通信技術

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通信技術(communication technology)

　　通信技術是指將信息從一個地點傳送到另一個地點所採取的方法和措施。通信技術是電子技術極其重要的組成部分。按照歷史發展的順序，通信技術先後由人體傳遞信息通信到簡易信號通信，再發展到有線通信和無線通信。

　　近代通信產生於1835年。這一年，莫爾斯(S．F．Morse)發明瞭電報。1837年，莫爾斯電碼的出現使得莫爾斯電磁式有線電報問世。1886年，馬可尼發明瞭無線電報機。1876年，貝爾(A．G．Bell)發明瞭電話機。1878年，人工電話交換局出現。1892年，史瑞橋自動交換局設立。1912年i美國Emerson公司製造出世界上第一臺收音機。1925年，英國人約翰·貝德發明瞭世界上第一臺電視機。20世紀30年代，控制論、資訊理論等理論形成。

　　最近50年，通信技術包括了數據傳輸通道的發展、數據傳輸技術的發展和20世紀80年代後的多方向發展。數據傳輸通道的發展包括同軸電纜、雙絞線、光纖、越洋海底電纜、微波通道、短波通道、無線通信和衛星通信等。數據傳輸技術的發展包括基帶傳輸、頻帶傳輸及調製技術、同步技術、多路復用技術、數據交換技術、編碼、加密、差錯控制技術和數據通信網、設備、協議等。20世紀80年代後，電報發展為用戶電報和智能電報。電話發展為自動電話、程式控制電話、可視圖文電話和IP電話。同時還出現了移動無線通信、多媒體技術和數字電視等多種通信技術。

　　近年來，以電腦為核心的信息通信技術(ICT，Information and Communications Technology)憑藉網路飛速發展，滲透到社會生活的各個領域。ICT不同於傳統通信技術，它的字面意思是信息通信技術。ICT產生的背景是行業間的融合以及對信息社會的強烈訴求。ICT作為信息通信技術的全面表述更能準確地反映支撐信息社會發展的通信方式，同時也反映了電信在信息時代自身職能和使命的演進。

　　現代通信技術具有以下特點。

　　(1)通信數字化

　　目前已經完成由模擬通信向數字通信的轉化。通信數字化可以使信息傳遞更為準確可靠，抗干擾性與保密性強。數字信息便於處理、存儲和交換，通信設備便於集成化、固體化和小型化，適合於多種通信，能使通信通道達到最佳化。

　　(2)通信容量大

　　現代通信的通信容量大。在各種通信系統中，光纖通信更能反映這個特點。光纖通信容量比電器通信大10億倍。

　　(3)通信網路系統化

　　現代通信形成了由各種通信方式組成的的網路系統。通信網是由終端設備、交換設備、信息處理與轉換設備及傳輸線路構成的。網路化的宗旨是共用功能與信息，提高信息的利用率。這些網路包括局部地區網、分散式網、遠程網、分組交換網、綜合業務數字網等。可以採用網路互聯等技術把各種網路連接起來，進一步擴大信息傳遞的範圍。

　　(4)通信電腦化

　　通信技術與電腦技術的結合使通信與信息處理熔為一體。表現為終端設備與電腦相結合，產生了多功能與智能化的電話機。與此同時，與電腦相結合的數字程式控制交換機也已推廣應用。利用通信衛星進行電腦通信是近年來電腦通信的一個重要方面，也是中國發展電腦通信的一個極有潛力的途經。

　　現代通信技術的發展，已經或正在促使通信進入以下領域：一是衛星通信減少了時間和地理距離給通信費用帶來的限制。二是綜合業務通信網的結構，對於話音、數據和圖像等各種信息媒介，在傳輸和交換上取得了綜合的作用。三是正在採用衛星直接廣播和電纜電視傳送手段。四是國家經營的全國性公眾通信網和企業經營的各種事務網，將並行發展，相互補充。五是人機通信和信息機器之間的通信的比重正在增加。六是立即通信和存儲轉發通信、即時通信和定時通信、透明通信和增值通信等正在被人們使用。

　　目前，通信技術已脫離純技術驅動的模式，正在走向技術與業務相結合、互動的新模式。預計在未來的5～10年間，從市場應用和業務需求的角度看，最大和最深刻的變化將是從語音業務向數據業務的戰略性轉變，這種轉變將深刻地影響通信技術的走向。從技術角度看，將呈現如下趨勢。

　　1．融合趨勢融合

　　將成為下一代通信技術發展的“主旋律”。隨著網路應用加速向IP匯聚，網路將逐漸向著對IP業務最佳的分組化網的方向演進和融合。下一代網路將是電信網與Internet的融合和發展。融合將體現在“語音與數據”、“傳輸與交換”、“電路與分組”、“有線與無線”、“移動與無線區域網(WLAN)”、“管理與控制”、“電信與電腦”、“集中與分佈”、“電域與光域”等多個方面。

　　2．交換技術從電路到分組交換轉變

　　隨著業務從語音向數據的轉移，從傳統的電路交換技術逐步轉向分組交換技術特別是無連接IP技術為基礎的整個電信新框架將是一個發展趨勢。現有的電路交換技術在傳送數據業務方面效率較低，不能按需支持寬頻業務，而現有的IP網在支持實時業務方面缺乏服務質量保證，因此，從電路交換向分組交換的轉變不是簡單的轉變。同時，從傳統的電路交換網到分組化網將是一個長期的漸進過程，採用具有開放式體系架構和標準介面，實現呼叫控制與媒體層和業務層分離的軟交換將是完成這一平滑過渡任務的關鍵。

　　3．傳送技術從點對點通信到光互聯網轉變

　　光波分復用(WDM)技術的出現和發展為電信網提供了巨大的容量和低廉的傳輸成本，有力地支撐了上層業務和應用的發展。但點對點WDM系統只提供了原始的傳輸帶寬，需要有靈活的網路結點才能實現高效的組網能力。自動交換光網路(ASON)的出現吸取了IP網的智能化經驗，有效解決了Ip層與光網層的融合問題，代表了下一代光網路的研究方向。

　　4．接人技術從窄帶到寬頻轉變

　　面對核心網和用戶側帶寬的快速增長，中間的接入網卻仍停留在窄帶水平，而且仍主要是以支持電路交換為基本特征，與核心網側和用戶側的發展趨勢很不協調。接入網已經成為全網帶寬的最後瓶頸，接入網的寬頻化和IP化將成為本世紀初接入網發展的主要大趨勢。有線接入除發展數字用戶線路和乙太網等寬頻接入技術外，以以太無源光網路(Ethernet Passive Optical Network，EPON)為代表的寬頻光接人技術以及城域乙太網技術將成為主要的研發方向和應用重點。無線接人技術方面除了第3代移動通信和無線乙太網技術等現有寬頻接入技術會大量應用外，具有更高速率、頻譜效率和智能的新一代寬頻移動通信技術將成為新的發展方向。

　　5．無線技術從3G到4G，從單一無線環境到通用無線環境

　　在寬頻業務需求不斷增長的情況下，無線傳輸作為個人通信的重要手段，其與寬頻業務發展需求之間的矛盾顯得十分突出。儘管第3代移動通信系統(3G)能提供Mbit／s量級的傳輸速率，但與寬頻業務的發展需求相比還相差甚遠，遠遠不能滿足未來個人通信的要求。具有高數據率、高頻譜利用率、低發射功率、靈活業務支撐能力的未來無線移動通信系統(4G)可將無線通信的傳輸容量和速率提高數十倍甚至數百倍。同時根據各種接入技術的特點，構建分層的無縫隙全覆蓋整合系統，形成“通用無線電環境”，並實現各系統之間的互通，將是通往未來無線與移動通信系統的必然途徑。

　　網路通信技術發展的基本方向是開放、集成、融合、高性能、智能化和移動性。通信網路正逐步朝著高速、寬頻、大容量、多媒體、數字化、多平臺、多業務、多協議、無縫連接、安全可靠的保證質量的新一代網路演進，同時充分考慮固定與移動的融合。

　　①開放是指開放的體繫結構、開放的介面標準，使各種異構系統便於互聯和具有高度的互操作性，歸根結底是標準化問題。

　　②集成表現在各種服務與多種媒體應用的高度集成上。在同一個網路上，允許各種消息傳遞，既能提供單點傳輸，也能提供多點投遞；既能提供儘力而為的無特殊服務質量要求的信息傳遞，也能提供有一定時延和差錯要求的確保服務質量的實時傳遞。

　　③高性能表現在網路應當提供高速的傳輸、高效的協議處理和高品質的網路服務。高性能網路應具有可縮放功能，即能接納增長的用戶數目，而不降低網路的性能；能高速低延遲地傳送用戶信息；按照應用要求來分配資源；具有靈活的網路組織和管理。

　　④融合將成為網路通信發展的“主旋律”。融合將體現在“話音與數據”、“傳輸與交換”、“電路與分組”、“有線與無線”、“移動與固定”、“管理與控制”、“電信與電腦”、“集中與分佈”、“電域與光域”等多個方面。

　　⑤智能化表現在網路的傳輸和處理上能向用戶提供更為方便、友好的應用介面，在路由選擇、擁塞控制和網路管理等方面顯示出更強的主動性。尤其是主動網路(AN，Active Network)的研究，使得網路內執行的計算能動態地變化，該變化可以是“用戶指定”或“應用指定”，且用戶數據可以利用這些計算。

　　⑥移動技術從3G向4G，從單一移動環境向通用移動環境發展。儘管3G能提供Mbit／s量級的傳輸速率，但遠遠不能滿足未來個人通信的要求。具有高數據率、高頻譜利用率、低發射功率、靈活業務的4G可將無線通信的傳輸容量和速率提高十倍甚至數百倍。構建分層的無縫隙全覆蓋整合系統，形成通用無線電環境，並實現各系統之間的互通，將是通往未來無線與移動通信系統的必然途徑。

　　通信是國家和現代社會的神經系統，通信產業本身又是國民經濟的基礎結構和先行產業。通信技術是隨社會的發展和人類的需要而發展起來的；反過來，通信技術的發展又對社會的發展起著巨大的推動作用。通信技術被公認為國民經濟發展的“加速器”和社會效益的“倍增器”，現代通信技術是改變人們生活方式的“催化劑”，是信息時代和信息社會的生命線。其作用可表現為以下幾個方面。

　　1．通信產業對其他產業的發展具有促進作用

　　通信產業是國家發展國民經濟的重要基礎產業，通信產業的發展可以帶動國民經濟各部門的快速發展，從而產生巨大的經濟效益。比如，日本在1995年建成的高級通信網總投資為8001200億美元，由此誘發國民經濟各部門生產活動所產生的經濟波及效益可達4000億美元，其增長繫數為3．3～5。美國哈迪博士研究統計了50多個發達、發展中國家的電話普及率提高與其所引起的國民經濟增長的關係，其結論是：如果前5年電話普及率提高1％，則後7年人均國民生產總值可提高3％。總之，通信產業和通信事業對於國民經濟各產業部門，如交通、能源、航空、鐵道、水利、金融、廣播電視等的發展有著重要的促進作用。

　　2．通信發展能夠縮短時間和空間的跨度，加快資金周轉

　　通信技術可以提高各種設備的運營效率和能力，尤其在當代，經濟關係的國際化、數據交換的全球化，使發達國家可以通過國際互連的數據通信網讓資金周游世界。如美國、日本等國的某些財團利用東半球和西半球的時間差，通過通信手段調撥資金，讓資金在24小時內都能充分發揮作用。

　　3．通信技術的發展可以明顯地緩和交通運輸的壓力，大大減少人員的流動及實物的流通總量，節約能源的消耗

　　利用通信手段可代替出差、外出聯繫工作和信息獲取。據統計在中國由此每天節省的能源是當日用量的7％，同時還減少了廢氣和雜訊的污染，保護了生態環境。

　　4．通信可以實現資料庫等資源的共用，為發展經濟提供更多的成功機會

　　在信息社會里，信息不僅是資源，而且是資本，是產品。通過數據通信網路及與資料庫相連的電腦通信終端，科研院所和大小企業能迅速得到有價值的數據資料，為科研和生產的決策服務。

　　5．通信可以促進勞動生產率和工作效率的提高

　　據報道，法國巴黎最新設計的服裝資料通過Internet(網際網路)，只需1分鐘就可以在廣州的電腦上顯示出來，再經過不到一個小時的時間，這種最新設計的服裝便可以展示在商店的櫥窗內。這個例子說明通信使生產效率和工作效率提高到驚人的地步。據美國對201種行業的440種職業調查統計表明，信息產業創造的價值占美國國民經濟的48％。隨著現代通信技術與電腦技術的迅速發展，勞動生產效率必定會進一步提高。

　　6．通信技術與電腦技術的結合，使現代戰爭變成了“電子信息戰爭”

　　通信技術已成為現代信息戰爭取得勝利的關鍵因素。1991年的海灣戰爭就是電子信息戰爭的雛形。過去的戰爭硝煙瀰漫，在戰場上是以飛機、坦克為核心，以摧毀對方的肉體和設備來戰勝對方；現代的戰爭悄然無聲，戰場上是以電腦通信技術為核心，以摧毀敵方的“神經中樞”系統而奪取戰爭的勝利。戰場上，在看不見飛機、聽不見炮聲的瞬間，就可以消滅敵方的戰鬥力。現代戰爭是雙方在通信技術和電腦技術等高科技方面發展的較量，誰擁有高新技術，誰就能勝利。

　　7．通信技術的發展正在改變著人類以往的生活方式

　　現代信息社會，人們時刻進行著頻繁的信息交流。信息交流已成為人們日常生活中不可缺少的“必需品”。隨著|nternet的發展，上網又成為人們獲取和交流信息的一種重要方式，收發電子郵件、網上衝浪、下載文件、網上購物已成為人們生活的一部分；“家庭辦公”、“電子貨幣”已成為當今時尚；“遠程教育”、“遠程醫療”正在悄然興起……這一切正在改變著人類的生活方式，使人們的生活更加豐富多彩、幸福快樂。

　　8．現代通信技術為政府機關、企事業單位提供了快速高效、靈活便捷的工作平臺

　　總之，在信息社會中，人類的行為、觀念和生活、學習、工作方式都將發生深刻的變化。通信作為信息社會的生命線將成為現代社會的“神經系統”。日新月異的通信技術和各種各樣的通信手段與每一個人息息相關。因此，瞭解通信技術的形成與發展，熟悉通信方式的簡單原理和主要應用，認識現代通信工具的特點與功能，將會對提高人們的學習、工作和生活質量產生極為積極的作用，也是人們步人信息時代，適應人類進步和社會發展的必要準備。