（3）多信道公用；（4）跟蹤交換；（5）有線/無線通信的互連。

MSC2MSC1公共電話網(wǎng)公共數(shù)據(jù)交換網(wǎng)GSM系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，接口開放，聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)，能國際漫游能提供準(zhǔn)ISDN業(yè)務(wù)：電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)使用SIM卡，實現(xiàn)機(jī)卡分離，手機(jī)通用，適合未來個人通信的需要保密安全性能好，具有鑒權(quán)、加密功能頻譜利用率比模擬系統(tǒng)好，系統(tǒng)容量大，比模擬網(wǎng)大三倍以上價格便宜移動通信系統(tǒng)主要采用的多址方式頻分多址(FDMA)時分多址(TDMA)碼分多址(CDMA)在碼分多址系統(tǒng)中，各發(fā)送端用各不相同的、相互(準(zhǔn))正交的地址碼調(diào)制其所發(fā)送的信號。在接收端利用碼型的(準(zhǔn))正交性，通過地址識別(相關(guān)檢測)，從混合信號中選出相應(yīng)的信號實現(xiàn)碼分多址的必備條件

（實現(xiàn)碼分多址的三大關(guān)鍵技術(shù)）足夠多的地址碼，且要有良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性在各接收端，必須產(chǎn)生本地地址碼，其不但在碼型結(jié)構(gòu)上與對端發(fā)來的地址碼一致，而且在相位上也要完全同步。用本地碼對收到的全部信號進(jìn)行相關(guān)檢測，從中選出所需要的信號碼分系統(tǒng)必須與擴(kuò)展頻譜(簡稱擴(kuò)頻)技術(shù)相結(jié)合采用CDMA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)容量大語音激活技術(shù)扇區(qū)劃分技術(shù)軟容量軟切換特有的分集形式與窄帶系統(tǒng)（模擬系統(tǒng)）共存保密性強(qiáng)發(fā)射功率低頻率分配和管理簡單CDMA系統(tǒng)需攻克的難點(diǎn)：遠(yuǎn)近效應(yīng)，如功率控制方法移動數(shù)據(jù)通信技術(shù)傳輸承載平臺技術(shù)短消息(SMS)非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充業(yè)務(wù)(USSD)電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(CSD)高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(HSCSD)通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)增強(qiáng)型分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(EDGE)第三代技術(shù)(3G)應(yīng)用開發(fā)平臺技術(shù)SIM卡應(yīng)用工具（SIMToolkit）無線應(yīng)用協(xié)議（WAP）IMT-2000的特點(diǎn)全球無縫覆蓋和漫游高速傳輸，提供窄帶和寬帶多媒體業(yè)務(wù)無縫業(yè)務(wù)傳遞支持系統(tǒng)平滑升級和現(xiàn)有系統(tǒng)的演進(jìn)適應(yīng)多種運(yùn)行環(huán)境第三代移動通信地面無線接口主要技術(shù)IMT—2000CDMADS（直接序列）UTRA/WCDMAcdma2000DSIMT—2000CDMAMC（多載波）cdma2000MC（包括1x，3x并可擴(kuò)展至6x，9x，12x）IMT—2000CDMATDD（時分雙工）TD-SCDMAUTRATDDIMT—2000TDMASCUWC-l36IMT—2000TDMAMCEPDECT關(guān)于未來融合成為電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主題

技術(shù)融合電信技術(shù)、數(shù)據(jù)通信及計算機(jī)技術(shù)相互融合，軟件（JAVA、Corba）、服務(wù)質(zhì)量（QoS）、安全等成為重要課題；混合技術(shù)的產(chǎn)品出現(xiàn)：路由器支持話音、交換機(jī)提供分組接口….網(wǎng)絡(luò)融合傳統(tǒng)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò):固定與移動、話音和數(shù)據(jù)，開始融合，逐步成為統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)。