現(xiàn)代通信技術及其發(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（驛站是設在古代官府衙門中傳遞公文的一個機構）。秦始皇統(tǒng)一中國后，為了鞏固他的統(tǒng)治，進一步發(fā)展全國經濟，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到相當高的水平。

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)結束。電報、電話、無線電、廣播、電視、雷達以及移動通信等等

近代階段：1948年香農提出了信息論至上個世紀七十年代末。微波、衛(wèi)星、程控交換技術、光纖通信和移動通信有了長足進步

現(xiàn)代階段：1980年以后以光纖通信和寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的建立為標志。光纖通信、數(shù)字移動通信、衛(wèi)星通信、程控交換技術、寬帶綜合業(yè)務數(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纖維進行激光通信的設想；

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體激光器，

使光纖通信進入到實用化階段；

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。

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授予的獎章

光纖通信的優(yōu)點：

（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)與計算機網(wǎng)，以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，都得到了廣泛應用。光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速，是當前研究開發(fā)應用的主要目標。光纖通信的各種應用可概括如下：①通信網(wǎng)②構成因特網(wǎng)的計算機局域網(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)展和應用；

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

4、光電集成技術迅速發(fā)展；

5、全光通信技術迅速發(fā)展。

為了改變我國與發(fā)達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源工程的三大領頭建設，它包括：構通全國各城市、地區(qū)的光纖信息交換網(wǎng)絡，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算的“金卡工程”；準確迅速實現(xiàn)商品進出口申報的“金關工程”。

我國的金橋工程首先利用已建成的中國公用數(shù)字數(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，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1、移動通信技術的發(fā)展現(xiàn)代移動通信技術的發(fā)展始于本世紀20年代，大致經歷了五個發(fā)展階段第一階段從上世紀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，移動設備復雜，費用較貴，業(yè)務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)務服務，并與ISDN等兼容。實際上，當模擬蜂窩系統(tǒng)還處于開發(fā)階段時，一些發(fā)達國家就著手數(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)點標準化程度高，接口開放，聯(lián)網(wǎng)能力強，能國際漫游能提供準ISDN業(yè)務：電信業(yè)務、承載業(yè)務、補充業(yè)務使用SIM卡，實現(xiàn)機卡分離，手機通用，適合未來個人通信的需要保密安全性能好，具有鑒權、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)正交的地址碼調制其所發(fā)送的信號。在接收端利用碼型的(準)正交性，通過地址識別(相關檢測)，從混合信號中選出相應的信號實現(xiàn)碼分多址的必備條件

（實現(xiàn)碼分多址的三大關鍵技術）足夠多的地址碼，且要有良好的自相關特性和互相關特性在各接收端，必須產生本地地址碼，其不但在碼型結構上與對端發(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行相關檢測，從中選出所需要的信號碼分系統(tǒng)必須與擴展頻譜(簡稱擴頻)技術相結合采用CDMA技術的優(yōu)點系統(tǒng)容量大語音激活技術扇區(qū)劃分技術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：遠近效應，如功率控制方法移動數(shù)據(jù)通信技術傳輸承載平臺技術短消息(SMS)非結構化補充業(yè)務(USSD)電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(CSD)高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(HSCSD)通用分組無線業(yè)務(GPRS)增強型分組數(shù)據(jù)業(yè)務(EDGE)第三代技術(3G)應用開發(fā)平臺技術SIM卡應用工具（SIMToolkit）無線應用協(xié)議（WAP）IMT-2000的特點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)務無縫業(yè)務傳遞支持系統(tǒng)平滑升級和現(xiàn)有系統(tǒng)的演進適應多種運行環(huán)境第三代移動通信地面無線接口主要技術IMT—2000CDMADS（直接序列）UTRA/WCDMAcdma2000DSIMT—2000CDMAMC（多載波）cdma2000MC（包括1x，3x并可擴展至6x，9x，12x）IMT—2000CDMATDD（時分雙工）TD-SCDMAUTRATDDIMT—2000TDMASCUWC-l36IMT—2000TDMAMCEPDECT關于未來融合成為電信網(wǎng)絡發(fā)展的主題

技術融合電信技術、數(shù)據(jù)通信及計算機技術相互融合，軟件（JAVA、Corba）、服務質量（QoS）、安全等成為重要課題；混合技術的產品出現(xiàn)：路由器支持話音、交換機提供分組接口….網(wǎng)絡融合傳統(tǒng)獨立的網(wǎng)絡: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。