现代通信技术及其发展趋势

现代通信技术及其发展趋势

古代邮政：早在公元前4000年，世界上最古老的“邮政”事业就在中国建立起来了。当时中国是周王朝，由于封侯过多，各诸侯霸占一方，征战不停，结盟讨伐，形成了彼此之间频繁往来，于是驿站就出现了（驿站是设在古代官府衙门中传递公文的一个机构）。秦始皇统一中国后，为了巩固他的统治，进一步发展全国经济，稳定政局。秦始皇在全国范围大兴土木修筑驰道，“车同轨、书同文”，颁发了《秦邮律》，大大地促进了邮驿通信的发展。通信的起源

到了唐代邮驿分陆驿、水驿和陆水兼办三种，共有1600处，其中水驿260处，水陆兼办的也有80余处。对邮驿行程有明文规定，如陆驿规定马每天走70千米，车行30千米。根据官吏的大小，所配给的车马也有一定额数，不按规定办事的要分别给予处罚。此外，还有些特殊规定，如遇有要事驿马每天可跑150千米。公元755年，安禄山在范阳（今北京附近）兴兵反对唐朝，当时唐玄宗正在华清宫，从北京到临潼路程有千余里，只用6天时间就把消息送到了，可见唐朝邮驿通信组织管理和通信速度都已达到相当高的水平。

电通信的发展历史

初级阶段：1838年德国人莫尔斯发明了电报开始至第二次世界大战结束。电报、电话、无线电、广播、电视、雷达以及移动通信等等

近代阶段：1948年香农提出了信息论至上个世纪七十年代末。微波、卫星、程控交换技术、光纤通信和移动通信有了长足进步

现代阶段：1980年以后以光纤通信和宽带综合业务数字网的建立为标志。光纤通信、数字移动通信、卫星通信、程控交换技术、宽带综合业务数字网、多媒体通信、Internet网、个人通信、智能通信、微波通信、公共电话交换网、图像通信等.光纤通信技术1、光纤通信的发展史

1966年：美籍华人高焜博士首次明确提出来利用光导纤维进行激光通信的设想；

1970年：美国康宁公司拉制出高纯度石英光纤，其耗损率为

20dB/km，贝尔实验室研制出铝镓砷半导体激光器，

使光纤通信进入到实用化阶段；

1976年：日本在大阪附近的奈良县建成了世界上第一个完全用光缆实现光通信的实验区；

1983年：美国、日本、英国大面采用光纤通信技术。

1997年：我国建成光纤通信主干网。

光纤通信发明家高锟(左)

1998年在英国接受IEE授予的奖章

光纤通信的优点：

（1）容许频带很宽，传输容量很大

（2）

损耗很小，中继距离很长且误码率很小

（3）重量轻、体积小

（4）抗电磁干扰性能好

（5）泄漏小，保密性能好

（6）节约金属材料，有利于资源合理使用

光纤通信的应用光纤可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。光纤在通信网、广播电视网与计算机网，以及在其它数据传输系统中，都得到了广泛应用。光纤宽带干线传送网和接入网发展迅速，是当前研究开发应用的主要目标。光纤通信的各种应用可概括如下：①通信网②构成因特网的计算机局域网和广域网③有线电视网的干线和分配网④综合业务光纤接入网光纤通信系统的基本组成

发射、接收、光纤传输系统。光纤通信发展趋势1974197619781980198219841986198819901992

100000

1000010001001010.1

0.8μm多模1.3μm单模1.55μm直接检测光孤子光放大器1.55μm相干检测系统性能(Gb/s•Km）

光纤通信的发展趋势发展趋势1、继续增大通信容量和传输距离；

2、光同步数字体系（SDH）得到了迅速发展和应用；

3、宽带业务本地用户光纤网和ATM引起世界的重视；（ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。）

4、光电集成技术迅速发展；

5、全光通信技术迅速发展。

为了改变我国与发达国家相比信息资源孤立分散的状态，到

全国性的信息资源共享，我国开始实施“三金工程”计划。“三金”工程是我国信息资源工程的三大领头建设，它包括：构通全国各城市、地区的光纤信息交换网络，组成全国信息高速公路的“金桥工程”；快速实现全国集体和个人资金结算的“金卡工程”；准确迅速实现商品进出口申报的“金关工程”。

我国的金桥工程首先利用已建成的中国公用数字数据网（CHINADDN）使用干线光纤沟通直辖市和省会城市，提供776

条高速和2588条中速数据通道，完成各地的数据信息交换，然后扩大覆盖到660多个地县级市，并利用卫星通信等手段联通

19个国家的37个主要数据网络，实现全球性的数据交换，形成信息资源共享的“金桥”。

我国光纤通信技术的发展：即初始期；初步研究开发

期；研究开发成熟期。现在进入推广和深入发展期。

（1）初始期（1973—1980年）

（2）初步研究开发期（1981—1985年）（3）研究开发成熟期（1986—1990年）（4）推广和深入发展期（1991年—）（5）1995年后将进入高潮（7）1997年建成除西藏自治区和台湾省外的全国光纤通信主干网（8）2000年建成连接拉萨的光纤通信主干网数字蜂窝移动通信技术1、移动通信技术的发展现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代，大致经历了五个发展阶段第一阶段从上世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到30～40MHz特点是专用系统开发，工作频率较低第二阶段从40年代中期至60年代初期公用移动通信业务开始问世,根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过

渡，接续方式为人工，网的容量较小。第三阶段从60年代中期至70年代中期。美国推出了改进型移动电话系统(1MTS)，使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。

第四阶段从70年代中期至80年代中期。

这是移动通信蓬勃发展时期。1978年底，美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信网。1983年，首次在芝加哥投入商用。日本于1979年推出800MHz汽车电话系统(HAMTS)，在东京、大胶、神户等地投入商用。西德于1984年完成C网，频段为450MHz。英国在1985年开发出全地址通信系统(TACS)，首先在伦敦投入使用，频段为900MHz。法国开发出450系统。加拿大推出450MHz移动电话系统MTS。瑞典等北欧四国于1980年开发出NMT—450移动通信网，并投入使用，频段为450MHz。这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展

第五阶段从80年代中期开始。这是数字移动通信系统发展和成熟时期。

以AMPS和TACS为代表的第一代蜂窝移动通信网是模拟系统。模拟蜂窝网虽然取得了很大成功，但也暴露了一些问题。例如，频谱利用率低，移动设备复杂，费用较贵，业务种类受限制以及通话易被窃听等，最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。数字无线传输的频谱利用率高，可大大提高系统容量。另外，数字网能提供语音、数据多种业务服务，并与ISDN等兼容。实际上，当模拟蜂窝系统还处于开发阶段时，一些发达国家就着手数字蜂窝移动通信系统的研究。到80年代中期，欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(GSM)的体系。随后，美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。泛欧网GSM已于1991年7月开始投入商用，数字蜂窝移动通信已经成为陆地公用移动通信的主要系统。

2.蜂窝组网的基本思想：（1）蜂窝小区覆盖和小功率发射；（2）频率复用；

（3）多信道公用；（4）跟踪交换；（5）有线/无线通信的互连。

MSC2MSC1公共电话网公共数据交换网GSM系统的主要优点标准化程度高，接口开放，联网能力强，能国际漫游能提供准ISDN业务：电信业务、承载业务、补充业务使用SIM卡，实现机卡分离，手机通用，适合未来个人通信的需要保密安全性能好，具有鉴权、加密功能频谱利用率比模拟系统好，系统容量大，比模拟网大三倍以上价格便宜移动通信系统主要采用的多址方式频分多址(FDMA)时分多址(TDMA)码分多址(CDMA)在码分多址系统中，各发送端用各不相同的、相互(准)正交的地址码调制其所发送的信号。在接收端利用码型的(准)正交性，通过地址识别(相关检测)，从混合信号中选出相应的信号实现码分多址的必备条件

（实现码分多址的三大关键技术）足够多的地址码，且要有良好的自相关特性和互相关特性在各接收端，必须产生本地地址码，其不但在码型结构上与对端发来的地址码一致，而且在相位上也要完全同步。用本地码对收到的全部信号进行相关检测，从中选出所需要的信号码分系统必须与扩展频谱(简称扩频)技术相结合采用CDMA技术的优点系统容量大语音激活技术扇区划分技术软容量软切换特有的分集形式与窄带系统（模拟系统）共存保密性强发射功率低频率分配和管理简单CDMA系统需攻克的难点：远近效应，如功率控制方法移动数据通信技术传输承载平台技术短消息(SMS)非结构化补充业务(USSD)电路交换数据业务(CSD)高速电路交换数据业务(HSCSD)通用分组无线业务(GPRS)增强型分组数据业务(EDGE)第三代技术(3G)应用开发平台技术SIM卡应用工具（SIMToolkit）无线应用协议（WAP）IMT-2000的特点全球无缝覆盖和漫游高速传输，提供窄带和宽带多媒体业务无缝业务传递支持系统平滑升级和现有系统的演进适应多种运行环境第三代移动通信地面无线接口主要技术IMT—2000CDMADS（直接序列）UTRA/WCDMAcdma2000DSIMT—2000CDMAMC（多载波）cdma2000MC（包括1x，3x并可扩展至6x，9x，12x）IMT—2000CDMATDD（时分双工）TD-SCDMAUTRATDDIMT—2000TDMASCUWC-l36IMT—2000TDMAMCEPDECT关于未来融合成为电信网络发展的主题

技术融合电信技术、数据通信及计算机技术相互融合，软件（JAVA、Corba）、服务质量（QoS）、安全等成为重要课题；混合技术的产品出现：路由器支持话音、交换机提供分组接口….网络融合传统独立的网络:固定与移动、话音和数据，开始融合，逐步成为统一网络。