通信普及知識

——淺談通信技術(shù)發(fā)展史通信讓生活更美好IMTI

曹磊語言的使用文字的創(chuàng)造印刷術(shù)的發(fā)明電報、電話、廣播、電視的發(fā)明和普及計算機技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)人類歷史上5次信息技術(shù)革命；

提綱中國古代通信技術(shù)國外古代通信技術(shù)近代通信技術(shù)移動電話的演進網(wǎng)絡(luò)通信的演進物聯(lián)網(wǎng)中國古代通信技術(shù)烽火鴻雁傳書孔明燈兩千多年的郵驛通信民信局的出現(xiàn)

中國古代通信技術(shù)——烽火通信長城烽火臺烽火通信作為一種原始的聲光通信手段，是通過烽火及時傳遞軍事信息的，遠在周代時就服務于我國軍事戰(zhàn)爭。烽火臺的布局十分重要，它分布在高山險嶺或峰回路轉(zhuǎn)的地方，而且必須是要3個臺都能相互望見，以便于看見和傳遞。距今2000多年前我國西北邊陲“謹侯望，通烽火”的歷史遺跡中國古代通信技術(shù)歷史：問：鄭和下西洋是一個龐大的船隊，船隊與分船隊之間需要的聯(lián)絡(luò)、指揮、調(diào)度，在當時還沒有近代通訊方式時，茫茫大海上刮風下雨霧天怎么聯(lián)系？？？？？？答：船隊配有交通艇、音響信號、旗幟等裝備。史書記載，船隊“晝行認旗幟，夜行認燈籠，務在前后相繼，左右相挽，不致疏虞?！薄矗喊滋煲约s定方式懸掛和揮舞各色旗帶，組成相應旗語。夜晚以燈籠反映航行時情況，遇到能見度差的霧天下雨，配有銅鑼、喇叭和螺號也用于通訊聯(lián)系。國外古代通信技術(shù)馬拉松燈塔旗語信猴擊鼓傳聲近代通信技術(shù)近代通信技術(shù)——摩爾斯電碼1844年，摩爾斯試拍有線電報成功——打下了近代電訊事業(yè)的基礎(chǔ)。故事：為了使電報樣機迅速得到試驗鑒定，莫爾斯經(jīng)過多次研究考察，擬定了在華盛頓與馬利蘭州的巴爾的摩兩城市間架設(shè)第一條40千米長的高空試驗性電報線路計劃。幾經(jīng)波折，計劃于1843年得到美國國會的撥款支持。1845年5月24日，在美國國會大廈舉行的世界上第一次收發(fā)電報公開試驗獲得了成功。幾年后，電報很快得到推廣。1854年，美國最高法院正式確定莫爾斯的發(fā)明專利權(quán)。1858年，歐洲各國聯(lián)合發(fā)給莫爾斯40萬法郎獎金。這位畫家成為電報發(fā)明家的故事傳遍了世界！晚年，享有盛譽的莫爾斯將發(fā)明電報獲得的巨大財富從事慈善事業(yè)。1872年4月2日莫爾斯逝世后，紐約市人民特地在中央公園為他建造了一座雕像，永遠紀念他為人類作出的巨大貢獻！莫爾斯設(shè)計的電報機近代通信技術(shù)——電磁波的發(fā)現(xiàn)（1/2）赫茲實驗：一天，赫茲在一間暗室里做實驗。他在兩個相隔很近的金屬小球上加上高電壓，隨之便產(chǎn)生一陣陣噼噼啪啪的火花放電。這時，在他身后放著一個沒有封口的圓環(huán)。當赫茲把圓環(huán)的開口處調(diào)小到一定程度時，便看到有火花越過縫隙。通過這個實驗，他得出了電磁能量可以越過空間進行傳播的結(jié)論。赫茲的發(fā)現(xiàn)公布之后，轟動了全世界的科學界，1887年成為了近代科學技術(shù)史的一座里程碑，為了紀念這位杰出的科學家，電磁波的單位便命名為-赫茲（Hz）。赫茲實驗的意義：赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義，它導致了無線電的誕生，開辟了電子技術(shù)的新紀元，標志著從“有線電通信”向“無線電通信”的轉(zhuǎn)折點。也是整個移動通信的發(fā)源點，人類開始進入了無線通信的新領(lǐng)域。電磁波成果：無線電報(1901)——廣播(1906)——電話(1916)——傳真(1923)——電視(1929)——微波(1933)——雷達(1935)——衛(wèi)星通訊——電子計算機因特網(wǎng)等都與電磁波理論相關(guān)。近代通信技術(shù)——電磁波的發(fā)現(xiàn)（2/2)有關(guān)趣聞：插曲一：比赫茲實驗早七年，一位叫戴維的人也接收到了電磁波信號，他隨即向英國皇家協(xié)會會長G·斯托克斯匯報，但斯托克斯認為這只是普通的電磁感應現(xiàn)象，戴維過于迷信權(quán)威，對于這一天賜良機未與重視，使發(fā)現(xiàn)被埋沒了。插曲二：英國曾有2400萬只“家養(yǎng)”麻雀。這些麻雀都在房屋閣樓處做窩，每天在各家花園內(nèi)嬉戲，成為英國一道風景線。然而，近年來，英國麻雀數(shù)量突然急劇減少。

英國科學家對此百思不得其解。有人認為是貓吃了麻雀，有人認為是無鉛汽油影響了蟲子的生存，而麻雀就靠這種蟲子喂養(yǎng)小麻雀，還有人認為是建筑閣樓被封閉，使得麻雀無法做窩。最近，英國的科學家和動物學家指出，手機發(fā)出的電磁波是造成麻雀失蹤的罪魁禍首。英國人從1994年開始大量使用手機。正是在這些年中，英國麻雀開始大量減少。

研究表明，電磁波影響麻雀的方向感。麻雀依靠地球磁場來辨別方向。而電磁波會干擾麻雀找路的能力，從而使其迷失方向。研究還表明，電磁波還可影響動物的精子數(shù)量和排卵功能。近代通信技術(shù)——廣播與電視1906年，繼英國工程師弗萊明發(fā)明真空二極管之后，美國人福雷斯特又制造出了世界上第一個真空三極管。1906年，美籍加拿大人費森登在紐約附近設(shè)立了世界上第一個廣播站。1925年，英國人貝爾德發(fā)明了機械掃描式電視機。1936年，電視轉(zhuǎn)播在柏林舉行的第6屆奧林匹克運動會。20世紀60年代，彩色電視問世。電子計算機的出現(xiàn)（1/3)電子數(shù)字計算機是20世紀人類最偉大發(fā)明之一。短短的幾十年，這臺機器以迅猛磅礴之勢，用非凡的滲透力和親和力，徹底改變了我們這個星球的模樣，融進每個人的工作、學習和生活之中。自從1946年世界上第一臺電子數(shù)字計算機誕生以來，計算機經(jīng)得到了迅速發(fā)展和應用，著名的摩爾定律很好地說明了著一點：平均每18個月計算機的性能要提高一倍，而價格要下降一半。發(fā)展歷史：……計算的手工時代——計算的機械時代——電磁式計算機——電子數(shù)字計算機的誕生——晶體管計算機——集成電路計算機——巨型機——微處理器——個人計算機——多媒體計算機——計算機網(wǎng)絡(luò)和Internet（現(xiàn)代）——……（未來）電子計算機的出現(xiàn)(2/3)

17世紀初，英國數(shù)學家納皮爾提出了對數(shù)的概念，并制作了“納皮爾算籌”，它只需要做簡單的加法就能計算出乘積，從而大大簡化了數(shù)值計算過程?！斑\籌策于帷幄之中，決勝于千里之外?！?人類最早有實物作證的計算工具誕生在中國。祖沖之借助算籌，成功地將圓周率π值計算到小數(shù)點后的第7位。

珠算盤是中國古代在計算工具領(lǐng)域的另一項發(fā)明，直到今天，它仍然是許多人鐘愛的“計算機”。計算的手工時代一位被同時稱為“數(shù)字計算機之父”的發(fā)明家是德國人，名字叫楚澤（K.Zuse），為了躲避戰(zhàn)火他發(fā)明的電磁式計算機一直存放在地窖里。

1946年，舉世公認的第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC，誕生在戰(zhàn)火紛飛的二次世界大戰(zhàn)，它的“出生地”是美國馬里蘭州阿貝丁陸軍試炮場。二次世界大戰(zhàn)關(guān)鍵時期，戰(zhàn)爭需要像一只有力的巨手，給電腦的誕生鋪平了道路。

1954年美國電報電話公司（AT&T）貝爾實驗室研制成功了第一臺半導體計算機（TRADIC）。計算機的機械時代電磁式計算機電子數(shù)字計算機晶體管計算機電子計算機的出現(xiàn)(3/3)基爾比那年35歲，在不超過4平方毫米的面積上，大約集成了20余個元件。1959年2月6日，基爾比向美國專利局申報專利，這種由半導體元件構(gòu)成的微型固體組合件，從此被命名為“集成電路”（IC）。集成電路計算機集成電路的發(fā)明，為研制高速運行的超級電腦創(chuàng)造了條件。1960年，剛成立三年的控制數(shù)據(jù)公司（英文縮寫CDC），接受美國原子能委員會的委托，涉足萬難之險的巨型機領(lǐng)域。先后“克雷1號”（CRAY-1），“克雷2號”（Cray-2）和“克雷3號”（Gray-3）巨型機相繼問世，并行結(jié)構(gòu)使運算速度分別達到每秒12億次和每秒160億次。巨型機

1971年，英特爾公司宣稱，他們首創(chuàng)了一種“開啟集成電路新紀元”的半導體芯片，根據(jù)該公第一塊微處理器芯片已屬大規(guī)模集成電路范疇。微處理器

1981年無疑是個分界線。這一年，IBM公司推出了它的個人電腦，人類社會從此跨進個人電腦新紀元。多媒體技術(shù)是電腦能夠交互式處理文字、聲音、圖像、動畫、視頻等多種媒體信息。計算機網(wǎng)絡(luò)就是通過電纜、電話線、或無線通訊互連的計算機的集合。個人計算機多媒體計算機NOW計算機網(wǎng)絡(luò)和InternetFUTURE……固定電話的演進固定電話的演進——歷史發(fā)展概述歷史發(fā)展概述：1844年，摩爾斯試拍有線電報成功，打下了近代電訊事業(yè)的基礎(chǔ)。第二次工業(yè)革命時期，電訊事業(yè)廣泛地發(fā)展起來。1876年，蘇格蘭人貝爾試通電話成功。愛迪生等人在貝爾發(fā)明的基礎(chǔ)上作了重要改進，使電話通訊很快風行全球的許多國家。電話的發(fā)明是19世紀末最為重要的技術(shù)成就之一。。。。。。。電話的發(fā)明者貝爾（1847--1922）固定電話的演進——我國近代電信業(yè)發(fā)展近代世界范圍內(nèi)信息傳遞的快捷引起了部分清朝官員的重視。1877年，福建巡撫丁日昌利用去臺灣視察的機會提出設(shè)立臺灣電報局，這是中國人自己修建、自己掌管的第一條電報線，1875年，在福建船政學堂附設(shè)了電報學堂。這是我國首所電報學校。鴉片戰(zhàn)爭后，西方列強在掠奪土地和財富的同時，也為中國帶來了近代的郵政和電信。1882年電話傳入中國。1900年，我國第一部市內(nèi)電話在南京問世。1904年至1905年，俄國在煙臺至牛莊架設(shè)了無線電臺。

——中國古老的郵驛制度和民間通信機構(gòu)被先進的郵政和電信逐步替代。固定電話的演進——我國現(xiàn)代電信業(yè)發(fā)展概述1949年以前，中國電信系統(tǒng)發(fā)展緩慢：到1949年，中國電話的普及率僅為0.05%，電話用戶只有26萬。1949以后，中央人民政府迅速恢復和發(fā)展通信：1958年建起來的北京電報大樓成為新中國通訊發(fā)展史的一個重要里程碑。

。。。。。。古今中外，多少人曾經(jīng)為了更快更好地傳遞信息而努力。目前：數(shù)字程控交換機、數(shù)字移動電話、光纖數(shù)字傳輸……——歷史的車輪還在前進，期待同學們的加入！固定電話的演進——交換機發(fā)展歷史2023/1/3122步進制交換人工交換機縱橫制交換數(shù)字程控交換1878年出現(xiàn)了第一部人工磁石電話交換機，后來又出現(xiàn)了人工共電交換機，都是依靠人工（話務員）完成主被叫用戶間的接續(xù)的?？v橫制交換系統(tǒng)使用電磁力建立和保持接續(xù)?！翱v橫”是指它的選擇器采用交叉的“橫棒”和“縱棒”選擇接點。1965年，美國開通世界上第一個程控交換局，模擬程控交換是指控制部分采用SPC方式，而話路部分傳送和交換的是模擬話音信號。從人工交換機到自動交換系統(tǒng)的革命性變革最早是由步進制交換系統(tǒng)完成的。步進制交換機是由電動機的轉(zhuǎn)動帶動選擇器（又叫接線器）垂直和旋轉(zhuǎn)的雙重運動來實現(xiàn)主被叫用戶間的接續(xù)的。機電式電話交換系統(tǒng)模擬程控交換70年代出現(xiàn)數(shù)字程控交換機，到80年代技術(shù)成熟。數(shù)字程控交換機在話路部分交換的是隨著脈沖編碼調(diào)制后的數(shù)字化語音信號。軟交換軟交換基于IP承載、呼叫控制與承載分離的思想，技術(shù)標準從1998年開始出現(xiàn)，已經(jīng)經(jīng)歷了實驗、商用等多個發(fā)展階段，在全球范圍內(nèi)已開展商用。移動電話的演進從1876年貝爾發(fā)明電話以來，經(jīng)歷了長達一個多世紀的發(fā)展，電話通訊服務已走進了千家萬戶，成為國家經(jīng)濟建設(shè)、社會生活和人們交流信息所不可缺少的重要工具。在最近二十年來，電話技術(shù)和業(yè)務發(fā)生了巨大變化，通信的地點由固定方式轉(zhuǎn)向移動方式。移動電話的演進：概述移動電話的演進——發(fā)展概述在通訊技術(shù)方面，現(xiàn)代手機也有著明顯的進步。當庫帕用移動電話打通第一個電話時，他可以使用任意的電磁頻段。事實上，第一代模擬手機就是靠頻率的不同來區(qū)別不同用戶的不同手機。第二代手機——GSM系統(tǒng)則是靠極其微小的時差來區(qū)分用戶。到了今天，頻率資源已明顯不足，手機用戶也呈幾何級數(shù)迅速增長。早在1973年，摩托羅拉員工馬蒂·庫珀發(fā)明了世界上第一部移動電話，從此這項創(chuàng)世之舉的技術(shù)一直沿用到今天我們的生活中。當時的移動電話體積非常龐大，重量可達3公斤。隨著科技的進步，才逐漸演變到現(xiàn)在的輕便小巧型。移動電話的演進——1G、2G、3G1G（模擬手機時代）

第一代手機（1G）是指模擬的移動電話，也就是在20世紀八九十年代香港美國等影視作品中出現(xiàn)的大哥大。最先研制出大哥大的是美國摩托羅拉公司的

Cooper博士。由于當時的電池容量限制和模擬調(diào)制技術(shù)需要碩大的天線和集成電路的發(fā)展狀況等等制約，這種手機外表四四方方，只能成為可移動算不上便攜。很多人稱呼這種手機為“磚頭”或是黑金剛等。這種手機有多種制式，如NMT，AMPS，TACS，但是基本上使用頻分復用方式只能進行語音通信，收訊效果不穩(wěn)定，且保密性不足，無線帶寬利用不充分。此中手機類似于簡單的無線電雙工電臺，通話是鎖定在一定頻率，所以使用可調(diào)頻電臺就可以竊聽通話。2G（GSM手機時代）

第二代手機（2G）也是最常見的手機。通常這些手機使用PHS，GSM或者CDMA這些十分成熟的標準，具有穩(wěn)定的通話質(zhì)量和合適的待機時間。在第二代中為了適應數(shù)據(jù)通訊的需求，一些中間標準也在手機上得到支持，例如支持彩信業(yè)務的GPRS和上網(wǎng)業(yè)務的WAP服務，以及各式各樣的Java程序等。2.5G目前已經(jīng)進行商業(yè)應用的2.5G移動通信技術(shù)是從2G邁向3G的銜接性技術(shù)，由于3G是個相當浩大的工程，所牽扯的層面多且復雜，要從目前的2G邁向3G不可能一下就銜接得上，因此出現(xiàn)了介于2G和3G之間的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、藍芽(Bluetooth)、EPOC等技術(shù)都是2.5G技術(shù)。3G

相對第一代模擬制式手機（1G）和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機（2G），第三代手機一般地講，是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。為了提供這種服務，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps（兆字節(jié)／每秒）、384kbps（千字節(jié)／每秒）以及144kbps的傳輸速度。

移動電話的演進——3G3G網(wǎng)絡(luò)——全名3rdGeneration的縮寫，中文是第三代移動通信技術(shù)，是下一代移動通信系統(tǒng)的通稱。3G技術(shù)的主要優(yōu)點是能極大地增加系統(tǒng)容量、提高通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率。此外利用在不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫漫游技術(shù)，可將無線通信系統(tǒng)和Internet連接起來，從而可對移動終端用戶提供更多更高級的服務。3G系統(tǒng)主要包括：國際電信聯(lián)盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流無線接口標準。移動電話的演進模擬時代：摩托羅拉3200第一款揭蓋式手機：摩托羅拉8900第一款進入中國大陸的GSM手機：愛立信GH337第一款可編鈴聲的手機：愛立信GH398第一款全中文手機：摩托羅拉CD928+第一款折疊式手機：摩托羅拉掌中寶328C第一款整合MP3音樂功能/帶有移動存儲器的手機：西門子6688第一款WAP手機：諾基亞7110網(wǎng)絡(luò)通信的演進通信網(wǎng)絡(luò)的演進——概述

1969年美國國防部研究計劃局（ARPA）主持研制的ARPAnet計算機網(wǎng)絡(luò)投入運行。在這之后，世界各地計算機網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)如雨后春筍般迅速發(fā)展起來。計算機網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和演變過程經(jīng)歷了從簡單到復雜、從低級到69年美國國防部研究計劃局（ARPA）主持研制的高級、從單機系統(tǒng)到多機系統(tǒng)的發(fā)展過程，其演變過程可概括為三個階段：1)具有遠程通信功能的單機系統(tǒng)為第一階段，這一階段已具備了計算機網(wǎng)絡(luò)的雛形；2)具有遠程通信功能的多機系統(tǒng)為第二階段，這一階段的計算機網(wǎng)絡(luò)屬于面向終端的計算機通信網(wǎng)；3)以資源共享為目的的計算機-計算機網(wǎng)絡(luò)為第三階段，這一階段的計算機網(wǎng)絡(luò)才是今天意義上的計算機網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)的演進——演變?nèi)A段(1)具有遠程通信功能的單機系統(tǒng)(2)具有遠程通信功能的多機系統(tǒng)(3)具有統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)、國際化標準協(xié)議的計算機網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)的演進——計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的概念：計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。所謂”計算機網(wǎng)絡(luò)”,通俗地講,就是將地理位置不同、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)通過通信設(shè)備和線路連接起來,以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件(在協(xié)議控制下)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢:(1)開放性方向發(fā)展(2)一體化方向發(fā)展(3)多媒體網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展(4)高效、安全的網(wǎng)絡(luò)管理方向發(fā)展(5)智能化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展通信網(wǎng)絡(luò)的演進——計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分類:按照地理范圍分類按照管理方式分類按照數(shù)據(jù)傳輸方式分類按照網(wǎng)絡(luò)拓撲分類按照用途分類按照交換方式分類局域網(wǎng)(LocalAreaNetwork,LAN)覆蓋范圍一般不超過數(shù)十公里，通常是一幢建筑物內(nèi)、相鄰的幾幢建筑物之間或者是一個園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)(WideAreaNetwork,WAN)

覆蓋范圍通常為數(shù)百公里到數(shù)千公里，甚至數(shù)萬公里，可以是一個地區(qū)或一個國家，甚至世界幾大洲或整個地球。城域網(wǎng)(MetropolitanAreaNetwork,MAN)

覆蓋的地理范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，通常為數(shù)十公里到數(shù)百公里的一座城市內(nèi)。通信網(wǎng)絡(luò)的演進——計算機網(wǎng)絡(luò)-地理范圍通信網(wǎng)絡(luò)的演進——傳輸介質(zhì)通信有線通信無線通信有線電通信光纖通信短波通信微波通信衛(wèi)星通信移動通信雙絞線架空明線同軸電纜通信按信道分類以20世紀80年代出現(xiàn)的光纖通信系統(tǒng)為代表的和以綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISDN）迅速崛起為標志的現(xiàn)代通信階段通信網(wǎng)絡(luò)的演進——傳輸介質(zhì)光纖通信雙絞線同軸電纜折射角入射角

包層（低折射率的媒