孫 哲
(中興通訊股份有限公司,陜西 西安 710114)
通信在人類社會發(fā)展和進步中發(fā)揮的作用毋庸置疑。通信方式的變革和通信技術(shù)的進步在很大程度上改變了人類社會的發(fā)展進程。通信技術(shù)的歷程發(fā)展中,現(xiàn)代通信技術(shù)誕生于19世紀末至20世紀初,以電報、電話和無線電的發(fā)明為重要標志。20世紀20年代,隨著銅線和短波在通信建設(shè)中的應(yīng)用,現(xiàn)代通信技術(shù)開始普及,長途有線通信、遠距離無線通信,甚至是國際通信都得以實現(xiàn)。20世紀60年代,計算機應(yīng)用技術(shù)開始增多,數(shù)據(jù)通信開始興起,由模擬通信過渡到數(shù)字通信。20世紀70年代,各種現(xiàn)代技術(shù)呈現(xiàn)了跨越式發(fā)展,玻璃光纖的研發(fā)成功使光纖通信開始出現(xiàn),有效提升了通信速度,拓展了信息容量;同步地球衛(wèi)星的成功發(fā)射為衛(wèi)星通信打下了重要基礎(chǔ)。20世紀80年代,信息業(yè)務(wù)呈現(xiàn)擴張趨勢,數(shù)字網(wǎng)開始不斷發(fā)展。在這個階段,城市蜂窩網(wǎng)無線移動通信逐漸面向公眾開放,個人通信開始興起,而壓縮編碼技術(shù)也在這個時期發(fā)展成熟,并推動了數(shù)字視圖在通信和廣播中的應(yīng)用。20世紀90年代中期,國際互聯(lián)網(wǎng)興起并蓬勃發(fā)展,計算機用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)國內(nèi)、國際通信,能夠獲取各種信息,數(shù)據(jù)通信的地位變得更加重要;同時,光纖通信中的波分多路技術(shù)取得了重大成功,大大拓展了通信線路的傳輸容量,從而支撐更加龐大的通信業(yè)務(wù)量。20世紀90年代中期后,城市蜂窩網(wǎng)技術(shù)發(fā)展到了第二代,TDMA和CDMA技術(shù)滿足了時代發(fā)展的需求,為移動電話和移動數(shù)據(jù)通信的發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ),而個人移動用戶也可以連接互聯(lián)網(wǎng)。之后,移動通信進入了3G時代,能夠滿足更多的通信需求[1]。目前,4G移動通信方興未艾,而5G技術(shù)的相關(guān)標準和規(guī)范已經(jīng)開始制定和完善,應(yīng)用和推廣也逐漸被提上了日程。
通過以上對通信技術(shù)發(fā)展的回顧可以發(fā)現(xiàn),在計算機技術(shù)誕生后,通信技術(shù)開始與其初步結(jié)合,并在通信技術(shù)的后續(xù)發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,完全改變了傳統(tǒng)通信技術(shù)的面貌。通信技術(shù)與計算機技術(shù)融合發(fā)展的過程中,產(chǎn)生了各種各樣的新型通信技術(shù)。
計算機通信技術(shù)是計算機技術(shù)與通信技術(shù)融合發(fā)展的典型代表,是一種數(shù)據(jù)通信的形式,主要在計算機和終端設(shè)備或者計算機之間傳輸信息和數(shù)據(jù)。其基本原理是把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬓盘枺枚M制數(shù)的0和1表示低電平和高電平,進而以二進制序列表示相應(yīng)信息。
計算機通信技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展深刻改變了通信技術(shù)的面貌,拓展了通信技術(shù)的應(yīng)用場景和范圍。計算機通信技術(shù)融合了通信技術(shù)和計算機技術(shù)的特點和優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域。在軍事通信發(fā)展中,計算機通信技術(shù)可以實現(xiàn)軍隊指揮的自動化,無論是武器控制、決策分析,還是情報檢索,都需要計算機通信技術(shù)的支持。另外,在社會生產(chǎn)中,計算機通信技術(shù)被廣泛用于辦公自動化系統(tǒng),對人們的工作方式產(chǎn)生了重要影響。
2.1.1 計算機通信的分類
從不同的角度進行劃分,計算機通信可以分成不同的類別。從傳輸方式的角度劃分,計算機通信主要有間接式和直接式兩種。通信過程中,如果通信雙方需要通過交換網(wǎng)絡(luò)展開傳輸,那么采用的就是間接式;如果計算機通過直接相連進行通信,那么采用的是直接式,直接式包括點對點通信和多點通信。從覆蓋廣度劃分,計算機通信主要包括局域、城域以及廣域三種類型。局域式計算機通信的范圍較窄,通常在數(shù)千米以內(nèi),可以是學(xué)校、企業(yè)、機關(guān)單位內(nèi)的通信。城域式計算機通信的覆蓋范圍擴大到了一個城市,其通信半徑可以達到10 km以上。廣域式計算機通信的地域范圍被進一步擴展,通信半徑從幾十千米到幾千千米,甚至可以達到上萬千米,覆蓋的區(qū)域可以超過一座城市或一個國家,達到全球范圍。
2.1.2 計算機通信網(wǎng)
計算機通信技術(shù)發(fā)展中,計算機通信網(wǎng)發(fā)揮了重要作用。計算機通信網(wǎng)將多臺計算機之間的信息傳輸作為主要目的,通過各種介質(zhì)的通信線路聯(lián)系不同的計算機,從而構(gòu)建一個計算機系統(tǒng)集合,形成計算機通信網(wǎng)。例如,一個規(guī)模較大的公司中通常會有數(shù)量眾多的計算機系統(tǒng),它們散布于不同的地點,需要進行經(jīng)常性的業(yè)務(wù)信息交換。要想實現(xiàn)不同地區(qū)子公司數(shù)據(jù)的傳輸和匯總,就必須在各地區(qū)子公司的計算機之間建立連接,從而構(gòu)建計算機通信網(wǎng)。計算機通信網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡(luò)的雛形,主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,不具備較高的資源共享能力,是計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的低級階段。
通信技術(shù)與計算機技術(shù)融合發(fā)展的最佳例證是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),其是計算機通信網(wǎng)進一步發(fā)展的產(chǎn)物。通過建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,分散于地球上的各個獨立計算機系統(tǒng)可以建立有效連接,形成一個集合,連接方式可以是雙絞線、電纜、微波和光纖等。各個計算機之間不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,還可以實現(xiàn)軟硬件和數(shù)據(jù)資源共享;同時,計算機網(wǎng)絡(luò)可以集中管理、處理和維護共享數(shù)據(jù)。計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展主要經(jīng)歷了四個階段。
一是產(chǎn)生階段。這一階段的模式是面向終端的遠程聯(lián)機系統(tǒng),在20世紀50代由美國軍方建立,用于實現(xiàn)地面防控系統(tǒng)的半自動化。在這個階段,計算機網(wǎng)絡(luò)可以將地理上分散的不同終端連接到中心計算機,用戶可以通過程序獲取計算機資源或處理信息,并借由通信線路將結(jié)果送回各個終端。這一階段,終端沒有獨立處理能力,數(shù)據(jù)和通信處理工作都需要借助主機完成,隨著數(shù)據(jù)和信息量的不斷增大,主機的負擔會越來越大,效率會大大降低。這是計算機網(wǎng)絡(luò)的萌芽階段,主機是整個網(wǎng)絡(luò)的中心,各個終端無法自主處理。
二是多標準共存階段。這一階段,分組交換式網(wǎng)絡(luò)(ARPA網(wǎng))是一個典型代表。ARPA網(wǎng)在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)歷史上是一個里程碑,推動了計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。它不僅實現(xiàn)了多個終端和主機的連接,而且在多個不同的主機之間建立了聯(lián)系,使不同地理位置的獨立計算機可以通過通信設(shè)備及線路進行連接,進而傳遞信息、交換數(shù)據(jù),其在實現(xiàn)主機資源共享的同時還實現(xiàn)了其他用戶資源的共享。20世紀70年代末,微機得到了推廣應(yīng)用,為了實現(xiàn)微機聯(lián)網(wǎng),各種局域網(wǎng)不斷涌現(xiàn)。這一階段,可以采用共享網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器的方式實現(xiàn)不同微機的聯(lián)網(wǎng)。這種模式中,網(wǎng)內(nèi)的計算機可以協(xié)同工作,分工明確。微機面向的是用戶,用戶可以在微機上完成主要任務(wù),而服務(wù)器專門用于提供共享的文件資源。
三是互聯(lián)網(wǎng)階段。隨著ARPA網(wǎng)的出現(xiàn),各個國家和公司開始加大計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的研究力度,出現(xiàn)了許多標準不同的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。由于標準不統(tǒng)一,導(dǎo)致不同體系結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品無法進行互聯(lián),不兼容現(xiàn)象嚴重。為了推動不同體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián),ISO在1977年設(shè)置了制定了網(wǎng)絡(luò)通信標準,并在1984年建立了統(tǒng)一的標準,實現(xiàn)了標準化,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展進入了一個新紀元。
四是信息高速公路階段。這一階段始于20世紀80年代末,隨著各個國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善,多媒體網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)、高速以太網(wǎng)、分布式計算機系統(tǒng)和光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)等多種新技術(shù),極大推動了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,建立了以互聯(lián)網(wǎng)為核心的高速計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),全球通信進入了信息高速公路階段[2]。
現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的過程中,通信及計算機技術(shù)的深度融合具有里程碑的意義。通過計算機技術(shù)的進步,通信技術(shù)實現(xiàn)了歷史性的飛躍,通信質(zhì)量上升到一個前所未有的水平。這種融合發(fā)展不僅是技術(shù)發(fā)展中的必然結(jié)果,而且是一個時代發(fā)展的必然選擇。
首先,提升通信速度和質(zhì)量?,F(xiàn)代社會的發(fā)展速度越來越快,如果沒有快速、高質(zhì)量的通信服務(wù),不僅人們的生活質(zhì)量受到嚴重影響,許多重要業(yè)務(wù)也無法開展,許多行業(yè)會停滯不前。通過與計算機技術(shù)深度融合,許多行業(yè)可以獲得高質(zhì)量、快速的通信服務(wù),使信息傳播更加順暢,為整個人類社會建立溝通的橋梁。
其次,提升通信安全性。通信安全性是通信技術(shù)發(fā)展中必須解決的一個重要課題。傳統(tǒng)的通信技術(shù)中,信息信號易受到影響,導(dǎo)致信息片段丟失,通信信息易出現(xiàn)不完整的情況;同時,其難以有效保證信息的保密性,存在信息泄露的風險。將通信與計算機技術(shù)相結(jié)合,不僅保障了信息的完整性,而且通過加密技術(shù)可以確保信息的安全性,從而保障通信安全。
最后,滿足更大容量數(shù)據(jù)和信息通信的需求。在信息爆炸的時代,生產(chǎn)、生活中需要傳輸、交換的信息和數(shù)據(jù)大大增加,傳統(tǒng)的通信技術(shù)手段難以滿足通信需求。通過與計算機技術(shù)相融合,不僅提升了通信質(zhì)量和速度,而且極大擴展了信息容量,更好地滿足社會發(fā)展對更大容量通信的需求。
總之,通信是一個社會正常運轉(zhuǎn)和不斷進步的重要基礎(chǔ),通信技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。將計算機技術(shù)與通信技術(shù)有機結(jié)合,實現(xiàn)二者的融合發(fā)展,是通信技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。