關(guān)于通信發(fā)展史第1頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三課程目的北郵第一次開設(shè)這門課，目的：作為未來的通信領(lǐng)域的工作者和建設(shè)者，有必要了解通信發(fā)展史通過了解通信發(fā)展史，激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)通信知識和課程的興趣，更加自覺地努力學(xué)習(xí)好自己的專業(yè)課程。成績寫一篇文章（報告）可以不聽，但不能影響別人；可以不來上課，但需要按時交作業(yè)，否則沒成績。第2頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三通信的起源什么是通信？人類進行通信的歷史已很悠久。早在遠古時期，人們就通過簡單的語言、壁畫等方式交換信息。千百年來，人們一直在用語言、圖符、鐘鼓、煙火、竹簡、紙書等傳遞信息，古代人的烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞就是這方面的例子。在現(xiàn)代社會中，交通警的指揮手語、航海中的旗語等不過是古老通信方式進一步發(fā)展的結(jié)果。這些信息傳遞的基本方都是依靠人的視覺與聽覺。第3頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三通信的起源19世紀中葉以后，隨著電報、電話的發(fā)現(xiàn)，電磁波的發(fā)現(xiàn)，人類通信領(lǐng)域產(chǎn)生了根本性的巨大變革，實現(xiàn)了利用金屬導(dǎo)線來傳遞信息，甚至通過電磁波來進行無線通信，使神話中的“順風(fēng)耳”、“千里眼”變成了現(xiàn)實。從此，人類的信息傳遞可以脫離常規(guī)的視聽覺方式，用電信號作為新的載體，同此帶來了一系列技術(shù)革新，開始了人類通信的新時代。

第4頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三電報的誕生和發(fā)展19世紀30年代，有線電報通信試驗成功后，用電磁系統(tǒng)傳遞信息的電信事業(yè)便迅速發(fā)展起來。它的興起與發(fā)展，大致經(jīng)歷了電報的發(fā)明和應(yīng)用、電話的發(fā)明和應(yīng)用、大容量自動化通信網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用、數(shù)字通信的誕生和發(fā)展等四個時期。

第5頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三人類歷史上最早的通信手段和現(xiàn)在一樣是“無線”的，如利用以火光傳遞信息的烽火臺，通常大家認為這是最早傳遞消息的方式。事實上不是，在我國和非洲古代，擊鼓傳信是最早最方便的辦法，非洲人用圓木特制的大鼓可傳聲至三四公里遠，再通過“鼓聲接力”和專門的“擊鼓語言”，可在很短的時間內(nèi)把消息準確地傳到50公里以外的另一個部落，不會像前段時間湖南衛(wèi)視的“悄悄話接力”那樣傳得完全變了樣。

1753年2月17日，在《蘇格蘭人》雜志上發(fā)表了一封署名C·M的書信。在這封信中，作者提出了用電流進行通信的大膽設(shè)想。雖然在當時還不十分成熟，而且缺乏應(yīng)用推廣的經(jīng)濟環(huán)境，卻使人們看到了電信時代的一縷曙光。

電報的誕生和發(fā)展第6頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1793年，法國查佩兄弟倆在巴黎和里爾之間架設(shè)了一條230千米長的接力方式傳送信息的托架式線路。據(jù)說兩兄弟是第一個使用“電報”這個詞的人。1832年，俄國外交家希林在當時著名物理學(xué)家奧斯特電磁感應(yīng)理論的啟發(fā)下，制作出了用電流計指針偏轉(zhuǎn)來接收信息的電報機;1837年6月，英國青年庫克獲得了第一個電報發(fā)明專利權(quán)。他制作的電報機首先在鐵路上獲得應(yīng)用。不過，這種方式很不方便和實用，無法投入真正的實用階段。歷史到了這關(guān)鍵的時候，仿佛停頓了下來，還得等待一個畫家來解決。電報的誕生和發(fā)展第7頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三美國畫家莫爾斯在1832年旅歐學(xué)習(xí)途中，開始對這種新生的技術(shù)發(fā)生了興趣，經(jīng)過3年的鉆研之后，在1835年，第一臺電報機問世。但如何把電報和人類的語言連接起來，是擺在莫爾斯面前的一大難題，在一絲靈感來臨的瞬間，他在筆記本上記下這樣一段話:“電流是神速的，如果它能夠不停頓走十英里，我就讓他走遍全世界。電流只要停止片刻，就會出現(xiàn)火花，火花是一種符號，沒有火花是另一種符號，沒有火花的時間長又是一種符號。這里有三種符號可組合起來，代表數(shù)字和字母。它們可以構(gòu)成字母，文字就可以通過導(dǎo)線傳送了。這樣，能夠把消息傳到遠處的嶄新工具就可以實現(xiàn)了！”隨著這種偉大思想的成熟，莫爾斯成功地用電流的“通”、“斷”和“長斷”來代替了人類的文字進行傳送，這就是鼎鼎大名的莫爾斯電碼。電報的誕生和發(fā)展第8頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1835年莫爾斯創(chuàng)造了電報通信用的莫爾斯電碼；1837年他得到機械師A.L.維爾的幫助，研制出了電磁式電報機（后來被稱為莫爾斯人工電報機），并在紐約試驗成功。電報的誕生和發(fā)展桌子上放著的是莫爾斯人工電報機（偏左的那一個）和韋斯登重錘式電報機

第9頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1843年，莫爾斯獲得了3萬美元的資助，他用這筆款修建成了從華盛頓到巴爾的摩的電報線路，全長64.4公里。1844年5月24日，在座無虛席的國會大廈里，莫爾斯用他那激動得有些顫抖的雙手，操縱著他傾十余年心血研制成功的電報機，向巴爾的摩發(fā)出了人類歷史上的第一份電報:“上帝創(chuàng)造了何等奇跡！”電報的發(fā)明，拉開了電信時代的序幕，開創(chuàng)了人類利用電來傳遞信息的歷史。從此，信息傳遞的速度大大加快了。“嘀—嗒”一響(1秒鐘)，電報便可以載著人們所要傳送的信息繞地球走上7圈半。這種速度是以往任何一種古代的通信工具所望塵莫及的。

電報的誕生和發(fā)展第10頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三說到電報，還有一個故事必須提到，1912年“泰坦尼克”號撞到冰山后，發(fā)出電報“SOS，速來，我們撞上了冰山?！睅子⒗镏獾摹凹永Ｄ醽啞碧柨洼啽緫?yīng)能夠救起數(shù)百條生命，但是這條船上的報務(wù)員不值班，因此沒有收到這條信息。從此以后，所有的輪船都開始了全天候的無線電信號監(jiān)聽。

電報的誕生和發(fā)展第11頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三電報的發(fā)明是電氣通信的開始，人們利用電報，可以遠距離快速地傳送文字信息。薩繆爾·莫爾斯第12頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三此后莫爾斯人工電報機和莫爾斯電碼在世界各國得到廣泛的應(yīng)用。電報最初用架空鐵線傳送，只能在陸地上使用。1850年英國在英吉利海峽敷設(shè)了海底電纜，1866年橫渡大西洋的海底電纜敷設(shè)成功，實現(xiàn)了越洋電報通信。后來，各大洲之間和沿海各地敷設(shè)了許多條海底電纜，構(gòu)成了全球電報通信網(wǎng)。第13頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三莫爾斯碼表第14頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三電報通信是一種數(shù)據(jù)通信，下面簡單介紹一下數(shù)據(jù)通信的有關(guān)概念和原理：

“數(shù)據(jù)”是指用數(shù)字信號代表的字母(英文大、小寫字母共52個)、數(shù)字(0～9共10個)、字符(共32個)及符號(共34個)。以上字母、數(shù)字、字符及符號共128個，每個編為7bit二進制碼組，再加上第8位做奇偶校驗位。b1b2b3b4b5b6b7b8奇偶校驗位

1奇校驗位1001010偶校驗位

所謂數(shù)據(jù)本質(zhì)上仍是以8bit為一個字節(jié)的二進制數(shù)字信號數(shù)據(jù)通信的概念第15頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三電報的發(fā)明給人類的通信帶來了前所未有的變化，但是，電報傳送的是符號。發(fā)送一份電報，得先將報文譯成電碼，再用電報機發(fā)送出去;在收報一方，要經(jīng)過相反的過程，即將收到的電碼譯成報文，然后，送到收報人的手里。這不僅手續(xù)麻煩，而且也不能進行及時雙向信息交流。因此，人們開始探索一種能直接傳送人類聲音的通信方式，這就是現(xiàn)在無人不曉的“電話”。在1796年，休斯提出了用話筒接力傳送語音信息的辦法。雖然這種方法不太切合實際，但他賜給這種通信方式一個名字——Telephone(電話)，一直沿用至今。1861年，德國一名教師發(fā)明了最原始的電話機，利用聲波原理可在短距離互相通話，但無法投入真正的使用。電話的發(fā)明第16頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三早在1854年，電話原理就已由法國人鮑薩爾設(shè)想出來了，6年之后德國人賴伊斯又重復(fù)了這個設(shè)想。原理是：將兩塊薄金屬片用電線相連，一方發(fā)出聲音時，金屬片振動，變成電，傳給對方。但這僅僅是一種設(shè)想，問題是送話器和受話器的構(gòu)造，怎樣才能把聲音這種機械能轉(zhuǎn)換成電能，并進行傳送。1875年世界第一臺電話機問世。這臺電話機的發(fā)明者是蘇格蘭青年亞歷山大·貝爾。電話的發(fā)明第17頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1869年22歲的貝爾受聘為美國波士頓大學(xué)語言學(xué)教授，擔(dān)任聲學(xué)講座的主講。在莫爾斯電報發(fā)明后的20多年中無數(shù)科學(xué)家試圖直接用電流傳遞語音，貝爾也把發(fā)明電話作為自己義不容辭的責(zé)任。由于電話是傳遞連續(xù)的信號而不是電報那樣不連續(xù)的通斷信號，在當時的難度好比登天。他曾試圖用連續(xù)振動的曲線來使聾啞人看出“話”來，沒有成功。但在實驗中發(fā)現(xiàn)了一個有趣現(xiàn)象：每次電流通斷時線圈發(fā)出類似于莫爾斯電碼的“滴答”聲，這引起貝爾大膽的設(shè)想：“用電流的強弱來模擬聲音大小的變化，從而用電流傳送聲音”

。電話的發(fā)明第18頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三隨后的兩年內(nèi)貝爾刻苦用功掌握了電學(xué)，再加上他扎實的語言學(xué)知識，使他如同插上了翅膀。他辭去了教授職務(wù)，一心扎入發(fā)明電話的試驗中。在萬事俱備只缺合作者時他偶然遇到了18歲的電氣工程師沃特森。兩年后，經(jīng)過無數(shù)次失敗后他們終于制成了兩臺粗糙的樣機：圓筒底部的薄膜中央連接著插入硫酸的碳棒，人說話時薄膜振動改變電阻使電流變化，在接收處再利用電磁原理將電信號變回語音。但不幸的是試驗失敗了，兩人的聲音是通過公寓的天花板而不是通過機器互相傳遞的。電話的發(fā)明第19頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三正在他們冥思苦想之時，窗外吉他的丁冬聲提醒了他們：送話器和受話器的靈敏度太低了！他們連續(xù)兩天兩夜自制了音箱、改進了機器。1875年6月2日，貝爾和助手沃森特正在進行模型的最后設(shè)計和改進，最后測試的時刻到了，沃森特在緊閉了門窗的另一房間把耳朵貼在音箱上準備接聽，貝爾在最后操作時不小心把硫酸濺到自己的腿上，他疼痛地叫了起來:“沃森特先生，快來幫我?。　睕]有想到，這句話通過他實驗中的電話傳到了在另一個房間工作的沃森特先生的耳朵里。1875年6月2日傍晚，當時貝爾28歲，沃特森21歲。他們趁熱打鐵，幾經(jīng)半年的改進，終于制成了世界上第一臺實用的電話機。電話的發(fā)明第20頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三貝爾在1876年2月14日在美國專利局申請電話專利權(quán)的。就在他提出申請兩小時之后，一個名叫E?格雷的人也申請了電話專利權(quán)。由于這幾個小時之差，美國最高法院裁定貝爾為電話的發(fā)明者。1876年3月3日（貝爾的29歲生日），貝爾的專利申請被批準，專利號為美國174465。格雷的設(shè)計原理與貝爾有所不同，是利用送話器內(nèi)部液體的電阻變化，而受話器則與貝爾的完全相同。1877年，愛迪生又取得了發(fā)明碳粒送話器的專利。同時，還有很多人對電話的工作方式進行了各種各樣的改進。1878年在相距300公里的波士頓和紐約之間進行了首次長途電話實驗，并獲得了成功，后來就成立了著名的貝爾電話公司。電話的發(fā)明第21頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三專利之爭錯綜復(fù)雜，直到1892年才算告一段落。造成這種局面的一個原因是，當時美國最大的西部聯(lián)合電報公司買下了格雷和愛迪生的專利權(quán)，與貝爾的電話公司對抗。長時期專利之爭的結(jié)果是雙方達成一項協(xié)議，西部聯(lián)合電報公司完全承認貝爾的專利權(quán)，從此不再染指電話業(yè)，交換條件是17年之內(nèi)分享貝爾電話公司收入的20%。電話的發(fā)明第22頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三貝爾電話公司是美國電報電話公司(AT&T)前身電話傳入我國，是在1881年，英籍電氣技師皮曉浦在上海十六鋪沿街架起一對露天電話，付36文制錢可通話一次，這是中國的第一部電話。1882年2月，丹麥大北電報公司在上海外灘揚于天路辦起我國第一個電話局，用戶25家。1889年，安徽省安慶州候補知州彭名保，自行設(shè)計了一部電話，包括自制的五六十種大小零件，成為我國第一部自行設(shè)計制造的電話。最初的電話并沒有撥號盤，所有的通話都是通過接線員進行，由接線員將通話人接上正確的線路，撥號盤始于20世紀初，當時馬薩諸塞州流行麻疹，一位內(nèi)科醫(yī)生因擔(dān)心一旦接線員病倒造成全城電話癱瘓而提起的。電話的發(fā)明第23頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三美國科學(xué)家A.G.貝爾于1876年發(fā)明了電話。有了電話，人們可以遠距離進行交談。最早的商用電話局于1878年設(shè)立于美國紐黑文市，有21家用戶。亞歷山大·格雷厄姆·貝爾第24頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1880年許多城市之間也架設(shè)了電話線，開通了長途電話。歐洲一些國家也紛紛設(shè)立電話局。早期的電話機非常簡陋，通話的聲音不很清晰，通話的距離也不遠。炭精粉送話器的發(fā)明，傳輸話音的單鐵線改用雙銅線，使通話質(zhì)量有所提高，通話距離有所增加。貝爾發(fā)明的第一部電話第25頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1899年美國M.I.普平教授成功地采用了加感技術(shù)，使利用電纜傳輸電話的通信距離增加了三倍以上。1906年L.D.福雷斯特發(fā)明了三極電子管；以后，利用電子管制成的增音機，實現(xiàn)了長距離電話通信。第26頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1889年A.B.史端喬發(fā)明了自動交換的步進制電話交換機，可以裝更多的用戶電話，不但使用方便，并可節(jié)省許多話務(wù)員。步進制電話交換機是由選擇器和繼電器組成的一種自動電話交換機。它以機械動作代替人工電話交換機話務(wù)員的接線動作。當用戶撥號時，交換機內(nèi)相應(yīng)的選擇器就隨著撥號時發(fā)出的脈沖電流一步一步地改變接續(xù)位置，將主叫和被叫用戶間的電話線路自動接通。第27頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1889年美國人A.B.史端喬發(fā)明步進制電話交換機的關(guān)鍵部件三磁鐵上升旋轉(zhuǎn)型選擇器。1892年第一個史端喬步進制電話局投入使用。1909年德國西門子公司對史端喬步進制電話交換機作了改進，主要是將三磁鐵上升旋轉(zhuǎn)型選擇器改為二磁鐵的選擇器，制成西門子步進制電話交換機。隨后，縱橫制電話交換機、半電子制電話交換機等自動電話設(shè)備也相繼問世，促使電話通信有了更大的發(fā)展。第28頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1918年出現(xiàn)了載波電話，在一對銅線上可開通4路電話。1941年開始使用的同軸電纜上可以開通480路電話，隨后發(fā)展至1800路、2700路甚至1萬多路電話。載波電話是將發(fā)送端若干個電話電路的音頻信號，通過多次調(diào)制，分別調(diào)制到不同的頻帶上，經(jīng)線路和增音設(shè)備傳送到接收端。再由帶通濾波器選出各路信號，經(jīng)解調(diào)還原成各路音頻信號。由于用濾波器將各路信號按頻率分開，因此許多路電話可同時在一對導(dǎo)線上傳輸而互不干擾，實現(xiàn)頻分多路復(fù)用。

第29頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1939年英國人A.H.里夫斯發(fā)明脈碼調(diào)制，可以將長期以來電話通信使用的模擬信號變成數(shù)字信號，但當時采用電子管，成本過高，難以推廣。1948年晶體管發(fā)明后，1962年才制成了24路脈碼調(diào)制設(shè)備并在市內(nèi)通信網(wǎng)中應(yīng)用。60年代集成電路尤其是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使脈碼調(diào)制方式變?yōu)楹唵我仔?。?0頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1975年脈碼調(diào)制設(shè)備已復(fù)用到4032路。同時存儲程序控制電子交換機亦已研制成功，具備了由模擬網(wǎng)發(fā)展到數(shù)字網(wǎng)的條件。采用數(shù)字通信對電報和數(shù)據(jù)通信有更大的優(yōu)越性，一條數(shù)字電話電路可以比模擬電話電路傳遞效率提高十幾倍至幾十倍。第31頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三在大力推廣電子計算機在各個領(lǐng)域中應(yīng)用的時代，數(shù)據(jù)通信占有重要的地位。此外，現(xiàn)代傳輸設(shè)備如光纖通信是傳送數(shù)字信號的，衛(wèi)星通信如使用數(shù)字信號亦可提高效率。因此通信網(wǎng)正由模擬網(wǎng)向著數(shù)字網(wǎng)方向發(fā)展。各種電信業(yè)務(wù)，包括電話、電報、數(shù)據(jù)、傳真、圖象等將合并在一個通信網(wǎng)內(nèi)。這種通信網(wǎng)稱為綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。第32頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三百年疑案：電話發(fā)明權(quán)之爭電話已經(jīng)有一百多年的歷史了。在它問世之初，便引發(fā)了多起電話發(fā)明權(quán)之爭。這場爭論持續(xù)了十余年之久，最后以美國最高法院把電話發(fā)明家的桂冠戴在亞歷山大·格雷厄姆·貝爾的頭上而告終結(jié)。第33頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三當時與貝爾并肩而行，而且所發(fā)明的磁石電話機在原理上也與貝爾的別無二致的另一個電話發(fā)明家格雷，只因申請專利的時間比貝爾晚了幾個小時而敗北。從19世紀50年代起，致力于用電傳送聲音研究的，還不只是貝爾和格雷，而是有一批人。第34頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三他們各有各的成就，因此很難以法院的一紙論英雄。譬如，在德國人的心目中，李斯博士才是電話發(fā)明的先驅(qū)。因為他早貝爾15年便制造了“電話”。他們在法蘭克福為李斯建了一座紀念碑，以永遠紀念他們心目中的英雄……第35頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三有線傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)的基本概念傳輸介質(zhì)是連接通信設(shè)備，為通信設(shè)備之間提供信息傳輸?shù)奈锢硗ǖ溃皇切畔鬏數(shù)膶嶋H載體。從本質(zhì)上講，有線信道與無線信道都是電磁波在不同介質(zhì)中的傳播過程。第36頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三

有線介質(zhì)的分類很多介質(zhì)都可以作為通信中使用的傳輸介質(zhì)，但這些介質(zhì)本身有著不同的屬性，適用于不同的環(huán)境條件，同時通信業(yè)務(wù)本身也會對傳輸介質(zhì)的使用提出不同的要求。因此，在實際的應(yīng)用中存在著多種多樣的傳輸介質(zhì)，以下是兩類常見的傳輸介質(zhì)：第37頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三有線電纜：通信中常見的有線電纜包括非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線和同軸電纜等。有線電纜的特點是成本低，安裝簡單；缺點是頻譜有限，而且安裝以后不便移動。電纜是有線通信中，特別是接入網(wǎng)絡(luò)中最常見的傳輸介質(zhì)。第38頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三

光纖：光纖也是一種有線介質(zhì)，它可以提供高達太赫茲級別的帶寬，而且誤碼率非常低，但缺點是安裝復(fù)雜，需要專業(yè)的人員和專業(yè)的設(shè)備。目前，光纖還是主要應(yīng)用于骨干網(wǎng)絡(luò)中。第39頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三一、雙絞線(1)雙絞線的特點雙絞線具有以下的優(yōu)點：1)低成本，易于安裝：相對于各種同軸電纜，雙絞線是比較容易制作的，它的材料成本與安裝成本也都比較低，這使得雙絞線得到了廣泛的應(yīng)用；2)應(yīng)用廣泛：目前在世界范圍內(nèi)已經(jīng)安裝了大量的雙絞線，絕大多數(shù)以太網(wǎng)線和用戶電話線都是雙絞線，這對于接入網(wǎng)的建設(shè)產(chǎn)生了巨大的影響，因為短時間內(nèi)全部替換這些雙絞線的可能性幾乎是不存在的。雙絞線的結(jié)構(gòu)第40頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三同時雙絞線還具有很多的缺點：1)帶寬有限：由于材料與本身結(jié)構(gòu)的特點，雙絞線的頻帶寬度是有限的。像在千兆以太網(wǎng)中就不得不使用4對導(dǎo)線同時進行傳輸，此時單對導(dǎo)線已無法滿足要求。2)信號傳輸距離短：雙絞線的傳輸距離只能達到1000m左右，這對于很多應(yīng)用場合的布線存在著比較大的限制，而且傳輸距離的增長還會伴隨著傳輸性能的下降。第41頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三3)抗干擾能力不強：雙絞線對于外部干擾很敏感，特別是外來的電磁干擾，而且濕氣、腐蝕以及相鄰的其他電纜等這些環(huán)境因素都會對雙絞線產(chǎn)生干擾。在實際的布線中雙絞線一般不應(yīng)與電源線平行布置，否則就會引入干擾；而且對于需要埋入建筑物的雙絞線，還應(yīng)套入其他防腐防潮的管材中，以消除濕氣的影響。第42頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三(2)雙絞線的應(yīng)用ISDN：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（IntegratedServicesDigitalNetwork，ISDN）是一個數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)國際標準，是一種典型的電路交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它通過普通的銅纜以更高的速率和質(zhì)量傳輸語音和數(shù)據(jù)。ISDN是普及的電話網(wǎng)絡(luò)形式。GSM移動電話標準也可以基于ISDN傳輸數(shù)據(jù)。窄帶ISDN中的基本速率接口(BRI)和基群速率接口(PRI)常使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)。

ISDN用于接入網(wǎng)時常采用BRI接口，此時就可以直接利用原先的電話線路作為接入線路。第43頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三2)xDSL:基于數(shù)字用戶線路技術(shù)(DSL)存在著多種接入網(wǎng)絡(luò)解決方案，如ADSL、SDSL、VDSL等，它們共同的特點是通過使用調(diào)制和編碼技術(shù)在雙絞線上實現(xiàn)了數(shù)字傳輸，達到了較高的接入速率。但這些DSL技術(shù)又在通信距離、是否對稱傳輸、最高速率、使用雙絞線對數(shù)等很多方面存在著不同。第44頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三根據(jù)本地網(wǎng)絡(luò)狀況、帶寬要求、用戶使用習(xí)慣等不同，它們有著不同的應(yīng)用場合。目前在我國，非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)技術(shù)被大規(guī)模地用于接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中。在我國的電話網(wǎng)絡(luò)中，特別是公共電話網(wǎng)絡(luò)用戶線路的布線中還存在著大量的平行線，在電話通信中使用平行線代替雙絞線的影響不大，但當利用這樣的接入線路作ADSL接入時，就會產(chǎn)生較大的影響。第45頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三ADSL下行的最大速率可以達到8Mbit/s，而采用平行線替代了雙絞線一般只能達到數(shù)百千比特每秒的下行速率。3)以太網(wǎng)：目前十兆/百兆/千兆以太網(wǎng)的主要傳輸介質(zhì)都是雙絞線，這其中，十兆或百兆以太網(wǎng)使用了2對雙絞線，千兆以太網(wǎng)使用了4對雙絞線，一般的以太網(wǎng)都包含4對雙絞線。部分以太網(wǎng)線也采用平行線或同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。第46頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三同軸電纜(1)同軸電纜的特點1)可用頻帶寬：同軸電纜可供傳輸?shù)念l譜寬度最高可達吉赫茲，比雙絞線更適合于提供視頻或是寬帶接入業(yè)務(wù)，也可以采用調(diào)制和復(fù)用技術(shù)來支持多信道傳輸；2)抗干擾能力強：誤碼率低，但這會受到屏蔽層接地質(zhì)量的影響；同軸電纜的結(jié)構(gòu)第47頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三3)性能價格比高：雖然同軸電纜的成本要高于雙絞線，但是它也有著明顯優(yōu)于雙絞線的傳輸性能，而且絕對成本并不很高，因此其性能價格比還是比較合適的；4)安裝較復(fù)雜：雙絞線和同軸電纜一樣，線纜都是制作好的，我們使用時需要的是截取相應(yīng)的長度并與相應(yīng)的連接件相連。在這一環(huán)節(jié)中，由于同軸電纜的銅導(dǎo)體較粗，因此一般需要通過焊接與連接件相連。其安裝比雙絞線更為復(fù)雜。第48頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三(2)同軸電纜的應(yīng)用同軸電纜以其良好的性能在很多方面得到了應(yīng)用：1)局域網(wǎng)：目前仍有相當數(shù)量的以太網(wǎng)采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，當用于10Mbit/s以太網(wǎng)時，傳輸距離可以達到1000m。很多生產(chǎn)年份較早的網(wǎng)卡均同時提供連接同軸電纜和雙絞線的兩種接口。第49頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三2)局間中繼線路：同軸電纜也被廣泛地用于電話通信網(wǎng)中局端設(shè)備之間的連接，特別是作為PCME1鏈路的傳輸介質(zhì)。3)有線電視(CATV)系統(tǒng)的信號線：直接與用戶電視機相連的電視電纜多是采用同軸電纜。這一電纜一般既可以用于模擬傳輸，也可以用于數(shù)字傳輸。第50頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三

在傳輸電視信號時一般是利用調(diào)制和頻分復(fù)用技術(shù)將聲音和視頻信號在不同的信道上分別傳送。4)射頻信號線：同軸電纜也經(jīng)常在通信設(shè)備中用作射頻信號線，例如基站設(shè)備中功率放大器與天線之間的連接線。相對于用做基帶信號傳輸?shù)耐S電纜(如以太網(wǎng))，用于射頻信號傳輸?shù)耐S電纜對于屏蔽層接地的要求更為嚴格。第51頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三自從貝爾發(fā)明了電話機，人們可以手拿一個“話柄”，和遠方的親朋好友通話了。電報和電話的相繼發(fā)明，使人類獲得了遠距離傳送信息的重要手段。但是，電信號都是通過金屬線傳送的。線路架設(shè)到的地方，信息才能傳到，這就大大限制了信息的傳播范圍，特別是在大海、高山，有沒有能讓信息無線傳播的辦法？1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)，當金屬導(dǎo)線中有電流通過時，放在它附近的磁針便會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。接著，學(xué)徒出身的英國物理學(xué)家法拉第明確指出，奧斯特的實驗證明了“電能生磁”。他還通過艱苦的實驗，發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)線在磁場中運動時會有電流產(chǎn)生的現(xiàn)象，此即所謂的“電磁感應(yīng)”現(xiàn)象。

電磁波的發(fā)現(xiàn)第52頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1864年，英國物理學(xué)家麥克斯韋（J.c.Maxwel）建立了一套電磁理論，證明了電磁波的存在，說明了電磁波與光具有相同的性質(zhì)，兩者都是以光速傳播的。

成為人類歷史上預(yù)言電磁波存在的第一人。

1888年，德國青年物理學(xué)家海因里斯.赫茲（H.R.Hertz）用電波環(huán)進行了一系列實驗，發(fā)現(xiàn)了電磁波的存在，他用實驗證明了麥克斯韋的電磁理論，導(dǎo)致了無線電的誕生和電子技術(shù)的發(fā)展。

電磁波的發(fā)現(xiàn)麥克斯韋赫茲第53頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1887年的一天，赫茲在一間暗室里做實驗。他在兩個相隔很近的金屬小球上加上高電壓，隨之便產(chǎn)生一陣陣噼噼啪啪的火花放電。這時，在他身后放著一個沒有封口的圓環(huán)。當赫茲把圓環(huán)的開口處調(diào)小到一定程度時，便看到有火花越過縫隙。通過這個實驗，他得出了電磁能量可以越過空間進行傳播的結(jié)論。赫茲的發(fā)現(xiàn)公布之后，轟動了全世界的科學(xué)界，1887年成為了近代科學(xué)技術(shù)史的一座里程碑，為了紀念這位杰出的科學(xué)家，電磁波的單位便命名為“赫茲(Hz)”。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義，它不但證明了麥克斯韋理論的正確，更重要的是導(dǎo)致了無線電的誕生，開辟了電子技術(shù)的新紀元，標志著從“有線電通信”向“無線電通信”的轉(zhuǎn)折點。也是整個移動通信的發(fā)源點，應(yīng)該說，從這時開始，人類開始進入了無線通信的新領(lǐng)域。電磁波的發(fā)現(xiàn)第54頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三赫茲測量了輻射的波長和頻率，從而確定了電磁輻射的傳播速度，并發(fā)現(xiàn)它與光速一樣。然后他又研究了電磁輻射從拋光表面上反射的情況以及輻射從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)的折射情況；還進行了相干實驗，極化實驗等等?？傊?，赫茲利用這一輻射進行了先前用光作過的全部實驗，并發(fā)現(xiàn)電磁輻射的行為始終和光的行為一樣，唯一的區(qū)別就在于它是看不見的。

基于自己的實驗，赫茲得到以下結(jié)論：“我覺得，所談到的這些實驗至少削除了在光、熱輻射和電磁波運動的等同性問題上的懷疑?！彪姶挪ǖ陌l(fā)現(xiàn)第55頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三

赫茲通過閃爍的火花，第一次證實了電磁波的存在，但他卻斷然否定利用電磁波進行通信的可能性。他認為，若要利用電磁波進行通信，需要有一個面積與歐洲大陸相當?shù)木扌头瓷溏R，顯然這是不可能的。

但是，赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的消息遠遠擴散開來，到了俄國一位正從事電燈推廣工作的青年波波夫那兒，他興奮地說:“用我一生的精力去裝電燈，對廣闊的俄羅斯來說，只不過照亮了很小一角，要是我能指揮電磁波，就可飛越整個世界！”1894年，波波夫改進了無線電接收機并為之增加了天線，使其靈敏度大大提高。1896年，波波夫成功地用無線電進行莫爾斯電碼的傳送，距離為250米，電文內(nèi)容為——“海因里斯·赫茲”。

無線電報的發(fā)明第56頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三在1897年5月18日，另一位研究無線電的年輕人——馬可尼，改進了無線電傳送和接收設(shè)備，在布里斯托爾海峽進行無線電通信取得成功，把信息傳播了12公里。1898年，英國舉行了一次游艇賽，終點設(shè)在離岸20英里的海上?！抖及亓挚靾蟆诽仄格R可尼為信息員。他在賽程的終點用自己發(fā)明的無線電報機向岸上的觀眾及時通報了比賽的結(jié)果，引起了很大的轟動。這被認為是無線電通信的第一次實際應(yīng)用。緊接著，馬可尼在英國建立了世界上第一家無線電器材公司——英國馬可尼公司。

2005年10月25日，愛立信正式與馬可尼公共股份公司(MarconiCorporationplc)簽署協(xié)議，宣布以168億瑞典克朗(12億英鎊)收購馬可尼的部分電信業(yè)務(wù)。無線電報的發(fā)明第57頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1901年，英國的無線電報能發(fā)送到大西洋彼岸，不過當時的天線是用風(fēng)箏牽著的金屬導(dǎo)線。1902年在英國與加拿大之間正式開通了越洋無線電報通信電路，使國際間電報通信躍入到一個新的階段。由于無線電通信不需要昂貴的地面通信線路和海底電纜，因而很快便受到人們的重視。它首先被用于敷設(shè)線路困難的海上通信。第一艘裝有無線電臺的船只是美國的“圣保羅”號郵船。后來，海上無線電通信接二連三地在援救海上遇險船只的行動中發(fā)揮作用，從而初露頭角。讓我們想起波波夫的那句話:“要是我能指揮電磁波，就可飛越整個世界”。無線電報的發(fā)明第58頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三電磁波的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了巨大影響。不到6年的時間：俄國的波波夫、意大利的馬可尼分別發(fā)明了無線電報，實現(xiàn)了信息的無線電傳播。

1904年英國電氣工程師弗萊明發(fā)明了二極管。

1906年美國物理學(xué)家費森登成功地研究出無線電廣播。

1907年美國物理學(xué)家德福萊斯特發(fā)明了真空三極管，美國電氣工程師阿姆斯特朗應(yīng)用電子器件發(fā)明了超外差式接收裝置。

1920年美國無線電專家康拉德在匹茲堡建立了世界上第一家商業(yè)無線電廣播電臺，從此廣播事業(yè)在世界各地蓬勃發(fā)展，收音機成為人們了解時事新聞的方便途徑。

1924年第一條短波通信線路在瑙恩和布宜諾斯艾利斯之間建立。

1933年法國人克拉維爾建立了英法之間和第一第商用微波無線電線路，推動了無線電技術(shù)的進一步發(fā)展。電磁波的發(fā)現(xiàn)所帶來的影響第59頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三

電磁波的發(fā)現(xiàn)也促使圖像傳播技術(shù)迅速發(fā)展起來1922年，16歲的美國中學(xué)生菲羅.法恩斯沃斯設(shè)計出第一幅電視傳真原理圖，1929年申請了發(fā)明專利，被裁定為發(fā)明電視機的第一人。1928年美國西屋電器公司的茲沃爾金發(fā)明了光電顯像管，并同工程師范瓦斯合作，實現(xiàn)了電子掃描方式的電視發(fā)送和傳輸。1935年美國紐約帝國大廈設(shè)立了一座電視臺，次年就成功地把電視節(jié)目發(fā)送到70公里以外的地方。1938年茲沃爾金又制造出第一臺符合實用要求的電視攝像機。1945年在三基色工作原理的基礎(chǔ)上美國無線電公司制成了世界上第一臺全電子管彩色電視機。1946年，美國人羅斯.威瑪發(fā)明了高靈敏度攝像管，同年日本人八本教授解決了家用電視機接收天線問題，從此一些國家相繼建立了超短波轉(zhuǎn)播站，電視迅速普及開來。

電磁波的發(fā)現(xiàn)所帶來的影響第60頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三1906年12月24日圣誕節(jié)前夕，晚上8點左右，在美國新英格蘭海岸附近穿梭往來的船只上，一些聽慣了“嘀嘀嗒嗒”莫爾斯電碼聲的報務(wù)員們，忽然聽到耳機中傳來有人正在朗讀圣經(jīng)的故事，有人拉著小提琴，還伴奏有亨德爾的《舒緩曲》，報務(wù)員們怔住了，他們大聲地叫喊著同伴的名字，紛紛把耳機傳遞給同伴聽，果然，大家都清晰地聽到說話聲和樂曲聲，最后還聽到親切的祝福聲，幾分鐘后，耳機中又傳出那聽慣了的電碼聲。其實這并不是什么奇跡的出現(xiàn)，而是由美國物理學(xué)家費森登主持和組織的人類歷史上第一次無線電廣播。這套廣播設(shè)備是由費森登花了4年的時間設(shè)計出來的，包括特殊的高頻交流無線電發(fā)射機和能調(diào)制電波振幅的系統(tǒng)。無線通信的誕生與發(fā)展第61頁，講稿共67頁，2023年5月2日，星期三在物理學(xué)家費森登之前，也有無數(shù)人在無線電研究上取得了成果，其中最出名的就是無線電廣播之父——美國人巴納特·史特波斐德，他于1886年便開始研究，