通信技术(communication technology)
目录 |
通信技术是指将信息从一个地点传送到另一个地点所采取的方法和措施。通信技术是电子技术极其重要的组成部分。按照历史发展的顺序，通信技术先后由人体传递信息通信到简易信号通信，再发展到有线通信和无线通信。
近代通信产生于1835年。这一年，莫尔斯(S．F．Morse)发明了电报。1837年，莫尔斯电码的出现使得莫尔斯电磁式有线电报问世。1886年，马可尼发明了无线电报机。1876年，贝尔(A．G．Bell)发明了电话机。1878年，人工电话交换局出现。1892年，史瑞桥自动交换局设立。1912年i美国Emerson公司制造出世界上第一台收音机。1925年，英国人约翰·贝德发明了世界上第一台电视机。20世纪30年代，控制论、信息论等理论形成。
最近50年，通信技术包括了数据传输信道的发展、数据传输技术的发展和20世纪80年代后的多方向发展。数据传输信道的发展包括同轴电缆、双绞线、光纤、越洋海底电缆、微波信道、短波信道、无线通信和卫星通信等。数据传输技术的发展包括基带传输、频带传输及调制技术、同步技术、多路复用技术、数据交换技术、编码、加密、差错控制技术和数据通信网、设备、协议等。20世纪80年代后，电报发展为用户电报和智能电报。电话发展为自动电话、程控电话、可视图文电话和IP电话。同时还出现了移动无线通信、多媒体技术和数字电视等多种通信技术。
近年来，以计算机为核心的信息通信技术(ICT，Information and Communications Technology)凭借网络飞速发展，渗透到社会生活的各个领域。ICT不同于传统通信技术，它的字面意思是信息通信技术。ICT产生的背景是行业间的融合以及对信息社会的强烈诉求。ICT作为信息通信技术的全面表述更能准确地反映支撑信息社会发展的通信方式，同时也反映了电信在信息时代自身职能和使命的演进。
现代通信技术具有以下特点。
(1)通信数字化
目前已经完成由模拟通信向数字通信的转化。通信数字化可以使信息传递更为准确可靠，抗干扰性与保密性强。数字信息便于处理、存储和交换，通信设备便于集成化、固体化和小型化，适合于多种通信，能使通信信道达到最佳化。
(2)通信容量大
现代通信的通信容量大。在各种通信系统中，光纤通信更能反映这个特点。光纤通信容量比电器通信大10亿倍。
(3)通信网络系统化
现代通信形成了由各种通信方式组成的的网络系统。通信网是由终端设备、交换设备、信息处理与转换设备及传输线路构成的。网络化的宗旨是共享功能与信息，提高信息的利用率。这些网络包括局部地区网、分布式网、远程网、分组交换网、综合业务数字网等。可以采用网络互联等技术把各种网络连接起来，进一步扩大信息传递的范围。
(4)通信计算机化
通信技术与计算机技术的结合使通信与信息处理熔为一体。表现为终端设备与计算机相结合，产生了多功能与智能化的电话机。与此同时，与计算机相结合的数字程控交换机也已推广应用。利用通信卫星进行计算机通信是近年来计算机通信的一个重要方面，也是中国发展计算机通信的一个极有潜力的途经。
现代通信技术的发展，已经或正在促使通信进入以下领域：一是卫星通信减少了时间和地理距离给通信费用带来的限制。二是综合业务通信网的结构，对于话音、数据和图像等各种信息媒介，在传输和交换上取得了综合的作用。三是正在采用卫星直接广播和电缆电视传送手段。四是国家经营的全国性公众通信网和企业经营的各种事务网，将并行发展，相互补充。五是人机通信和信息机器之间的通信的比重正在增加。六是立即通信和存储转发通信、即时通信和定时通信、透明通信和增值通信等正在被人们使用。
目前，通信技术已脱离纯技术驱动的模式，正在走向技术与业务相结合、互动的新模式。预计在未来的5～10年间，从市场应用和业务需求的角度看，最大和最深刻的变化将是从语音业务向数据业务的战略性转变，这种转变将深刻地影响通信技术的走向。从技术角度看，将呈现如下趋势。
1．融合趋势融合
将成为下一代通信技术发展的“主旋律”。随着网络应用加速向IP汇聚，网络将逐渐向着对IP业务最佳的分组化网的方向演进和融合。下一代网络将是电信网与Internet的融合和发展。融合将体现在“语音与数据”、“传输与交换”、“电路与分组”、“有线与无线”、“移动与无线局域网(WLAN)”、“管理与控制”、“电信与计算机”、“集中与分布”、“电域与光域”等多个方面。
2．交换技术从电路到分组交换转变
随着业务从语音向数据的转移，从传统的电路交换技术逐步转向分组交换技术特别是无连接IP技术为基础的整个电信新框架将是一个发展趋势。现有的电路交换技术在传送数据业务方面效率较低，不能按需支持宽带业务，而现有的IP网在支持实时业务方面缺乏服务质量保证，因此，从电路交换向分组交换的转变不是简单的转变。同时，从传统的电路交换网到分组化网将是一个长期的渐进过程，采用具有开放式体系架构和标准接口，实现呼叫控制与媒体层和业务层分离的软交换将是完成这一平滑过渡任务的关键。
3．传送技术从点对点通信到光互联网转变
光波分复用(WDM)技术的出现和发展为电信网提供了巨大的容量和低廉的传输成本，有力地支撑了上层业务和应用的发展。但点对点WDM系统只提供了原始的传输带宽，需要有灵活的网络结点才能实现高效的组网能力。自动交换光网络(ASON)的出现吸取了IP网的智能化经验，有效解决了Ip层与光网层的融合问题，代表了下一代光网络的研究方向。
4．接人技术从窄带到宽带转变
面对核心网和用户侧带宽的快速增长，中间的接入网却仍停留在窄带水平，而且仍主要是以支持电路交换为基本特征，与核心网侧和用户侧的发展趋势很不协调。接入网已经成为全网带宽的最后瓶颈，接入网的宽带化和IP化将成为本世纪初接入网发展的主要大趋势。有线接入除发展数字用户线路和以太网等宽带接入技术外，以以太无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)为代表的宽带光接人技术以及城域以太网技术将成为主要的研发方向和应用重点。无线接人技术方面除了第3代移动通信和无线以太网技术等现有宽带接入技术会大量应用外，具有更高速率、频谱效率和智能的新一代宽带移动通信技术将成为新的发展方向。
5．无线技术从3G到4G，从单一无线环境到通用无线环境
在宽带业务需求不断增长的情况下，无线传输作为个人通信的重要手段，其与宽带业务发展需求之间的矛盾显得十分突出。尽管第3代移动通信系统(3G)能提供Mbit／s量级的传输速率，但与宽带业务的发展需求相比还相差甚远，远远不能满足未来个人通信的要求。具有高数据率、高频谱利用率、低发射功率、灵活业务支撑能力的未来无线移动通信系统(4G)可将无线通信的传输容量和速率提高数十倍甚至数百倍。同时根据各种接入技术的特点，构建分层的无缝隙全覆盖整合系统，形成“通用无线电环境”，并实现各系统之间的互通，将是通往未来无线与移动通信系统的必然途径。
网络通信技术发展的基本方向是开放、集成、融合、高性能、智能化和移动性。通信网络正逐步朝着高速、宽带、大容量、多媒体、数字化、多平台、多业务、多协议、无缝连接、安全可靠的保证质量的新一代网络演进，同时充分考虑固定与移动的融合。
①开放是指开放的体系结构、开放的接口标准，使各种异构系统便于互联和具有高度的互操作性，归根结底是标准化问题。
②集成表现在各种服务与多种媒体应用的高度集成上。在同一个网络上，允许各种消息传递，既能提供单点传输，也能提供多点投递；既能提供尽力而为的无特殊服务质量要求的信息传递，也能提供有一定时延和差错要求的确保服务质量的实时传递。
③高性能表现在网络应当提供高速的传输、高效的协议处理和高品质的网络服务。高性能网络应具有可缩放功能，即能接纳增长的用户数目，而不降低网络的性能；能高速低延迟地传送用户信息；按照应用要求来分配资源；具有灵活的网络组织和管理。
④融合将成为网络通信发展的“主旋律”。融合将体现在“话音与数据”、“传输与交换”、“电路与分组”、“有线与无线”、“移动与固定”、“管理与控制”、“电信与计算机”、“集中与分布”、“电域与光域”等多个方面。
⑤智能化表现在网络的传输和处理上能向用户提供更为方便、友好的应用接口，在路由选择、拥塞控制和网络管理等方面显示出更强的主动性。尤其是主动网络(AN，Active Network)的研究，使得网络内执行的计算能动态地变化，该变化可以是“用户指定”或“应用指定”，且用户数据可以利用这些计算。
⑥移动技术从3G向4G，从单一移动环境向通用移动环境发展。尽管3G能提供Mbit／s量级的传输速率，但远远不能满足未来个人通信的要求。具有高数据率、高频谱利用率、低发射功率、灵活业务的4G可将无线通信的传输容量和速率提高十倍甚至数百倍。构建分层的无缝隙全覆盖整合系统，形成通用无线电环境，并实现各系统之间的互通，将是通往未来无线与移动通信系统的必然途径。
通信是国家和现代社会的神经系统，通信产业本身又是国民经济的基础结构和先行产业。通信技术是随社会的发展和人类的需要而发展起来的；反过来，通信技术的发展又对社会的发展起着巨大的推动作用。通信技术被公认为国民经济发展的“加速器”和社会效益的“倍增器”，现代通信技术是改变人们生活方式的“催化剂”，是信息时代和信息社会的生命线。其作用可表现为以下几个方面。
1．通信产业对其他产业的发展具有促进作用
通信产业是国家发展国民经济的重要基础产业，通信产业的发展可以带动国民经济各部门的快速发展，从而产生巨大的经济效益。比如，日本在1995年建成的高级通信网总投资为8001200亿美元，由此诱发国民经济各部门生产活动所产生的经济波及效益可达4000亿美元，其增长系数为3．3～5。美国哈迪博士研究统计了50多个发达、发展中国家的电话普及率提高与其所引起的国民经济增长的关系，其结论是：如果前5年电话普及率提高1％，则后7年人均国民生产总值可提高3％。总之，通信产业和通信事业对于国民经济各产业部门，如交通、能源、航空、铁道、水利、金融、广播电视等的发展有着重要的促进作用。
2．通信发展能够缩短时间和空间的跨度，加快资金周转
通信技术可以提高各种设备的运营效率和能力，尤其在当代，经济关系的国际化、数据交换的全球化，使发达国家可以通过国际互连的数据通信网让资金周游世界。如美国、日本等国的某些财团利用东半球和西半球的时间差，通过通信手段调拨资金，让资金在24小时内都能充分发挥作用。
3．通信技术的发展可以明显地缓和交通运输的压力，大大减少人员的流动及实物的流通总量，节约能源的消耗
利用通信手段可代替出差、外出联系工作和信息获取。据统计在中国由此每天节省的能源是当日用量的7％，同时还减少了废气和噪声的污染，保护了生态环境。
4．通信可以实现数据库等资源的共享，为发展经济提供更多的成功机会
在信息社会里，信息不仅是资源，而且是资本，是产品。通过数据通信网络及与数据库相连的计算机通信终端，科研院所和大小企业能迅速得到有价值的数据资料，为科研和生产的决策服务。
据报道，法国巴黎最新设计的服装资料通过Internet(因特网)，只需1分钟就可以在广州的计算机上显示出来，再经过不到一个小时的时间，这种最新设计的服装便可以展示在商店的橱窗内。这个例子说明通信使生产效率和工作效率提高到惊人的地步。据美国对201种行业的440种职业调查统计表明，信息产业创造的价值占美国国民经济的48％。随着现代通信技术与计算机技术的迅速发展，劳动生产效率必定会进一步提高。
6．通信技术与计算机技术的结合，使现代战争变成了“电子信息战争”
通信技术已成为现代信息战争取得胜利的关键因素。1991年的海湾战争就是电子信息战争的雏形。过去的战争硝烟弥漫，在战场上是以飞机、坦克为核心，以摧毁对方的肉体和设备来战胜对方；现代的战争悄然无声，战场上是以计算机通信技术为核心，以摧毁敌方的“神经中枢”系统而夺取战争的胜利。战场上，在看不见飞机、听不见炮声的瞬间，就可以消灭敌方的战斗力。现代战争是双方在通信技术和计算机技术等高科技方面发展的较量，谁拥有高新技术，谁就能胜利。
7．通信技术的发展正在改变着人类以往的生活方式
现代信息社会，人们时刻进行着频繁的信息交流。信息交流已成为人们日常生活中不可缺少的“必需品”。随着|nternet的发展，上网又成为人们获取和交流信息的一种重要方式，收发电子邮件、网上冲浪、下载文件、网上购物已成为人们生活的一部分；“家庭办公”、“电子货币”已成为当今时尚；“远程教育”、“远程医疗”正在悄然兴起……这一切正在改变着人类的生活方式，使人们的生活更加丰富多彩、幸福快乐。
8．现代通信技术为政府机关、企事业单位提供了快速高效、灵活便捷的工作平台
总之，在信息社会中，人类的行为、观念和生活、学习、工作方式都将发生深刻的变化。通信作为信息社会的生命线将成为现代社会的“神经系统”。日新月异的通信技术和各种各样的通信手段与每一个人息息相关。因此，了解通信技术的形成与发展，熟悉通信方式的简单原理和主要应用，认识现代通信工具的特点与功能，将会对提高人们的学习、工作和生活质量产生极为积极的作用，也是人们步人信息时代，适应人类进步和社会发展的必要准备。