1通信的起源与发展

通信经济与管理 经济与管理学院张超Email pzc72 语言 人与人之间面对面的交流通信 借助于某种工具实现信息传递的过程 第一章通信的起源与发展 一 古老的 邮政 通信 通信的产生什么是通信 中国最早的通信 3400前 烽可遙见 鼓可遥闻 周代 公元前700 邮驿 驿传 制度唐鼎盛时期 陆驿 水驿 水陆驿并存宋军卒代民驿 增设 急递铺 Communications sendinformationbetweentwoplacesorinanarea road railway radio telephone television etc 国外 条条大路通罗马 古罗马帝国的通信很发达 在其奴隶制鼎盛时期 全国通信网络总长8万公里 后汉书 西域传 十里一亭 三十里一置 结论有组织的通信活动源于军事和政权建立的需要 我国古代民间通信 约始于唐朝 驿驴 飞钱 麻乡约 侨批局 民信局 明永乐年间 近代中国邮政 大清邮政现代 当代 邮政 建国后 邮政通信手段的变化 受制于社会生产力的发展水平古代邮驿 人力 畜力 邮驿 近代邮政 蒸汽机 电力现代邮政 电子邮政 二 电信通信技术的产生和发展 最早的电信通信技术 电报的发明莫尔斯电报 1835 1837 美国 1843年在国会的资助下架设了华盛顿与巴尔的摩之间一条64公里长的电报线路1858年横跨大西洋的海底电缆敷设成功 同年8月12日在美国和英国间传送了越洋有线电报莫尔斯电码利用 点 划 和 间隔 的不同组合来标识字母 数字 标点和符号 二 电信通信技术的产生和发展 世界上第一份电报 1844年 华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅莫尔斯发送给64km外的巴尔的摩城 上帝创造了何等的奇迹电报的发明 拉开了电信时代的序幕 开创了利用电来传递信息的历史 把人们想要传递的信息以每秒30万公里的速度传向远方 这是人类信息史上划时代的创举 二 电信通信技术的产生和发展 电报传送的是符号 发送一份电报 首先要将报文译为电码 再用电报机发送出去 在收报一方 要经过相反的过程 即将受到的电码译成报文 然后送到收报人的手里 手续麻烦 而且不能进行及时的双向信息交流 电话通信 1861年 德国的一名教师发明了最原始的电话机 利用声波原理可在短距离互相通话 但无法投入真正的使用 1875年 亚历山大 格雷厄姆 贝尔发明了电话 AlexanderGrahamBell 电话通信 1877年 在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通了 两地相距300km 在这一年 有人第一次用电话给 波士顿环球报 发送了新闻消息 从此开始了公众使用电话的时代 贝尔及合伙人成立了贝尔电话公司 最初电话用户778户 当年年底增到3000户 三年后10万户 20年后 仅美国投入使用的电话机总数达到140万部 电话通信 电报和电话的相继发明 使人类获得了远距离传送信息的重要手段电信号都是通过金属线传送的 线路架设到的地方 信息才能传到 这就大大限制了信息的传播范围 特别是在大海 高山 有没有能让信息无线传播的方法 无线电通信 1895年5月7日 年仅36岁的波波夫在彼德堡的俄国物理化学会的物理分会上 当众展示了他发明的无线电接收机 1896年3月24日 波波夫和雷布金在俄国物理化学协会的年会上 操纵他们自已制作的无线电收发信机 作了用无线电传送莫尔斯电码的表演 虽然当时的通信距离中只有250米 但它毕竟是世界上最早通过无线电传送的有明确内容的电报 同年6月 年方21的意大利青年马可尼也发明了无线电收报机 并在英国取得了专利 当时通信距离只有30米 波波夫的无线电接收机 无线电广播 1906年12月24日即圣诞节前夕的晚上8点钟左右 美国匹兹堡大学教授费森登通过马萨诸塞州布朗特岩的国家电器公司128米高的无线电塔成功地进行了一次广播 广播的节目有读圣经路加福音中的圣诞故事 小提琴演奏曲 还播送了德国音乐家韩德尔所作的 舒缓曲 等 人们听到电波传来的精彩节目 感到十分惊奇 这是人类历史上第一次进行的正式的无线电广播 交换技术 从1889年到1891年 美国堪萨斯城一家殡仪馆的老板阿尔蒙 B 史端乔 潜心研究一种能自动接线的交换机 结果他成功了 1891年3月10日 他获得了发明 步进制自动电话接线器 的专利权 1892年11月3日 用史端乔发明的接线器制成的 步进制自动电话交换机 在美国印第安纳州的拉波特城投入使用 这便是世界上第一个自动电话局 从此 电话通信跨入了一个新时代 20世纪的通信 20世纪 自动电话的大踏步发展从步进制 纵横制 程控交换由于大规模和超大规模集成电路的迅速发展以及计算机技术 数字信号处理技术的日益发展 电话通信技术也在一步步从模拟向数字化的方向发展 1990年数字技术创造出在一对线上能传送30240路电话的脉码调制系统 使电话通信得以向高速 大容量 长距离的方向发展 步进制 由选择器和继电器组成的一种自动电话交换机 它以机械动作代替人工电话交换机话务员的接线动作 当用户拨号时 交换机内相应的选择器就随着拨号时发出的脉冲电流一步一步地改变接续位置 将主叫和被叫用户间的电话线路自动接通 史端乔 纵横制 1919年 瑞典的电话工程师帕尔姆格伦和贝塔兰德发明了一种自动接线器 叫做 纵横制接线器 并申请了专利 1929年 瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局 拥有3500个用户 纵横制 的名称来自纵横接线器的构造 它由一些纵棒 横棒和电磁装置构成 控制通过电磁装置的电流可吸动相关的纵棒和横棒动作 使得纵棒和横棒在某个交叉点接触 从而实现接线的工作 纵横制 和 步进制 都是利用电磁机械动作接线的 所以它们同属于 机电制自动电话交换机 但是纵横制的机械动作很小 又采用贵重金属的接触点 因此比步进制交换机的动作噪声小 磨损和机械维修工作量也小 而且工作寿命也较长 走过模拟 迈向数字电信通信按传送信号的方式不同 可分为模拟通信和数字通信两大类模拟通信的优点是直观且容易实现 但存在保密性差 抗干扰能力弱两个主要缺点 电话是模拟通信 因为传送说话声音的电信号是 模仿 说话人的声音变化的而电报是数字通信 因为它传送的是只有 有 和 无 两种状态的脉冲组合信号常见的模拟通信有电话 电视等常见的数字通信有电报 数据通信 计算机通信 等 过去 数字通信在整个通信中只占很小的比重 近年来 随着电子计算机的日益广泛应用 数字通信的需求急剧增长 同时由于大规模和超大规模集成电路的迅速发展以及计算机技术 数字信号处理技术的日益发展 电话通信技术也在一步步向数字化的方向发展 所谓电话的数字化就是在电话传送时先把模拟的电话信号变换成数字信号 在接收时再把数字信号恢复成模拟信号 这样做看起来是增加了变换的过程 但是在现代技术条件下 这样做能提高电话通信的质量和效率 而且还更为经济 实现电话通信数字化的技术叫做 脉冲编码调制 技术 脉码调制技术的应用现在已经遍及全世界 到1990年已经出现了在一对线上能传送30240路电话的脉码调制系统 脉码调制技术使电话通信得以向高速 大容量 长距离的方向发展 它正在逐步取代模拟通信 电话通信数字化后 使电话网不仅可以通电话 而且可以在数字化的电话网中传送各种通信 使电话网成为所谓的 综合业务数字网 简称isdn 这又是20世纪电信的一大成就 短波和微波通信 1915年首次成功地实现了跨越大西洋的无线电话通信1927年在美国和英国之间开通了商用无线电话 当时的越洋无线电话通信是利用短波无线电波能从电离层折射返回地面这一特性 30年代发现了超短波 40年代发现了微波 超短波和微波具有直线传播的特性 能穿过电离层 人们利用这种特性开发了多路无线接力通信 超短波接力通信可以传送30路以下的电话 微波接力通信可以传送几千路电话 还可以用来传送彩色电视 卫星通信 蜂窝移动通信 卫星通信 1958 利用人造地球卫星作为中继站或卫星转发器的微波通信 卫星通信可以在大面积范围内进行高质量的通信 已经成为全球远距离和洲际通信的重要手段之一70年代后期出现的蜂窝式移动电话系统 模拟 是无线电话的重大发展 迅速在世界各国投入使用 移动通信 90年代后 第二代移动通信系统是以数字传输 时分多址或码分多址为主体技术 如国际上普遍使用的欧洲GSM制式近年来 世界各移动通信设备制造商和运营商已从对第三代移动通信系统的概念认同阶段进入到具体的设计 规划和实施阶段目前国际上承认的3G标准 欧洲W CDMA 美国 日本 韩国支持的CDMA2000 中国的TD SCDMA 光通信技术为通信提供了强大的传输通道 1966年英籍华人高锟博士发明光纤技术1970年美国康宁公司用高纯石英生产出世界上第一根耗损率为每公里20分贝的套层光纤 开创了光纤通信的新篇章 使通信光纤研究跃进了一大步 一根光纤可以传输150万路电话和2万套电视1976年日本在大孤附近的奈良县开始筹建世界上第一个完全用光缆实现光通信的实验区 到1978年7月已拥有300个用户 到90年代 光纤的传输速率已经达到了每秒T比特级 T 是什么概念呢 T数量级为10的12次方 1Tbit s的速率意味着我们可以用一对只有头发丝1 10粗细的光纤在1秒钟之内将300年的泰晤士报传送到世界上的任何一个角落 或者同时传送10万路电视节目 或同时通1200万路电话 试想如果像电缆那样把十几根或上百根光纤组成光缆 即空间复用 再使用波分复用技术 其通信容量就会大得惊人 体积和重量上的优势 光纤通信在体积和重量上的优势 相同话路的光缆要比电缆轻90 95 而直径不到电缆的五分之一通21000话路的900对双绞线 其直径为3英寸 重量为8吨 公里通信量为其十倍的光缆 直径仅0 5英寸 重量仅450磅 公里 三 信息通信技术的发展 计算机技术1946年世界第一台电子计算机ENICA正式宣告诞生 基础技术1947年晶体管发明1958年 1959年 集成电路研制成功1971年美国英特尔公司的工程师霍夫把2250个晶体管集成到一块米粒大小的硅片上 研制出世界上第一块大规模集成电路摩尔定律集成电路芯片的集成度每12 18个月翻一番 INTERNET 1969年 美国国防部高级研究计划署 ARPA 出资兴建了用于支持军事研究的计算机网络ARPANET 这个只有四个节点的网络 就是今天IETERNET的前身 TCP IP技术1985年 美国国家科学基金会网 NSFNET 建立 采用了TCP IP协议 1989年该网向公众开放 转向民用和商用 从而使INTERNET成为全球重要的通信骨干网 互联网商用后显示了强大的生命力 成为集语音 数据 视像通信为一体的新型通信方式 联网计算机用户每15个月翻一番网上业务量每100天增加一倍94年全球联网用户不足300万 2000年达到2亿 增长67倍93年WEB站点130个 2000年1700万个 增幅100万倍1993年美国信息高速公路计划宣布建立国家信息基础设施NII后 全世界许多国家纷纷制定和建立本国的NII 从而极大地推动了计算机网络技术的发展 使计算机网络进入了一个崭新的阶段 四 我国通信业的历史沿革 中国电信发展的过程 从一张白纸到建立起一个贯通全国 连接世界的立体通信网 从被国外称为没有电话的国家到拥有世界第一大通信网 从严重制约国民经济发展的瓶颈到连续十余年超过国民经济发展速度10到30个百分点实现适度超前的目标 1949年以前 殖民地半殖民地色彩的通信1949 1978年 比美国落后75年1979 1985年 国民经济最薄弱环节1986至现在 建成世界最大通信网 五 世界通信业的发展趋势 世界电信通信的发展趋势 信息通信技术进步是促成电信产业飞速发展的基础因素自19世纪莫尔斯发明了世界上第一台有线发报机和贝尔发明了电话以来 电信业技术的发明和创造数不胜数 其中每一次进步都有力地推动了电信产业的向前发展 五 世界通信业的发展趋势 通信手段从电报到电话 从固定到移动 从语音到数据 从一种媒介到多媒体电话交换技术从机电制到程控制 从电路交换到分组交换 再到宽带交换 软交换传输技术从模拟到数字 从窄带到宽带 从铜线到光缆移动通信从 代模拟技术到二代数字技术再到日前的3G技术 网络技术从固定电话网到数据通信网 再到三网融合 电信通信技术日新月异的发展使电信服务领域不断拓宽 10年以前 电信服务主要是指一些普通的语音服务 现在 随着通信技术的发展 网络智能化程度越来越高 不仅通信服务种类日益多样化 通信服务质量和服务能力也在大大提高 技术进步也是引发电信业市场结构模式和管制模式变革的根本动因技术进步降低了电信业的进入壁垒三网融合和服务需求的多样化和多层次化催生了新的电信运营商的诞生政府管制从严到松 从行政化管制到法制化管制 市场结构从垄断经营到市场竞争经营 电信服务提供商从单一的网络运营商到骨干网络运营商 接入服务运营商甚至虚拟运营商的多元化发展 五 世界通信业的发展趋势 信息通信技术的进步在很大程度上大大加速了世界经济全球化发展的进程 进而带动了电信通信业自身的全球化发展趋势电信全球化是指电信运营者通过合作 开设合资或独资公司的方式跨越国界进入别国经营电信业务 不同国家电信运营者间的国际合作趋于更加广泛的一种趋势 五 世界通信业的发展趋势 通信全球化的趋势主要表现在两个方面 首先 国际通信业务量持续增长 成为电信业务的重要增长点其次 发达国家的许多电信运营公司纷纷向国外扩张 与其他国家或地区的电信运营商结成战略联盟 共同提供全球性的电信业务WorldPartnersGlobalOne等 它们以跨国公司为主要服务对象 向其提供全球虚拟专用网 VPN 全球帧中继 全球ATM 全球Intranet等全球 无缝 的端到端业务2002年6月中国电信也将在美国设立的办事处升级为中国电信 美国 公司 并在9月份获得了美国国际电信业务运营牌照 标志着中国电信运营企业也开始向国际化方向迈进 五 世界通信业的发展趋势 展望未来 世界通信业的发展将呈现出前所未有的新面貌 具体表现在三个方面网络发展趋势 业务发展趋势 技术发展趋势网络发展趋势网络融合是信息产业发展的大势所趋 其中既包括技术融合 也包括业务融合和终端融合 甚至还包括行业管制和政策的融合受技术进步 业务发展 市场驱动的影响 全球电信与信息服务业一个总的发展趋势是电信网 计算机网 有线电视网的融合 即 三网合一 这必将对整个信息产业结构产生重大影响 五 世界通信业的发展趋势 业务发展趋势全球电信业的大规模兼并和整合 既是电信企业应对全球整合时代的需要 也是电信企业实现全业务经营的迫切渴望全业务经营是市场发展的必然选择 是提升电信业竞争力的必要手段全业务经营是提升企业竞争力的有力保障在通信技术日渐综合化 个性化 电信市场竞争愈加激烈的形势下 全业务经营已是电信业发展的大势所趋 它有助于规范电信经营秩序 解决互联互通中许多久治不愈的问题 真正实现电信业的有效竞争 五 世界通信业的发展趋势 技术发展趋势从总体上来看 网络将走向下一代 在走向下一代的进程中已经呈现出IP化 光纤化 无线化和智能化的技术发展趋势IP化是指网络将向对lP业务优化的宽带分组网演进 网络将被IP统治 从核心网一直到用户设备 在网络服务层面形成一个IP世界光纤化是指从网络核心一直到用户端的全光网将梦想成真 在传送层面形成一个光纤世界无线化指无线宽带技术 不管是固定接入还是移动接入 将逐渐占领中心舞台 在接入层面形成一个无线世界智能化指网络智能将从网络核心移向边缘 用户界面也越来越趋近拟人化 在网络边缘形成一个智能层或服务层 在向社会各界提供丰富多彩的服务和应用的同时 使人机之间的互动变得更加友好 自然 更趋个性化 五 世界通信业的发展趋势 三个超过据预测 未来世界通信业的发展将出现3个超过 即 移动超过固定 目前已实现 数据超过语音 发展中国家市场超过发达国家市场5个战略方向在我们从电话时代走向信息时代的这一历史性变化过程中 除了信息网络化以外 电信业还将沿着多媒体化 普及化 多样化 个性化和全球化的5个战略方向发展 世界通信业的发展趋势 小结 移动超过固定 国际电联 1TU 曾预计在2001 2007年之间的某一时刻 全球移动用户数将超过固定用户数 后来又预测在2003年左右移动用户数会超过固定用户数 事实上 这种情况提前发生在2002年底了迄今为止 近100个国家的移动用户数已经超过固定用户数 我国在2003年10月的移动用户数也超过了固定用户数 数据超过语音 数据超过语音 是指目前全世界在网上传送的数据业务量超过语音业务量在21世纪初 北美的数据业务量就已超过语音业务量 预计在今后5年内 许多国家 包括亚洲的大部分地方 也将如此 数据超过语音实质上也反映了人类对信息的需求在急剧上升 在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中 人们更加需要信息 需要随时随地地获取信息 原来点对点的电话通信已远不能满足需求 信息化可以推进国民经济和社会的发展 人们则通过信息化来开创新的工作方式和生活方式 发展中国家市场超过发达国家市场 在固网市场上 这一 超过 早在1992年就发生了移动电话市场于2002年发生了这一 超过 发展中国家新增的移动电话用户数超过了发达国家的新增用户数预计在2010年之前 在因特网市场上也将发生这一 超过 发展中国家市场超过发达国家市场说明全球电信业的主要潜在市场在发展中国家 全球市场重点将从发达国家向发展中国家转移 多媒体化 多媒体化就是向用户广泛提供声像 图文并茂的交互式通信与信息服务把声 像 图 文同步集成在一起的多媒体肯定是最适合21世纪的信息形式 也是人类最乐意接受的信息形式 技术发展到今天已为多媒体时代的到来准备了条件 市场的驱动力也日趋明显 随着多媒体计算机逐步走入家庭 多媒体 一词正在深入人心多媒体通信作为时代发展的潮流和信息化建设的重要领域 在社会发展和信息化建设的过程中占有十分重要的地位 现已成为各国信息基础设施的重要组成部分提供多媒体服务也是电信 电脑 电视三大行业走向融合的目标之一 多媒体信息服务一定会在生产 管理 教育 科研 医疗 娱乐等领域得到越来越多的应用 成为一个新的可持续发展的增长点 而多媒体化就要求网络的宽带化并具有处理多媒体业务的巨大能力 普及化 普及化就是把各种信息通信服务以合理的价格提供给广大民众 使不管是住在城市还是住在偏僻农村的来自不同阶层的人都能用得上 用得起 普及化不仅是要达到家家有电话的目标 将来还要把更多更高级的网上服务提供给家家户户 确保信息资源能以合理的价格向全体人民提供缩小数字鸿沟 即缩小我国与发达国家的数字鸿沟 缩小我国不同地区之间的数字鸿沟 就是要靠普及化来征服这一巨大挑战 为了实现普及