工科通信學術論文(2)
工科通信學術論文
工科通信學術論文篇二
淺談現代通信技術及其發(fā)展總趨勢
一、概述
縱觀通信技術的發(fā)展，可分為以下三個階段：第一階段是語言和文字通信階段。在這一階段，通信方式簡單，內容單一。第二階段是電磁通信階段。1837年，莫爾斯發(fā)明電報機，并設計莫爾斯電報碼。1876年，貝爾發(fā)明電話機。這樣，利用電磁波不僅可以傳輸文字，還可以傳輸語音，由此大大加快了通信的發(fā)展進程。1895年，馬可尼發(fā)明無線電設備，從而開創(chuàng)了無線電通信發(fā)展的道路。第三階段是電子信息通信階段。
從總體上看，通信技術實際上就是通信系統和通信網的技術。通信系統是指點對點通所需的全部設施，而通信網是由許多通信系統組成的多點之間能相互通信的全部設施。從國外通信技術的發(fā)展看，大約從70年代開始，通信即進入了現代通信的新時代，現代通信的多項技術發(fā)展處在方興未艾之中。
二、現代通信技術
(一)數字通信技術
數字通信即傳輸數字信號的通信，是通過信源發(fā)出的模擬信號經過數字終端的信源編碼成為數字信號，終端發(fā)出的數字信號經過信道編碼變成適合與信道傳輸的數字信號，然后由調制解調器把信號調制到系統所使用的數字信道上，經過相反的變換最終傳送到信宿。數字通信以其抗干擾能力強，便于存儲，處理和交換等特點，已經成為現代通信網中的最主要的通信技術基礎，廣泛應用于現代通信網的各種通信系統。
相關技術包括有：模擬/數字信號轉換技術，數字濾波(去干擾)，編碼技術，數字通信技術(包括有線和無線，有線包括各種通信接口的相關技術，例如RS232、USB、協議，無線根據頻段又分為藍牙技術、802.11b/g技術、微波技術等)等。
(二)程控交換技術
程控交換技術是指人們用專門的計算機根據需要把預先編好的程序存入計算機后完成通信中的各種交換。以程控交換技術發(fā)展起來的數字交換機處理速度快，體積小，容量大，靈活性強，服務功能多，便于改變交換機功能，便于建設智能網，向用戶提供更多，更方便的電話服務，還能實現傳真，數據，圖像通信等交換，它由程序控制，是由時分復用網絡進行物理上電路交換的一種電話接續(xù)交換設備。常見結構有集中控制、分散控制或兩者結合。技術指標有很多，主要為BHCA/呼損接通率，無故障間隔時間等。
隨著電信業(yè)務從以話音為主向以數據為主轉移，交換技術也相應地從傳統的電路交換技術逐步轉向給予分組的數據交換和寬帶交換，以及向基于IP的軟交換方向發(fā)展。
就控制方式而論，程控電話交換機主要應用分為分布線邏輯控制(WLC) 和存儲程序控制(SPC)兩大類。
(三)信息傳輸技術(計算機傳輸)
主要是指一臺計算機向遠程的另一臺計算機或傳真機發(fā)送傳真、一臺計算機接收遠程計算機或傳真機發(fā)送的傳真、兩臺計算機之間屏幕對話及兩臺計算機之間實現文件傳輸，即EDI(Electronic Data Interchange)技術。
現代計算機信息傳輸技術的的蓬勃發(fā)展，給現代信息傳輸帶來了一場深刻的革命，享受ISP提供的Internet服務是信息傳輸的最廣泛、發(fā)展最快的有效途經，它是現代計算機技術和現代通信技術的有機結合，促進了現代信息傳輸技術的發(fā)展，尤其近十多年，以HTML語言為基礎的WWW技術的廣泛應用，使信息服務進入前所未有的發(fā)展熱潮，并朝著多媒體方向發(fā)展。
(四)通信網絡技術
通信網是一種由通信端點、節(jié)(結)點和傳輸鏈路相互有機地連接起來，以實現在兩個或更多的規(guī)定通信端點之間提供連接或非連接傳輸的通信體系。通信網按功能與用途不同，一般可分為物理網、業(yè)務網和支撐管理網等三種。
物理網是由用戶終端、交換系統、傳輸系統等通信設備所組成的實體結構，是通信網的物質基礎，也稱通信裝備網。用戶終端是通信網的外圍設備，它將用戶發(fā)送的各種形式的信息轉變?yōu)殡姶判盘査腿胪ㄐ啪W路傳送，或把通信網路中接收到的電磁信號等轉變?yōu)橛脩艨勺R別的信息。交換系統是各種信息的集散中心，是實現信息交換的關鍵環(huán)節(jié)。傳輸系統是信息傳遞的通道，它將用戶終端與交換系統之間以及交換系統相互之間聯接起來，形成網路。
業(yè)務網是完成電話、電報、傳真、數據、圖像等各類通信業(yè)務的網絡，是指通信網的服務功能，按其業(yè)務種類可分為電話網、電報網，數據網等。業(yè)務網具有等級結構，即在業(yè)務中設立不同層次的交換中心，并根據業(yè)務流量、流向、技術及經濟分析，在交換機之間以一定的方式相互聯接。
支撐管理網是為了保證業(yè)務網正常運行、增強網路功能，提高全網服務質量而形成的網絡。在支撐管理網中傳遞的是相應的控制、監(jiān)測及信令等信號，按其功能不同可分為信令網、同步網和管理網。信令網由信令點、信令轉接點、信令鏈路等組成，旨在為公共信道信令系統的使用者傳送信令。同步網為通信網內所有通信設備的時鐘(或載波)提供同步控制信號，使它們工作在同一速率(或頻率)上。管理網是為保持通信網正常運行和服務所建立的軟、硬系統，通?？煞譃樵拕展芾砭W和傳輸監(jiān)控網兩部分。
(五)數據通信與數據網
數據通信是通信技術和計算機技術相結合而產生的一種新的通信方式。要在兩地間傳輸信息必須有傳輸信道，根據傳輸媒體的不同，以有線與無線區(qū)分，但它們都是通過傳輸信道將數據終端與計算機聯結起來，從而使不同地點的數據終端實現軟、硬件和信息資源的共享。
信號是數據的電磁編碼，信號中包含了所要傳遞的數據。信號一般以時間為自變量，以表示消息(或數據)的某個參量(振幅、頻率或相位)為因變量。信號按其自變量時間的取值是否連續(xù)，可分為連續(xù)信號和離散信號;按其因變量的取值是否連續(xù)，又可分為模擬信號和數字信號。
信號具有時域和頻域兩種最基本的表現形式和特性。時域特性反映信號隨時間變化的情況;頻域特性不僅含有信號時域中相同的信息量，而且通過對信號的頻譜分析，還可以清楚地了解該信號的頻譜分布情況及所占有的頻帶寬度。
由于信號中的大部分能量都集中在一個相對較窄的頻帶范圍之內，因此我們將信號大部分能量集中的那段頻帶稱為有效帶寬，簡稱帶寬。任何信號都有帶寬。一般來說，信號的帶寬越大，利用這種信號傳送數據的速率就越高，要求傳輸介質的帶寬也越大。
相關技術主要有：電纜通信技術;微波中繼通信技術;光纖通信技術;衛(wèi)星通信技術;移動通信技術。
(六)寬帶IP技術
ATM曾被認為是一種十分完美的、用來統一整個通信網的技術，未來的所有話音、數據、視頻等多種業(yè)務均通過ATM來傳送。國際上，特別是電信標準化機構對該項技術進行了多年的研究，而且也得到了實際應用，但事與愿違，ATM沒有能夠達到原來所期望的目標。與此同時，IP的發(fā)展速度大大出乎人們的預料，一方面，在若干年前自始至終沒有一種獨立的IP骨干網技術;另一方面，IP在高速發(fā)展的同時確實有一定的缺陷，如QoS不高等。因此，在寬帶IP骨干網中首先產生的是IP over ATM(IPOA)技術。
IP over ATM的基本原理是將IP數據包在ATM層全部封裝為ATM信元，以ATM信元形式在信道中傳輸。當網絡中的交換機接收到一個IP數據包時，它首先根據IP數據包的IP地址通過某種機制進行路由地址處理，按路由轉發(fā)。隨后，按已計算的路由在ATM網上建立虛電路(VC)，以后的IP數據包將在此虛電路VC上以直通(Cut-Through)方式傳輸，從而有效地解決IP路由器的瓶頸問題，并將IP包的轉發(fā)速度提高到交換速度。
IP over ATM技術很多，但按模型可歸類為重疊模型和集成模型兩種。
(七)接入網與接入技術
從整個電信網角度講，可以將全網劃分為公用網和用戶駐地網(CPN)兩大塊。其中CPN屬用戶所有，因而，通常意義的電信網指的是公用電信網部分。公用電信網又可以劃分為長途網，中繼網和接入網(Access Network，簡稱AN)三部分。長途網和中繼網合并稱為核心網。相對于核心網，接入網介于本地交換機和用戶之間，主要完成使用戶接入到核心網的任務。
接入網可由三個接口界定，即 網絡側經由SNI與業(yè)務節(jié)點相連，用戶側由UNI與用戶相連， 管理方面則經Q3接口與電信管理網(TMN)相連。傳統以太網技術不屬于接入網范疇，而屬于用戶駐地網(CPN)領域。基于以太網技術的寬帶接入網由局側設備和用戶側設備組成。局側位于小區(qū)內，用戶側位于居民樓內。這種技術有強大的網管功能，而且和傳統以太網兼容，成本更低。
三、現代通信技術 發(fā)展的總趨勢
現代通信與傳統通信最重要的區(qū)別是現代通信技術與現代 計算機技術緊密結合，其技術發(fā)展總的趨勢以光纖通信為主體、以衛(wèi)星通信、無線電通信為輔助，將寬帶化、綜合化(有的稱數字化)、個人化、智能化的通信網絡技術作為發(fā)展主要內容及方向，目標是實現通信的寬頻帶、大容量、遠距離、多用戶、高保密性、高效率、高可靠性、高靈活性。
(一)寬帶化
寬帶化是指通信系統能傳輸的頻率范圍越寬越好，即每單位時間內傳輸的信息越多越好。由于通信干線已經或正在向數字化轉變，寬帶化實際是指通信線路能夠傳輸的數字信號的比特率越高越好。
而要傳輸極寬頻帶的信號，非光纖莫屬。據計算，人類有史以來積累起來的知識，在一條單模光纖里，用3～5分鐘即可傳畢。光纖傳輸光信號的優(yōu)點是：傳輸頻帶寬，通信容量大;傳輸損耗小，中繼距離長;抗電磁干擾性能好;保密性好，元串音干擾;體積小，重量輕。
(二)綜合化(或數字化)
綜合就是把各種業(yè)務和各種網絡綜合起來，業(yè)務種類繁多，有視頻、語音和數據業(yè)務。把這些業(yè)務數字化后，通信設備易于集成化和大規(guī)模生產，在技術上便于與微處理器進行處理和用軟件進行控制和管理。
早在1988年，國際上已一致認為，未來世界網絡的發(fā)展方向是寬帶綜合業(yè)務數字網。
(三)個人化
個人化即通信可以達到“每個人在任何時間和任何地點與任何其它人通信”。每個人將有一個識別號，而不是每一個終端設備(如現在的電話、傳真機等)有一個號碼?，F在的通信，如撥電話、發(fā)傳真，只是撥向某一設備(話機、傳真機等)，而不是撥向某人，如果被叫的人外出或到遠方去，則不能與該人通話。而未來的通信只需撥該人的識別號，不論該人在何處，均可撥至該人并與之通信。
(四)智能化
智能化通信就是要建立先進的通信智能網。一般說來，智能網是能夠靈活方便地開設和提供新業(yè)務的網絡。它是隱藏在現有通信網里的一個網，而不是脫離現有通信網而另建一個獨立的“智能網”，而只是在已有的通信網中增加一些功能單元，形成新的智能通信網絡。智能化后，如果用戶需要增加新的業(yè)務或改變業(yè)務種類時，只要在系統中增加一個或幾個模塊即可，所花費的時間可能只要幾分鐘。當網絡提供的某種服 務因故障中斷時，智能網可以自動診斷故障和恢復原來的服務。
四、結語
綜上所述，現代通信的主要技術有數字通信技術、程控交換技術、信息傳輸技術、通信網絡技術、數據通信與數據網、ISDN與ATM技術、寬帶IP技術、接入網與接入技術等，其技術發(fā)展總趨勢中的數字化，寬帶化、智能化和個人化是互相 聯系的。沒有數字化，寬帶化、智能化和個人化都難以實現;沒有寬帶綜合業(yè)務數字網，也就很難實現智能化和個人化，現代通信技術的“四化”實際上就是被廣為宣傳的“信息高速公路”的具體技術內容，隨著現代通信技術的發(fā)展，人類 社會已經逐漸步入信息化的社會。
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