1、1.1 通信與現代通信1.1.1 通信的歷史演進從通信的發展可以看到社會的進步的過程。通信發展的歷史雖然沒有明確的界限，但大致可以分為三個階段，即古代通信、近代通信、現代通信。1古代通信在遠古時候，我們的祖先就已經能夠在一定范圍內借助于呼叫、打手勢或采取以物示意的辦法來相互傳遞一些簡單的信息，至今在我們的生活中仍然能找到這些方式的影子，如旗語（通過各色旗子的舞動），號角、燈塔、喇叭、擊鼓敲鑼、風箏、信號樹、信鴿等。 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爭。烽火臺的布局十分重要，它分布在高山險嶺或峰回路轉的地方，而且必須是要3個臺都能相互

2、望見，以便于看見和傳遞。如圖1.1所示，為我們展現了距今2000多年前我國西北邊陲“謹侯望，通烽火”的歷史遺跡。 圖1.1 烽火通信遺址古代通信的方式雖然非常簡單，非常原始，但它基本上滿足了當時人們的生活需要 2近代通信1）電報與電話的發明19世紀30年代隨著電的發明與應用，不少科學家在法拉第電磁感應理論的啟發下，開始了利用電來傳送信息的試驗。俄國外交家希林格和英國青年庫克等都相繼制造出了電報機。 1832年，莫爾斯開始對電磁學產生濃厚興趣，1834年，他利用電流一通一斷的原理，發明了用電流的“通”和“斷”來編制代表字母和數字的代碼，人稱“莫爾斯電碼”。后來他在助手維爾德的幫助下，制成了舉世聞

3、名的莫爾斯電報機。 在1896年德國建立了電報局如圖1.2所示。 圖1.2 1896年德國柏林中央電報局1876年，亞歷山大格雷厄姆貝爾利用電磁感應原理發明了電話，預示著個人通信時代的開始，如圖1.3所示。 圖1.3 貝爾及其發明的電話機1879年，第一個專用人工電話交換系統投入運行。 1882年2月，丹麥大北電報公司在上海外灘揚于天路辦起我國第一個電話局，用戶25家。如圖1.4所示。 圖1.4 1898年，中國上海的電話交換局2）無線電通信的誕生電報，電話的電信號都是通過金屬線傳送的，線路架設到的地方，信息才能傳到 。無線通信與早期的電報、電話通信不同，它不是依靠有形的金屬導線，而是利用無線

4、電波來傳遞信息的。 1888年，赫茲制作的簡易電磁波發射和接收裝置如圖1-5所示 圖1.51888年，赫茲制作的簡易電磁波發射和接收裝置1895年，20歲的意大利青年馬可尼如圖1.6所示發明了無線電報機。開創了人類利用電磁波進行通信的歷史。 圖1.6 無線電通信的創始人馬可尼豪華客輪“泰坦尼克號”在作處女航時與冰山相撞，因船上電報出了故障，導致它與外界的聯系中斷了7個小時 。最終釀成了1500人葬身海底的震驚世界的慘劇。 3）廣播與電視的出現1906年，繼英國工程師弗萊明發明真空二極管之后，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立了世界上第

5、一個廣播站 。1925年，英國人貝爾德發明了機械掃描式電視機 。1936年，電視轉播在柏林舉行的第6屆奧林匹克運動會 3現代通信電話、電報從其發明的時候起，就開始改變人類的經濟和社會生活。但是，只有在以計算機和數字通信融合為代表的信息技術，特別是通信信息網絡進入商業化以后，才完成了近代通信技術向現代通信技術的轉變 。20世紀60年代，彩色電視問世；阿波羅宇宙飛船登月；數字傳輸理論與技術得到迅速發展；20世紀70年代，商用衛星通信、程控數字交換機、光纖通信系統投入使用 可以認為：以微電子和光電技術為基礎，以計算機和通信技術為支撐，以信息處理技術為主題的信息技術（Information Techn

6、ology，簡稱IT）正在改變著我們的生活，數字化信息時代已經到來。 1.1.2 通信的定義1973年有關國際電信公約及規定將“電信”這一基本術語定義為：利用有線電、無線電、光學或其它電磁系統對于符號、信號、文字、影像、聲音或任何信息的傳播、發射或接收。以上談到的電信，就是本書講的“通信”。簡言之，通信就是信息的傳遞與交流 。 1970年世界上第一臺數字程控交換機在巴黎投入使用。從此開始了用數字信號（瞬時幅值離散的信號）來交流和傳遞信息。信息傳遞和交流發生了根本性的變革。1.1.3 現代通信基本概念當前人們經常讀到的通信，已經屬于現代通信的范疇，什么是現代通信？它是從何開始的呢 ？現代通信離不

7、開“時代”和科學技術發展的特定環境。1現代通信的基本特征數字化 要實現信息化，數字技術是關鍵。綜觀我們已經使用的信息產品，如數字光盤、數字家電、數字影碟機、數字聲響設備；通信技術與裝備，如數字交換機、數字傳輸設備以及更廣泛的信息技術，如數字通信、數字光纖通信、數字衛星通信、數字移動通信、綜合業務數字網、數字電視系統等無不在這些通信技術前加上“數字”二字。因此我們可以說，現代通信姓“數”，顯而易見，現代通信的基本特征即為數字化，即在通信中采用了數字技術。 簡單地講，“數字技術”就是數字信號的采掘、加工、處理、運算、傳遞、交流、存儲等所采用的技術的總稱。這里談到的數字信號，在通信原理中定義為，在時

8、間上，瞬時幅值均離散，編為“1” 和“0”。數字信號脈沖波形如圖1.15所示。 圖1.15 數字信號脈沖波形 數字信號及數字通信有許多獨特的優點：1)數字信號便于存儲、處理（加密等）。 2)數字信號便于交換和傳輸。 3)數字信號便于組成多路通信（系統）。 4)便于組成數字網。 5)數字化技術便于通信設備小型化、微型化。 6)數字通信抗干擾性強，噪聲不積累。 如圖1.16（a）所示。在數字通信中，傳輸的是數字脈沖信號，這些信號在傳輸過程中，也同樣會有能量損失，受到噪聲干擾，當信噪比還未惡化到一定程度時，可在適當距離或信號終端經過再生的方法，使之恢復為原來的脈沖信號波形，如圖1.16（b）所示。消

9、除了干擾和噪聲積累，就可實現長距離高質量的通信。 圖1.16 兩類通信方式抗干擾性能比較 2現代通信技術的基礎微電子技術 一片芯片上集成上百億個元件，并正在向極限挑戰。將來會把整個通信設備集成在一塊芯片上，這為通信設備和計算機微型化奠定了基礎。3現代通信技術的核心計算機技術通信與計算機融為一體，這使通信技術得到了飛躍發展，我們把數字通信與計算機技術的融合稱為現代通信。 4. 光纖通信基礎光子技術20世紀70年代，美國首先制成了實用的玻璃光導纖維光纖，使光纖通信成為現實。 5衛星通信基礎空間技術通信衛星送到各種軌道的技術已經成熟，三顆同步衛星的通信范圍即可覆蓋全球。1.2 信息時代與現代通信1.

10、2.1 信息時代的概念走向以信息技術為核心的知識經濟時代，這就是所謂的信息時代。人類從石器時代到農業時代，經歷了多少萬年，從農業時代到工業時代經歷了幾千年，從工業時代到信息時代經歷了近百年。直到20世紀末，人類逐漸把計算機技術作為工具使用。特別是它與數字通信融合發展到現代通信。使信息技術飛躍發展，信息技術深入、廣泛應用成為這個時代的主要標志。1.2.2 信息技術與信息化信息化的概念最早是20世紀后期日本學者從社會產業結構演進的高度提出來的 。所謂信息化就是工業社會向信息社會前進的一個過程，亦即加快信息高科技術發展及其產業化，提高信息技術在經濟社會各領域的推廣，使用水平，并推動經濟和社會發展的過

11、程。簡言之，信息化即為信息技術的不斷發展、深入、全面應用的過程。什么是信息技術呢？有一種解釋為：信息技術是解放、擴展人信息功能的技術，另一種解釋為：信息技術是研究完成信息采集、加工、處理、傳遞、再生和控制的技術。 信息技術可視為“四基元”即感測技術、通信技術、智能技術、控制技術組成，信息技術組成框圖如圖1.17關系： 圖1.17 信息技術組成框圖1.2.3 通信技術在信息化中的地位與作用信息化是工業社會向信息社會前進的一個過程，是一個時代，在這個信息化過程中是信息技術推廣應用和發展的過程。在這樣一個過程中關鍵是要進行信息化建設與廣泛應用。信息化建設與應用有三個層面：1）信息基礎設施建設主要指信

12、息高速公路（寬帶通信網絡）的建設2）信息技術與信息資源開發與廣泛應用3）信息產業的不斷發展與創新。在世界上還沒有完全統一的標準，它是一個綜合的指標，我國信息產業部于2001年7月公布了國家信息指標構成方案，作為信息化量化水平和管理的依據手段。共有20個項目組成。如：廣播電視播出時間（小時/4人）、人均寬帶擁有量（千比特/人）、人均電話通話次數（通話總次數/人、長途光纜長度（芯長公里)、微波占有信道數（波道公里）、衛星站點數；每百人擁有電話主線數，每千人有線電視臺數；每百萬人互聯網用戶數；每千人擁有計算機數；每百戶擁有電視機數；網絡資源數據庫總容量（GB）電子商務交易額（億元）企業信息技術類固定

13、投資占同期固定資產投資的比重；信息產業研究與開發經費支出占全國研究與開發經費支出總額的比重 以上指標中可以看出廣播電視、寬帶擁有量、人均電話談通話次數、微波占有信道、衛星站點、光纜長度、電話主線、互聯網用戶數、網絡數據庫總容量、電子商務交易、信息技術固定投資比重等都是與信息技術直接相關的。 廣播電視、微波、衛星、互聯網、電話主線數等概念都是屬于通信技術的范疇。而信息技術主要由通信技術和計算機技術組成，由通信技術完成信息的傳播與交流，以此構建的各種通信網絡等通信技術應用愈來愈廣泛。1.3 通信技術應用概述1.3.1通信與生活 通信在日常生活中應用已經非常普遍 “在家里工作”一直是很多行業職工的夢

14、想，現在已經成為現實，在家里通過通信網絡與公司或企業工廠直接聯系；通過計算機終端的操作進行遠程辦工，處理各種公文 數字化的家庭 1.3.2 通信與電子政務 信息社會即社會信息化。社會信息化的基礎就是政府信息化。電子政務是政府信息化的重要標志。 電子政務是指：政府部門通過通信網絡以實現對社會公眾的服務，即在網上建立虛擬政府，使政府透過通信網絡為社會安定及公眾提供優質高效滿意的服務 1.3.3 通信與企業信息化1、制造業信息化及有關評價指標1）信息化投入占固定資產投資比重（%）信息化投入總額的計算口徑包含軟件、硬件、網絡、信息化培訓、品用專業IT技術人員發生的直接費用、通用設備、維護費用投入。被指

15、標的得分有如下計算公式：2）百人計算機擁有量計算機擁有量的計算口徑為：能夠正常運轉的大、中、小型機以及服務器和工作站，并包括主頻在75M以上的PC機。3）通信網絡性能水平以企業的出口帶寬為標準評分，出口帶寬在100M以上為100分。10M和100M（含）之間為90分，2M和10M（含）之間得80分，512k-2M（含）之間為70分，帶寬小于128K的得30分。4）計算機聯網率（%）5）信息采集的信息化手段覆蓋率企業在進行政策法規、市場、銷售、技術、管理、人力資源等6個領域的信息采集時，信息化手段占有重要位置，每覆蓋一個領域得16分，全部覆蓋，得100分。6）辦公自動化應用程度如果沒有建立基于I

16、ntranet/Extranet的企業網，得0分。在具備基于基于Intranet/Extranet的企業網的基礎上，實現信息流程的跟蹤與監控的得5分，實現面向外部的電子公文交換的得5分，每實現一個其他功能得1分，總分乘以3.85，滿分100分。企業信息化的指標還有：生產過程中計算機自動控制應用率、自動控制質量水平、企業門戶網站建設水平、網絡營銷應用率(包括采購率和銷售率)、信息化技能普及率、用于信息網絡安全的費用占全部信息化投入的比例等。2、電力部門信息化又稱為數字電力 3、交通運輸信息化 1.3.4 通信與商務信息化這種在信息時代通過通信網絡實現的商品購物或商品交易，稱為電子購物又稱之為電子商務 。1.3.5 通信與軍事當今信息時代，通信在軍事的作用某種意義上講起到了非常重要的作用，甚至可以說是