雷思 武漢輕工大學(xué)電氣學(xué)院

引言

通信通俗的解釋就是信息的傳輸，21世紀(jì)是一個(gè)信息社會(huì)，在這個(gè)高度信息化的時(shí)代，信息的交流早已成為人們生活中不可或缺的部分，通信技術(shù)和通信產(chǎn)業(yè)是發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。通信在不同的環(huán)境下也有不同的解釋，無論怎么稱呼，它的本質(zhì)都是為了實(shí)現(xiàn)人與人之間的溝通，通過與不同對象的交流，才能由對比出不同信息和利用價(jià)值，促進(jìn)各個(gè)成員之間的合作，共同謀求事業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益，使其更加便利、有效。通信作為輸出和交換信息的重要手段，與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)互相結(jié)合，成為促進(jìn)21世紀(jì)各國社會(huì)和全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力。

1 什么是通信

通信是指按照約定的條件，信息在不同人、地方、工具和進(jìn)程間進(jìn)行的信息時(shí)間空間的轉(zhuǎn)移傳輸。通信是為了傳遞消息中所包含的信息。消息是物質(zhì)或精神情況的一種體現(xiàn)，在不同的時(shí)期表現(xiàn)出的形式也不同。比如，文字、語音、數(shù)據(jù)、圖片以及活動(dòng)圖像等都是消息。

實(shí)現(xiàn)通信的方式和手段很多，通信的就是為了傳遞信息。從這個(gè)角度上來說，通信在遠(yuǎn)古的時(shí)代就已存在。在嬰兒降生的那一刻起，傳遞信息是為了最基本的生存需求。剛出生的嬰兒，通過哭出聲音來向家長表達(dá)饑餓的需求，原始社會(huì)參加圍獵的群落成員，通過吼出聲，來召喚伙伴的增援和協(xié)助。人類不同個(gè)體之間通過語言來交流是通信，用身體狀態(tài)來表述情感也可以稱為通信。隨著人類通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，傳遞消息的作用也更重要。不同地區(qū)之間的文化交流，親人之間表達(dá)思念關(guān)懷，都是離不開通信的。傳遞消息的手段，也從面對面交談這種近距離的方式，漸漸發(fā)展出信鴿、烽火、敲鼓、鳴金等更多的遠(yuǎn)距離方式?？祚R與驛站傳送文件當(dāng)然也可是通信。還有現(xiàn)代社會(huì)的報(bào)紙、手機(jī)、收音機(jī)、電視、廣播、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)通信等方式，這些都屬于傳遞信息的方法和信息交流的手段都屬于通信的范疇。

2 通信技術(shù)的幾次變革與現(xiàn)代通信

第一次通信技術(shù)的變革就是建筑和巖畫，用最粗獷古樸的方法使得今天的人類還能了解古人生產(chǎn)生活的點(diǎn)滴，而不是局限于化石。

文字的誕生也就是第二次通信技術(shù)的變革，與第一次通信技術(shù)的變革相比對人類文明的影響具有重要意義。文字是人類為了交流和溝通發(fā)明的文字語言的符號和工具，文字的誕生讓人類社會(huì)找到了利用抽象的工具符號來傳遞信息的方式，使交流更加方便，是最偉大的發(fā)明之一。雖然在這段時(shí)期通信的方式比較簡單，內(nèi)容也單一，但在配合后續(xù)的改進(jìn)，包括紙張、印刷術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)明，產(chǎn)生的影響力卻極為重大深遠(yuǎn)。第二次通信技術(shù)的變革，是見證人類進(jìn)入文明社會(huì)的重要標(biāo)志，也是全人類精神文明的重大成果。

第三次通信技術(shù)的變革，就是從符號到信號的過程。這一階段是電通信階段，人類找到了用電信號以及電磁波來傳送信息的方法，通信的速度和范圍大大擴(kuò)展?，F(xiàn)代文明，可以說就是建立在第三次通信技術(shù)的變革之上。第三次通信技術(shù)的變革還在延續(xù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，即使是現(xiàn)在最新的5G技術(shù)，仍然屬于第三次通信技術(shù)變革的范疇。

現(xiàn)代通信技術(shù)一般是指電信，電信則是利用電信號或光學(xué)信號在線纜上或經(jīng)大氣發(fā)出和接收不同類型信息的通信方式。隨著社會(huì)科技的不斷進(jìn)步現(xiàn)代通信技術(shù)也在經(jīng)過完善，用最先進(jìn)的技術(shù)來進(jìn)行優(yōu)化通信的各種技術(shù)方法。現(xiàn)代通信技術(shù)就是把通信技術(shù)與信號處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等相互結(jié)合。

現(xiàn)代通信的起源是從莫爾斯有線電報(bào)的發(fā)明開始，它開始了利用電來傳達(dá)信息的時(shí)代；貝爾發(fā)明的電話也早已變成我們平常生活中通信的主要手段，聲音可以通過電線傳播。其實(shí)，就是把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后再把電信號通過電線傳播轉(zhuǎn)換回聲信號的過程；調(diào)幅無線廣播的誕生，廣播是一對多的工作方式。廣播的出現(xiàn)在一定程度上取代了報(bào)紙，變成人們獲取信息的最快捷的工具。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代通信技術(shù)也是在不斷發(fā)展。不斷進(jìn)步的通信技術(shù)給人類的生活帶來方方面面的變化，因此人類對通信的質(zhì)量也有了更高的要求，而這種要求也反過來作用在現(xiàn)代電信技術(shù)上，促進(jìn)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展。

在電通信技術(shù)中，信息是通過電信號來傳遞的，由于電通信方式快捷、準(zhǔn)確、穩(wěn)定且沒有時(shí)間、地方以及間隔限制，電通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展普遍泛的應(yīng)用。如今，我們正見證著這一重大的發(fā)展成就，也就是通過語音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸個(gè)人信息業(yè)務(wù)，而衛(wèi)星通信和光纖網(wǎng)絡(luò)通信同時(shí)為全球提供高速通信服務(wù)業(yè)務(wù)。我們由此可以看到通信新時(shí)代曙光的到來，通信技術(shù)也將對人類生活方式和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。

3 現(xiàn)代通信技術(shù)傳輸手段

3.1 數(shù)字微波通信

數(shù)字微波通信的一大特點(diǎn)是信號可以再生；具有便于數(shù)字程控交換機(jī)的連接；便于采用大規(guī)模集成電路；保密性好；數(shù)字微波系統(tǒng)具有占用頻帶寬的獨(dú)到之處，所以，數(shù)字微波通信即使出現(xiàn)時(shí)間短，也可以和衛(wèi)星通信，光纖通信共同被全球認(rèn)定為最具有發(fā)展前景的三大傳輸手段。

微波通信技術(shù)是用在一定微波頻段范圍內(nèi)的電磁波，通過中繼站來實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式，舉例來說，我電視節(jié)目的傳輸就是通過微波通信技術(shù)傳輸?shù)摹Ｔ谠缙?，剛開發(fā)出的數(shù)字微波通信系統(tǒng)出來只幾十兆比特每秒容量，這一階段是現(xiàn)代通信技術(shù)從模擬信號階段步入數(shù)字信號階段的重要標(biāo)志。通過促進(jìn)發(fā)展后，數(shù)字微波通信技術(shù)在傳輸系統(tǒng)中得到越來越普遍廣泛的應(yīng)用，并且數(shù)字微波通信系統(tǒng)的容量也變得越來越大，在這個(gè)科技飛速發(fā)展的時(shí)代下，除了在通信領(lǐng)域以外，數(shù)字微波通信技術(shù)在其他領(lǐng)域也逐漸引發(fā)了更多的專家和學(xué)者的關(guān)注，這也表明了數(shù)字微波通信技術(shù)未來會(huì)往更好的方向發(fā)展。

3.2 光纖通信

光纖通信技術(shù)是以光作為載體，光纖作為媒介進(jìn)行傳播的一種技術(shù)，是這個(gè)階段主要的通信方式。它的主要特點(diǎn)是傳輸質(zhì)量佳，通信容量大，傳輸距離遠(yuǎn)；頻率穩(wěn)定，信號傳輸質(zhì)量高；光纖抗電磁干擾，保密性好；線經(jīng)細(xì)，重量輕；還有耐腐蝕，不怕高溫等。

光纖通信主要是依據(jù)全反射原理，利用玻璃材質(zhì)的光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)，這是為了避免了接地以及串線現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)，在通過光纖信號傳輸消息，安全性和保密性也十分高。此外，光纖線輕細(xì)，在實(shí)際中可以節(jié)省了大量的空間，同時(shí)也擴(kuò)寬了頻帶寬度，使其容量也變大，在一定程度上也降低了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損耗，光纖通信的傳輸容量隨著技術(shù)的進(jìn)步越來越大，傳輸速度也得以提升。光纖通信技術(shù)作為現(xiàn)代通信技術(shù)的一大傳輸手段，在通信技術(shù)的發(fā)展中有著十分重要的地位。為其發(fā)展投入了大量的人力和物力，為了能夠促進(jìn)信息的高速準(zhǔn)確傳輸，光纖通信通過提高傳播速度、傳播范圍、傳播存儲(chǔ)容量等技術(shù)，最大可能地?cái)U(kuò)充帶寬，并且以這個(gè)為未來發(fā)展目的，將通信技術(shù)往綜合化發(fā)展。從它的發(fā)展趨勢可以預(yù)見光纖通信將會(huì)成為未來通信的主要技術(shù)，隨著通信技術(shù)的不斷演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)光纖也將成為可能。

3.3 衛(wèi)星通信技術(shù)

衛(wèi)星通信主要目的是實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，通過利用人造衛(wèi)星作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，在不同地球站之間進(jìn)行的通信。其主要特點(diǎn)是：通信間隔遠(yuǎn)，覆蓋面廣，衛(wèi)星電波覆蓋的范圍內(nèi)任何地點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信，而投資花費(fèi)和通信間隔無關(guān)；工作頻帶寬比較寬，適用于語音圖像視頻等多種業(yè)務(wù)的傳輸；可同時(shí)在多處接收，實(shí)現(xiàn)多址通信；不易受環(huán)境災(zāi)害的影響，通信質(zhì)量穩(wěn)定，通信質(zhì)量高。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)是利用人造衛(wèi)星在地球站之間進(jìn)行通信，根據(jù)軌道的不同可分為同步軌道和中、低不同軌道系統(tǒng)，但系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)相同。我們把用來落實(shí)通信的衛(wèi)星叫做通信衛(wèi)星，衛(wèi)星等同于離地面很高的中繼站的作用，一般來說，衛(wèi)星通信可以當(dāng)作是微波通信的繼承和進(jìn)步。

4 現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展趨勢

4.1 智能化

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)復(fù)雜的程度，人類有了更高的需求，在未來的通信技術(shù)中，在人工智能技術(shù)的支持下，與其進(jìn)行深度融合，通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化，將擁有巨大的潛力和發(fā)展空間，應(yīng)用的智能結(jié)合讓人類通信更加便利快捷。

智能化主要指通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)與終端，業(yè)務(wù)管理都與人工智能相結(jié)合。在信號處理、傳遞與交流、檢測管理及維護(hù)中更好的智能化，形成的智能網(wǎng)，也稱作通信網(wǎng)智能化，目的是為了提升網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)應(yīng)變能力，也能夠?qū)Ω黝愑脩舾鞣N業(yè)務(wù)需求的服務(wù)更加完善。

4.2 綜合化

綜合化具有雙重含義。一重含義是技術(shù)進(jìn)行綜合，也就是傳輸、交換還有通信處理作用都應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，通過數(shù)字傳輸與數(shù)字交換的綜合，使不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化。把視頻語音數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)數(shù)字化后抗干擾能力強(qiáng)，通信設(shè)備更易于集成和大規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)上也更便于存儲(chǔ)、處理器進(jìn)行處理交換和軟件進(jìn)行控制和管理，使其協(xié)調(diào)優(yōu)化、相互配合，加快數(shù)據(jù)的處理速度。

第二重含義是業(yè)務(wù)的綜合，通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，物聯(lián)網(wǎng)帶來巨大終端接入及數(shù)據(jù)需求，以及種類復(fù)雜多樣的應(yīng)用體驗(yàn)提升需求作為通信技術(shù)的研究的動(dòng)力，從現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展來看，不同信息傳遞方式以及設(shè)備之間有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，不同通信技術(shù)之間的交流結(jié)合更有利于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的檢驗(yàn)測試，同時(shí)也是為了減少各個(gè)用戶間數(shù)據(jù)交換的干擾。

4.3 寬帶化

寬帶化一般表示現(xiàn)代數(shù)字通信寬帶化，是指數(shù)據(jù)的有線、無線、網(wǎng)絡(luò)傳輸、視頻電話、電話會(huì)議、可視圖像、電視、多媒體等終端，為了給用戶迅速、經(jīng)濟(jì)地提供各種電信業(yè)務(wù)。隨著人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求以及消費(fèi)者對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)寬帶化的日益迫切，第四代第五代移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)，而在幾年前我們不會(huì)想到到寬帶化的進(jìn)程發(fā)展飛速，隨著智能手機(jī)的普及，通信行業(yè)的寬帶化飛速得到廣泛應(yīng)用，兩化融合、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等也為寬數(shù)字通信帶化提供了良好條件。

4.4 個(gè)人化

通信個(gè)人化是人類通信的最終目標(biāo)，就個(gè)人化是指通信要落實(shí)到個(gè)人每個(gè)用戶都有自己唯一的身份證明。為了生活中總免不了四處奔忙、現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)能使用戶更加便捷穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)信息的傳遞交流。通信技術(shù)個(gè)人化即在未來無論任何人，在任何時(shí)刻和任何地點(diǎn)，都能方便地與全球其他任何人進(jìn)行任何形式的通信。

5 結(jié)語

隨著通信技術(shù)的演進(jìn)，我們馬上要迎來振奮人心的5G時(shí)代，技術(shù)的發(fā)展讓人類更好的進(jìn)行信息交流，實(shí)現(xiàn)資源共享，信息經(jīng)濟(jì)新的經(jīng)濟(jì)形式，通信產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)軍力量，帶動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展獲取更高的效益，可以預(yù)見，在未來通信將會(huì)向萬物互聯(lián)轉(zhuǎn)變，在人們生活中占據(jù)不可缺少的地位，影響日常生活的方方面面，推動(dòng)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)文明的發(fā)展。