通信技术发展史

1、一、 通信的概念 谈到通信，我们每个人都不陌生。古代的烽火报警，就是把敌人入侵的消息通过烽火传达给远方的人们(类似的例子还有抗日战争时期的“消息树”)；舰船上的灯语和旗语通过灯的闪烁和旗子的挥动与另一舰船或港口进行无声的对话； 传统的信函以文字形式把游子的思乡之情浓缩于尺素之中，再利用邮政媒体送达家人；在各种建设工地上，工人们经常使用对讲机相互联络，协调工作；在电影电视中经常看到军人或警察利用无线电台进行作战指挥；还有电报、电传、电话、寻呼、移动电话、有线广播、无线广播、有线电视、无线电视等当代最为普及的通信手段都是现实生活中我们所熟悉的通信实例。 在上述实例中我们发现，无论是远古狼烟滚滚的烽

2、火，还是今天四通八达的电话，无论是饱含情谊的书信，还是绚丽多彩的电视画面， 尽管通信的方式各种各样，传递的内容千差万别，但都有一个共性，那就是进行信息的传递。因此，我们对通信下一个简练的定义：所谓通信，就是信息的传递。这里“传递”可以认为是一种信息传输的过程或方式。随着计算机技术和计算机网络技术的飞速发展，计算机网络通信也进入了我们的生活。通过因特网(Internet)，我们足不出户就可看报纸、听新闻、查资料、逛商店、玩游戏、上课、看病、下棋、购物、发电子邮件。网络通信丰富多彩的功能极大地拓宽了通信技术的应用领域，使通信渗入到人们物质与精神生活的各个角落， 成为人们日常生活中不可缺少的组成部分

3、，有关通信方面的知识与技术也就成为当代人应该了解和掌握的热门知识之一。在这里我们所讨论的通信不是广义上的通信，而是特指利用各种电信号和光信号作为通信信号的电通信与光通信。作为一门科学、一种技术，现代通信所研究的主要问题概括地说就是如何把信息大量地、快速地、准确地、广泛地、方便地、经济地、安全地从信源通过传输介质传送到信宿。“通信原理”就是介绍支撑各种通信技术的通信基本概念和数学理论基础。二、 通信系统 1.2.1 通信系统的定义与组成 用于进行通信的设备硬件、软件和传输介质的集合叫做通信系统。需要强调的是，过去对通信系统的定义没有软件部分，但随着计算机进入通信系统，通信软件就成为组成通信系统的

4、基本要素，因此我们在定义中加入软件这一模块。 从硬件上看，通信系统主要由信源、信宿、传输介质和收信、发信设备五部分组成，如图11所示(注意，图中的干扰可以理解为是通信系统的一部分，因为在实际应用中，一个通信系统无法彻底消除干扰)。图11 模拟通信系统的一般模型 信源发送设备传输介质接收设备信宿干扰 比如电话通信系统就包括：送话器、电线、交换机、载波机、受话器等要素。广播通信系统包括麦克风、放大器、发送设备、无线电波、收音机等。两个通信系统实例示意图如图12所示。图12 通信系统实例示意图 发射设备接收设备(a) 有线长途电话系统示意图(b) 广播通信系统示意图载波机载波机导线话筒扬声器三、 常

5、用的通信手段 了解了通信、通信系统和通信频段等基本概念后，下面我们介绍完成通信任务的具体手段。根据当前通信技术的发展和应用情况，我们把通信手段归纳为以下几种： 1.电缆通信 电缆通信是出现最早的通信手段，用于长途通信已有60多年的历史，在通信领域占有突出的地位。所谓电缆通信就是利用单根(同轴电缆)或多股导线作为传输介质的通信过程或方式，主要采用模拟单边带调制(SSB)和频分复用技术，常用于电话、传真、电报等领域。 2.短波通信 短波通信也是一种传统的远程通信手段。在卫星通信出现以前，一直是陆、海、空中远程通信的主要手段。除了短波广播之外，短波通信主要用于军事领域。美军在1979年修改的综合战术

6、通信计划中就强调了短波通信的重要地位，把它列为第一线指挥通信手段，并在海湾战争中，与法国等国都优先大量采用短波通信来满足战术通信的要求。 20世纪80年代以来，随着微电子技术、计算机技术、大规模集成电路技术的飞速发展，许多新技术新器件应用于短波通信，诸如短波自适应通信技术、自适应调频技术、线路压缩扩展技术及新型短波调制解调器等，使得短波通信的面貌大为改观，可靠性不断提高。可以预见，短波通信将以其部署快速、抗毁性强、机动性好、通信距离远等特点而成为军事通信中的“主力军”。 3.微波通信 微波通信始于20世纪60年代，它弥补了电缆通信的缺点，可到达电缆无法铺设的地区，且架设容易、建设周期短、投资低

7、于同轴电缆。目前，模拟电话微波通信容量为每频道6000路。美、俄、日等国的长途电话、电视节目主要采用微波通信。美国约有数10万千米的微波中继线路，前苏联最长的一条微波中继线路为1万多千米。 模拟微波通信主要采用SSB/FM/FDM等调制技术，早期的数字微波通信大都采用BPSK和QPSK调制。为了提高频谱利用率、增大信道容量，现正向多电平调制技术发展，比如，16QAM、64QAM、256QAM和1024QAM等多电平调制。采用多电平调制技术，在40MHz的标准频道内，可传输19207680路PCM调制数字电话。 我国目前约有10余万千米的微波中继线路，其中3/5用于通信，2/5用于传输广播电视节

8、目。 5.卫星通信 卫星通信是利用卫星做转发站的无线通信，其特点是通信距离远、覆盖面积大、不受地形地貌的限制、信道容量大、建设周期短、可靠性高。现在很多大城市的有线电视节目中的中央台和外地台大多是通过卫星传送的。 6.移动通信 顾名思义，移动通信就是在移动过程中进行的通信，是现代通信技术中发展最快的一种通信手段。移动通信的历史并不短，在反映二次世界大战的电影中我们看到的士兵随身背着的步话机(一种小型移动电台)和汽车中的小型电台以及与飞机和舰船的通信就是早期的移动通信。上述微波通信、光纤通信、卫星通信和移动通信我们会在第三篇作比较详细的介绍。四、通信技术发展史 自19世纪初电通信技术问世以来，短

9、短的100多年时间里，通信技术的发展可谓日新月异。“千里眼”、“顺风耳”等古人的梦想不但得以实现，而且还出现了许多人们过去想都不曾想过的新技术。回顾通信技术的发展史有利于我们更好地了解与掌握这门科学知识。下面我们给出通信技术发展历史简表。 表14 通信技术发展历史简表 表14 通信技术发展历史简表 根据各种通信技术在通信发展史上的地位、作用以及对人类社会的影响，我们对过去的100多年通信技术的发展历史进行了概括性的总结，认为有10项重大通信技术值得人们纪念，并以此结束本章的内容。 (1)摩尔斯发明有线电报。有线电报开创了人类信息交流的新纪元。 (2)马克尼发明无线电报。无线电报为人类通信技术开辟了一个崭新的领域。 (3)载波通信。载波通信的出现，改变了一条线路只能传送一路电话的局面，使一个物理介质上传送多路音频电话信号成为可能。 (4)电视。电视极大地改变了人们的生活，使传输和交流信息从单一的声音发展到实时图像。 (5)电子计算机。计算机被公认为是20世纪最伟大的发明，它加快了各类科学技术的发展进程。 (6)集成电路。集成电路为各种电子设备提供了高速、微小、功能强大的“心”，使人类的信息传输能力和信息处理能力达到了一个新的高度。 (7)光纤通信。光导纤维的发明