“通信”技术的发展
第一篇:“通信”技术的发展
“通信”技术的发展
“通信”单从字面来理解由“通”和“信”两部分组成,可以理解为通过某种方式传递信息。某种方式包括声、光、电等,具体如何应用,后面在例子中进行说明。
信息的传输跨越了空间和时间,因此可以很容易的想到通信的发展趋势是:信息传播距离越来越远、速度越来越快。
“通信”的概念是人发明的,我们讨论通信时,也是基于为人服务的,因此通信的发展是随着人类的发展而发展的。
百万年前,人类开始学会直立行走,空出来的手不仅能制造工具,还能打手势。远古人为了生存需要躲避危险和寻实物,因此简单的两种手势可以分别表示危险和实物,这个时候的传输方式是“光”,人员根据手势的不同接收不同的信息。
最开始,人能发出的声音也很有限,之后后来随着大脑的进化能表达越来越复杂的内容。这里通过“声”传播信息,传播距离有限,空旷的地方还可以远距离喊喊,树林里就可能近处才能听到声音了。
随着人类的发展,部落、城邦、国家开始出现。在古来的中国,为了应对边境敌军攻击,发明了烽火台,可以把敌袭的消息快速告诉诸侯国,请求支援。这里的狼烟光通信(相对于打手势)就是远距离通信了。
相信很多人都听过“烽火戏诸侯”的故事,就是周幽王为博妃子一笑,在没有敌人的情况下点起烟火让戏弄诸侯。结果真有敌人来犯时,没有诸侯相信狼烟信号前来救援,导致灭国。这里有展现了狼烟通信的一个特点,表达的信息太简单,只能表达有没有敌人来袭,如果前面能隐含表达是为了逗妃子笑,是不是历史的结局就会改变呢?
还有一个典故是“大意失荆州”,虽然是为了表现关羽的傲慢轻敌,但是如果不是预警作用的烽火台失效(负责点燃烟火的士兵被提前打倒了),关于未必不能及时救援。这里暴露了狼烟通信的另一个特点,不可靠。就算士兵没被打倒,如果遇到大雨天,也是没法用狼烟通信的。
古代打仗有鼓和金两个信号。击鼓是前进的命令,鸣金是撤退(或收兵)的命令。这里是用“声音”远距离传递信息,比人扯着嗓子喊可轻松多了,只是能传递的信息依然很简单。
文字的出现可以让复杂信息跨越时间传播,罗赛塔石碑的发现为我们了解古代生活提供了依据。因为文字和我们的语言是一一映射的,所以能表达的信息也是差不多的。
纸张的出现,可以实现复杂信息的远距离传输,但是信息的传播速度受制于交通。例如:古代送信快马加鞭,马跑的速度限制了信息的传播速度。而随着交通工具的发展,送信变的越来越快。
电与灯的出现,使制造信息更快,比如用手电筒打闪去传递信息,就比烽火台点燃烟火容易多了。但这种光通信需要双方协调好,怎样的打闪方式对应怎样的信息。而且手电筒打闪用于黑夜,狼烟通信用于白天。
交通灯用不同的颜代表不同的信息,和古代打仗时用不同声调去传达不同信息没有本质区别。
电磁感应理论的出现,为电报的发明提供了契机。根据莫尔斯电码表可以对要传递的信息进
行转换,操作电源的通断,间接改变磁场,用磁针在纸上划点划横。但是电报需要专业的人去操作转换信息,还是挺麻烦的。
直到电话出现,声波转化成强弱变化的电流,第一次实现了远距离实时双向通信。
广播是一对多的单项远程通信,信号传输方式是电磁波,不同的电台可以用不同的电磁波传递信息,避免相互干扰。
在当代社会有线网与无线网已经很普及了,有线网从双绞线进化到光纤通信。这个时候的一大进步就是我们能够用数字信号表示模拟信号,我们的声音连续变化就是一种模拟信号,而采样定理告诉我们只要按照一定限制采样就可以恢复原来的信息。
数字信号的出现,不能能让我们传递声音信息,还能传递图片、视频信息。
有线网络通过电脑把世界联系在一起,但是不能满足人们移动的需求,人们希望时时在线,因此有了手机,有了蜂窝网。移动数据网(如3g、4g)为什么会被称为蜂窝网呢?因为每个只能覆盖一定面积的客户,而密密麻麻的覆盖起来,就像蜂窝一样。
我们熟悉的无线通信还有wifi和蓝牙,wifi就是把光纤入户的信息转化成无线网,一般使用2.4g或5g频段,这里的5g是电磁波频率,和移动通信的5g(第5代)不一样。
蓝牙是一种短距离无线通信方案,包括蓝牙耳机、鼠标、键盘,现在的智能手环和手表也是蓝牙连接到手机。蓝牙的好处是功耗低,所以蓝牙鼠标可以两节电池就能用一年。但蓝牙也有不好的地方,传输速率低,比如蓝牙耳机有延迟、智能手表更新时都很慢。
古代人传递信息的方式当下比较热门,未来可能普遍使用的通信方式包括:可见光通信、卫星网络通信。
随着LED灯的广泛使用,LED灯可以作为信号发射源,有线光的频率也比wifi高的多,因此传输速度很快,可以结合vr、ar技术实现虚拟世界探索,运行类似“头号玩家”的应用。
其实在畅想卫星网络之前,人们曾试图用月亮或热气球中转信号,增大信号辐射范围,但都不太理想。
近几年随着卫星技术的发展,未来的网络可能是天网、地网结合的。卫星网络可以覆盖移动网络覆盖不到的地方。在人员稀疏地区,移动的应用成本也高,这时也可以采用卫星通信。
需要注意的是,提供宽带通信的卫星一般都是低轨卫星,否则时延就太长了。现在比较有名卫星网络是埃隆马斯克的星链工程。
第二篇:移动通信技术发展
移动通信技术的发展
内容摘要:回顾移动通信技术发展史,主要的发展都在近几十年,而且发展的速度越来越快,蓝牙、WAP和GPRS仅仅是目前移动新技术的几个亮点而已。北美国家对3G的发展持观望态度,积极探索窄带备选方案。欧洲、亚洲各国正积极准备着3G的商用。中国目前正在论证3G许可证的发放方式。
移动通信技术的发展:
移动通信技术发展史是怎样的呢?移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。1897年,M.G.马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的,距离为18海里。现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代,大致经历了五个发展阶段。
第一阶段从本世纪20年代至40年代,为早期发展阶段。在这期间,首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统,其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz,到40年代提高到30~40MHz可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段,特点是专用系统开发,工作频率较低。
第二阶段从40年代中期至60年代初期。在此期间内,公用移动通信业务开始问世。1946年,根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划,贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网,称为“城市系统”。当时使用三个频道,间隔为120kHz,通信方式为单工,随后,西德(1950 年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡,接续方式为人工,网的容量较小。
第三阶段从60年代中期至70年代中期。在此期间,美国推出了改进型移动电话系统(1MTS),使用150MHz和450MHz频段,采用大区制、中小容量,实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。德国也推出了具有相同技术水平的B网。可以说,这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段,其特点是采用大区制、中小容量,使用450MHz频段,实现了自动选频与自动接续。
第四阶段从70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。1978年底,美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS),建成了蜂窝状移动通信网,大大提高了系统容量。1983年,首次在芝加哥投入商用。同年12月,在华盛顿也开始启用。之后,服务区域在美国逐渐扩大。到 1985年3月已扩展到47个地区,约10万移动用户。其它工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网。日本于1979年推出800MHz汽车电话系统(HAMTS),在东京、大胶、神户等地投入商用。西德于1984年完成C网,频段为450MHz。英国在1985年开发出全地址通信系统(TACS),首先在伦敦投入使用,以后覆盖了全国,频段为900MHz。法国开发出450系统。加拿大推出450MHz移动电话系统MTS。瑞典等北欧四国于1980 年开发出NMT—450移动通信网,并投入使用,频段为450MHz。
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