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现代通信技术发展的主要趋势和方向 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 现代通信技术发展的主要趋势和方向 摘要：本文回顾了２０世纪移动通信技术发展的历程，对现代通信技术进行了概述。主要针对移动通信、卫星通信、光纤通信及数字微波通信进行了发展趋势的介绍。同时，对现代通信技术的未来发展方向进行了展望。 关键词：移动通信 卫星通信 光纤通信 现代信息技术发展趋势 0 引言 20世纪在人类历史上写下了光辉的一章：1900年波罗的海的一群遇难渔民，通过无线电呼叫而得救，移动通信第一次在海上证明了它对人类的价值；1903年底莱特驾驶自己的飞行器飞上了蓝天，开创了航空交通新领域；1946年世界上第一架计算机诞生，开创了信息经济时代和扩展人类脑力的里程碑；1969年世界上第一个采用存储转发的分组交换计算机网络ARPANET开通，为因特网的高速发展奠定了基础。 纵观通信技术的发展，虽然只有短短的一百多年的历史，却发生了翻天覆地的变化，由当初的人工转接到后来的电路转接，以及到现在的程控交换和分组交换，还有可以作为未来分组化核心网用的ATM交换机，IP路由器；由当初只是单一的固定电话到现在的卫星电话，移动电话，IP电话等等，以及由通信和计算机结合的各种其他业务，第三代通信技术的即将上市，以及以后的第四代通信，随着通信技术的发展，人类社会已经逐渐步入信息化的社会。 21世纪是一个信息社会，信息交流已经成为人们生活的基本需要。通信作为传输和交换信息的重要手段，是推动人类社会文明、进步与发展的巨大动力。电话技术的演变日新月异，传输媒介、交换设备、传输设备、终端设备和通信方式的改变都是影响电信通信的因素。 1 现代通信技术概述 现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技2 术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。 1.1 数字通信 数字通信即传输数字信号的通信，，是通过信源发出的模拟信号经过数字终端的心愿编码成为数字信号，终端发出的数字信号，经过信道编码变成适合与信道传输的数字信号，然后由调制解调器把信号调制到系统所使用的数字信道上，在传输到对段，经过相反的变换最终传送到信宿。 1.2 程控交换 程控交换技术即是指人们用专门的电子计算机根据需要把预先编好的程序存入计算机后完成通信中的各种交换。随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移，交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向给予分株的数据交换和宽带交换，以及适应下一代网络基于IP的业务综合特点的软交换方向发展。 1.3 信息传输 信息传输技术主要包括移动通信，光纤通信，卫星通信，数字微波通信，以及图像通信。 1) 移动通信 早期的通信形式属于固定点之间的通信，随着人类社会党俄发展，信息传递日益频繁，移动通信正是因为具有信息交流灵活，经济效益明显等优势，得到了迅速的发展，所谓移动通信，就是在运动中实现的通信。其最大的优点是可以在移动的时候进行通信，方便，灵活。现在的移动通信系统主要有数字移动通信系统（GSM）,码多分址蜂窝移动通信系统（CDMA）。 2) 光纤通信 光纤是以光波为载频，以光导纤维为传输介质的一种通信方式，其主要特点是频带宽，比常用微波频率高104~105倍；损耗低，中继距离长；具有抗电磁干扰能力；线经细，重量轻；还有耐腐蚀，不怕高温等优点。 3) 卫星通信 卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。其主要特点是： 通信距离远，而投资费用和通信距离无关； 工作频带宽，通信容量大，适用于多种业务的传输；通信线路稳定可靠；通信质量高等优点。 4) 数字微波通信 数字微波中继通信是指利用波长为1m~1mm范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。其主要特点为信号可以"再生"；便于数字程控交换机的连接；便于采用大规模集成电路；保密性好；数字微波系统占用频带较宽等的优点，因此，虽然数字微波通信只有二十多年的历史，却与光纤通信，卫星通信一起被国际公认为最有发展前途的三大传输手段。 2 现代通信技术发展趋势 2.1 移动通信 为了实现客户对通信业务种类及数量的需求，移动电话通信系统在经历了模拟、GSM数字系统变革后,，又提供了一种能够全球漫游、支持多媒体等数据业务且有足够容量的第三代移动通信技术，既是码分多址技术(CDMA )—— 数字蜂窝移动通信系统。码分多址无线电通信技术是第三代无线电通信技术, 目前已在北美、东南亚和韩国被大规模投入商用。以前的模拟手机只能在模拟网覆盖地区使用, GSM 手机只能在GSM 网覆盖区使用, 两大系统互不兼容, 造成频率资源的浪费。采用CDMA 技术的新型手机由于实行的是双模式, 所以无论是数字网, 还是模拟网覆盖的地区, 都能自动转换工作方式, 不但可以提高频率资源利用率10～20倍,而且给用户带来方便;二是通话质量高,接近市话效果;三是发射功率在0.1～2000毫瓦之间所以对，人体辐射小。四是断话率低，保密能力强，因此，倍受用户的青睐。另外, 低地球轨道卫星开辟了移动通信的新领域, 掀起了卫星全球移动通信的新浪潮。将多个卫星链接在一起, 把地球天衣无缝地覆盖起来, 由多个蜂窝交换3 机网, 可连通地球上任何一点, 从而实现全球卫星移动通信,实现“电子地球村”的目标。 2.2 光纤通信 光纤通信是由光运载信号来传输信息的方式。光纤通信将是21 世纪初最主要的通信手段之一。将以异步传输模式作为宽带综合业务数字网, 传输技术采用同步数字系统, 传输主干为光纤, 并辅以卫星通信和微波通信,终端设备采用多媒体技术。全球将进入宽带综合业务数字网的全面应用阶段。21 世纪光纤通信技术的主要特点是充分利用新的电子与光子技术, 重点开发全光通信、光孤子通信、密集波分复用、宽带副载波光通信、光量子通信等技术。波分复用技术已进入实用阶段，相干光通信，光孤子通信已取得重大进展；传输复用采用同步数字系列SDH使各国复用系列得到了统一，上下电路则更为灵活；同时采用数字交叉连接设备DXC使传输网上具有电路群交换功能，大大便利了组网，并提高了网的效率和可靠性。 这些系统技术将采用1.55Lm 的色散移位单模光纤, 用光放大代替光(电) 中继器, 利用密集小波分复用和光集成收发端机取代常规的光电收发端机。21 世纪所需的各种通信业务有可能由B-ISDN和光用户环路网, 通过光纤到路边、光纤到大楼、光纤到家庭或光纤同轴电缆混合网来实现。到那时, 光纤通信技术的整体水平将产生一个重大飞跃。 2.3 卫星通信 卫星通信是在空间技术和微波通信技术的基础上发展起来的一种通信方式。其利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电信号，可实现两个或多个地球站之间的通信。全球卫星通信产业正在飞速发展, 卫星通信技术和电子技术取得了突破性进展，包括中、低轨道全球卫星移动通信系统在内的新系统不断涌现出来, 归纳起来，分为非同步(含低轨道L EO、中轨道M EO ) 和同步(同步轨道GEO ) 两大类。 以低轨道卫星为基础的系统, 具有时延短、路径损耗小、能有效地频率复用、卫星互为备份、抗毁能力强等特点，多星组网可实现真正意义上的全球覆盖。典型的有“铱”系统、“全球星”系统。以静止轨道卫星为基础的系统, 使用卫星少, 卫星静止可实现昼夜通信, 监控卫星系统简单。这些系统, 正在步入产业化、商业化和国防化的轨道。卫星通信还有几项新技术：小天线地球站——VSAT卫星通信系统和GPS全球定位系统。随着技术的提高，卫星通信会越来越便捷。 2.4 宽带综合业务数字网 随着计算机技术的飞速发展, 信息交换正从话音为主走向视听为主, 以单一媒体向多媒体、以点到点走向多点间的通信。原有的各种通信技术和手段很难满足发展的需要,一种能满足未来通信需求的宽带综合业务数字网(B- ISDN ) 被美国人开发出来了。它是以光纤为传输媒体, 能实现网络业务可视化、智能化和个人化的高级通信网络。也就是说,它是一种能在网络内传送多种业务信息的网络, 如图象、数据、语音等, 宽带业务本质上是多媒体的。它将在商业和科学领域首先得到应用, 支持局域网远程连接、远程病理诊断、超级计算机接入、高速多媒体数据库查询、计算机辅助设计和制造、电子交易、电子推销和家庭娱乐等业务。 从整体看, 各国在开发B- ISDN 上都经由三个阶段: 综合数字网( IND)，窄带综合业务数字网(N-ISDN)，宽带综合业务数字网(B- ISDN )。B- ISDN 可向用户提供宽带可视电话、宽带会议电视、视频音频信息传输业务、高速数字信息、传输业务、高速传真等会话型业务; 可提供宽带可视图文、图象检索、数据检索等电子信函和检索业务；还可提供高清晰度电视、付费电视、文件分配和图象信息分配等分配型业务。所以，展望21世纪,B-ISDN应用前景十分广阔。 4 3 现代通信技术发展前景 3.1 数字化 随着数据网的速率越来越高、DDN已可达149Mb/s，同时随着传输质量的提高、误码率的减少，网的规程以简化，出现帧中继方式。另外随着美国的 Internet计算机通讯网向国际发展，TCP/IP协议的应用范围越来越广，各种服务器、连接器也层出不穷，得到大量应用。 3.2 综合化 为了克服每种业务(电报、电话、数据、图像)建单独网的缺陷，更好地满足用户多种业务的需要，通信网在向综合业务网发展。目前以两个话路带宽加一个信令通道(2B十 D，144kb/s宽带)为单元的宽带综合业务网已在使用，在发达国家已达到电话用户的1％—5％。宽带网正在大力开发中。 而由于综合业务，尤其是宽带业务的发展用户接入就成为突出的问题。概念上已从用户线发展为接入网，目前已开始有采用原电话对称铜线提高使用频率，原电缆电视的同轴线与光纤混合，使用全光纤，无线接入等多种方式。这是一个正在蓬勃发展的领域。 3.3 融合化 技术融合也是现在通信技术的显著特点。通信技术与计算机技术和电视技术三者正在互相渗透、互相作用, 逐步走向综合与融合。这种综合与融合的结果, 将形成以智能多媒体信息服务为特征的天地一体的大规模智能信息网络。正是这种网络, 作为一种最先进的生产工具, 将改变人们的生产方式、工作方式、学习方式、决策方式、合作方式、娱乐方式、生活方式以至思维方式, 从而导致一场巨大的前所未见的社会革命。 人类从自然界获得信息靠的是视、听、触、嗅、味觉,而当前的通信系统只能满足人们的视听感觉。未来市场的需求必定会对计算机信息系统提出更高要求,要求它提供的信息更接近于自然信息源。虽然视听感觉已占了人类获取信息量的90%, 但更加全面、更加逼真的信息交流始终是人类追求的更高目标。因此,未来通信的信息将是包含视、听、业务把通信从“服务到家庭”推向“服务到个人”，做到任何人可在任何时间、任何地方与其他任何人进行各种业务(话音、数据、视频等)的通信。即一个人在任何地方均可以用一触、嗅觉在内的立体信息。 3.4 宽带化 宽带技术是除了电话、传真、遥测、遥控等业务以外的宽带综合业务数字网技术。利用该技术，可以提供高速数据传输、高速文件传输、可视电话、会议电话、可视图文、高清晰度电视以及多媒体、多功能终端等新业务。 同时，随着CPU的运行速度、交换设备的信息转换速度、信源的编解码速度、信道传输速度以及信道容量的提高,通信系统的实时性将得到极大提高。诸如目前可视电话、WWW等服务项目中的静态图象传送,将来很可能被实时动态图象传输所代替。 3.5 智能化 随着通信接续的自动化，原来由话务员、报务员操作的功能已转由用户自己来操作。同时通信和使用越来越复杂，随着技术的发展通信网可提供更多的功能。因此把由用户来判断、操作的相当部分功能交给网来进行，从而使通信网具有人工智能，这是通信发展的智能化方向。 通信技术的智能化使信网能迅速、经济地向用户提供所需要的各类电信新业务，使用户对通信网络有更多更强的控制功能和更大的灵活性。它将改变传统的网络结构，提供大量的电信新业务。诸如转移呼叫、电话卡、语言信箱等业务，可选记帐业务、虚拟专用网业务、通用号码业务、个人号码业务、移动电话漫游业务等等，随着需求和技术的发展还将有更多的智能业务被开发。 3.6 个人化 随着人的流动性增加，移动通信使用越来越广泛，技术发展也非常快。从无绳电话、寻呼到蜂窝式移动电话。通信的个人化号码实现主叫和被叫通信，这样号码就不是分配给固定地点的固定终端，而是分配给特定的人。为了实现更大覆盖，除了地面手段外，卫星移动通信正在取得进展。 在业务上除了移动电话外，移动数据通信发展也很快。目前个人通信的一些核心技术，如数字蜂窝状移动通信、公用无线电话系统、无线传呼系统、“铱”低轨道移动卫星通信系统等，都已经取得了显著的突破并进入实用和普及阶段。 4 结语 社会和市场的需求是刺激技术发展的原动力,对于信息技术的发展,市场同样起着举足轻重的推动作用。随着社会的发展,特别是近年来全球经济的发展,信息在社会生活中的地位越来越重要。以往那种单一、低效的信息传输方式已难以满足社会的需求,人们不仅要求所获取的信息数量更多、质量更好,还要求获得信息的手段更加方便、快捷,并能对信息系统实现实时、交互控制。社会与市场的这种需求再加上现代计算机技术的发展,对现代通信技术的发展起到了举足轻重的促进和导向作用。 最近二十年来电信技术和业务发生了巨大的变化，而为人类提供方便快捷的服务是通信技术永远的追求。通信技术与计算机技术、控制技术、数字信号处理技术相结合是现代通信技术的典型标志，目前通信技术总的发展趋势体现了数字化、综合化、融合化、宽带化、智能化和个人化的特点。这些方式的实现, 最终取决于卫星通信技术、移动通信技术、光纤通信技术三大领域的发展程度。实现毫米波卫星通信和卫星通信体制的5 数字化及通信网数字化应是今后主要的发展方向 参考文献: [1] 朱建华，移动通信技术的发展,回顾和展望，《电信科学》2000年第16卷第1期 [2] 马晶，卫星光通信技术发展及其影响因素分析，《光通信技术》2004年第28卷第10期 [3] 吕洪涛，光纤通信技术进展，《光纤通信技术》1992年第5期 [4] 赵梓森 ，中国工程院院士 ，2002—2003年光纤通信技术的进步，《光纤通信技术》2003年第11期 [5] 尤肖虎，未来移动通信技术发展趋势与展望，《电信技术》2003年第6期 6 本文来源：https://www.dywdw.cn/61c35ef4270c844769eae009581b6bd97f19bc9f.html
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2022-07-06
