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騰遠科普 | 何為通信?通信的發展簡史你知道嗎?

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來源 | 微信公衆号“騰遠智拓”(ID:szwx_cn)

一、通信及其方式

在人類社會裡,人們總是離不開消息的傳遞。古代的烽火台、金鼓、旌旗,當今的書信、電話、電報、傳真、廣播與電視等等都是傳遞消息的方式。廣義地說,通信就是由一地向另地傳遞消息。人類社會發展到今天,通信的方式是不勝枚舉的。

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随着社會生産力的發展,人們對傳遞消息的要求越來越高。在各種通信方式中,隻有那種利用“電”來傳遞消息的電通信方式(以下簡稱通信)才發生深刻的變化,并得到了非常廣泛的發展。這是由于這種通信方式使消息幾乎能在任意的通信距離上實作既迅速(有效)而又準确(可靠)地傳遞的緣故。如今,在自然科學中,“通信”一詞已成了電通信的同義語。

通信中所傳遞的消息有各種形式,例如:文字、符号、資料、話音、音樂、圖檔、活動畫面等等。根據所傳遞消息的不同,在目前通信業務上可分為電報、電話、傳真、資料傳輸和可視電話等。從廣義來說,廣播、電視、雷達、導航、通控和遇測等也屬于通信的範圍。

二、通信的發展簡史

從真正作為一種有實用意義的通信手段來說,電通信起源于十九世紀四十年代莫爾斯 (F. B. Morse)發明電報,它以簡單的有線電報通信方式的出現作為标志。當時,有線電報信方式的問世,完全是建立在人們的實踐經驗與電學和磁學知識的積累上。十九世紀七十代,麥克斯韋(J.ClerkMaxwell2發表了著名的電磁波理論,由于電磁波理論的形成和發展,才開始有了電話機,出現了以金屬導線作為傳輸線的簡單的有線電話通信方式。後來,赫茲(H.Hertz)以卓越的實驗成就證明了電磁波的存在。到了十九世紀末,人們發月了簡單的無線電發送和接收裝置,進而開辟了無線電通信的新紀元。二十世紀初,電子管等器件相繼出現,使電報和電話通信獲得迅速發展,遂出現了較高水準的有線通信以及長波、中波和短波等一類的無線電通信。

人類社會的發展對通信技術的需要越來越迫切,進而大大推動了通信科學的進展。從二世紀三十年代開始,尤其在五十年代以後,人們對通信實踐中遇到的問題開展了深入的理理論研究,并獲得了可喜的進步。在通信理論上,先後形成了“過濾理論”、“基礎資訊論”“編碼理論”、“信源統計理論”、“信号與噪聲理論”、“調制理論”、“信号檢測理論”等等;在通信體制上,由于電子管的不斷完善,半導體和內建電路先後問世,不僅促進了電話通信的高速發展,而且在二十世紀中葉電報通信方式也有了重大突破,出現了具有廣闊發展前景的數字通信;在通信傳輸方式上,早已打破了人與人之間進行通信的舊概念,實作了人與機器或機器之間的通信。

三、通信的類别與系統示意圖

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按照消息從一地向另地傳道煤介的不同,通信可分為有線通信和無線通信質兩大類。有線通信是一種依靠導線來傳遞消息的通信方式。這裡所指的導線可以是架空明線、電纜和波導。

無線電通信不用導線,而是通過無線電波來傳遞消息的。例如,無線電話通信系統,其中話音通過話筒變成話音電信号,而發信機将話音電信号變換成已調的高頻振蕩,經天線輻射出去,借電磁波傳遞到另一方。在接收端,通過接收機及揚聲器完成與發送端相反的變換。

通常,有線通信按傳輸線路的不同可分為:明線通信、電纜通信和波導通信等。無線電通信可分為:短波通信、散射通信(電離層散射、對流層散射、流星餘迹散射等)、微波中繼通信、人造衛星中繼通信和光通信等。

四、通信系統的模型

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任何一種通信,都是把一地(發送端)的消息傳遞到另一地(接收端),因而,所有的通信系統都可用上圖加以概括。這裡,資訊源(也稱發終端)的作用是将各種消息變換成電信号。這個具有基本頻帶的信号通稱為基帶信号。為了使基帶信号能适應在信道中傳輸,應先由發送裝置對基帶信号進行某種變換(調制),然後再送入信道。信道是指傳輸信号的媒介或通道。在接收端,接收裝置的功能恰與發送裝置相反,它将從接收到的信号中恢複出原調制的基帶信号;而受信者(也稱收終端)将恢複出的基帶信号變換成相應的消息。圖中的噪聲源,是信道中的噪聲或幹擾以及分散在通信系統中各處的噪聲或幹擾的集中表示,這樣,既使分析問題友善又不影響對通信系統主要問題的讨論。

五、未來通信的發展

随着科技的進步,新型的、多功能的通信裝置正在不斷出現。通信方式也轉變成更複雜餓大規模通信系統結構--無線通信網絡的方向上來。甚至可以說,未來是無線通信的世界。

在無線通信技術不斷完善和發展的背景下,各項技術互補性趨勢更加明顯,比如:wifi無線網絡通信技術等,在這些不斷拓展和發展的同時,各項技術也将得到創新更新。科技在進步發展,無線通信技術也會朝着融合方向邁進,尤其是蜂窩技術、寬帶連接配接技術、多媒體技術等興起,這些技術将與無線通信技術相結合,利用藍牙技術打開短距離無線通信發展市場,可有效彌補各項技術的短缺,并實作共同進步。