数字通信技术及应用
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1.5 通信技术发展现状与趋势

1.5.1 通信发展简史

如表1-1所示,按照时间顺序列出了与通信技术发展相关的一些重大事件,可大致看出通信发展的主要历程。

表1-1 通信发展重大事件表

1.5.2 通信的种类

通信系统可以从不同的角度进行分类。

1.按照通信业务分类

根据不同的通信业务,通信系统可以分为多种类型。

(1)单媒体通信系统(如电话、传真等)。

(2)多媒体通信系统(如电视、可视电话、会议电话、远程教学等)。

(3)实时通信系统(如电话、电视等)。

(4)非实时通信系统(如电报、传真、数据通信等)。

(5)单向传输系统(如广播、电视等)。

(6)交互传输系统(如电话、点播电视VOD等)。

(7)窄带通信系统(如电话、电报、低速数据等)。

(8)宽带通信系统(如点播电视、会议电视、远程教学、远程医疗、高速数据等)。

2.按照传输媒质分类

按照传输媒质分类,通信系统可以分为有线通信系统和无线通信系统。有线通信系统的传输媒质可以是架空明线、电缆和光缆。无线通信系统借助于电磁波在自由空间的传播来传输信号,根据电磁波波长的不同又可以分为中/长波通信、短波通信和微波通信等类型。

3.按照调制方式分类

根据是否采用调制,通信系统可以分为基带传输和频带传输两大类。基带传输是将未经调制的信号直接在线路上传输,如音频市内电话和数字信号的基带传输等。频带传输是先对信号进行调制后再进行传输。

4.按照信道中传输的信号分类

按照信道中传输的信号形式不同,通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统等。利用模拟信号作为载体传递信息的通信方式称为模拟通信。利用数字信号作为载体传递信息的通信方式称为数字通信。

5.按照信号复用方式分类

按照信号复用方式分为频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围;时分复用是使不同信号占据不同的时间间隔;码分复用则是用一组包含互相正交码字的码组携带多路信号。

6.按照通信者是否运动分类

按照通信者是否运动分为固定通信和移动通信。移动通信是指通信双方至少有一方是在运动中进行信息传递的通信方式。

1.5.3 通信技术发展趋势

通信技术与计算机技术、控制技术、数字信号处理技术等相结合是现代通信技术的典型标志。目前,通信技术的发展趋势可概括为“六化”,即数字化、综合化、融合化、宽带化、智能化和个人化。

1.通信技术数字化

通信技术数字化是实现其他“五化”的基础。数字通信具有抗干扰能力强、失真不积累、便于纠错、易于加密、适于集成化、利于传输和交换综合化,以及可兼容数字电话、电报、数字和图像等多种信息的传输等优点。与传统的模拟通信相比,数字通信更加通用和灵活,也为实现通信网的计算机管理创造了条件。数字化是“信息化”的基础,诸如“数字图书馆”、“数字城市”、“数字国家”等都是建立在数字化基础上的信息系统。因此可以说数字化是现代通信技术的基本特性和最突出的发展趋势。

2.通信业务综合化

现代通信的另一个显著特点就是通信业务的综合化。随着社会的发展,人们对通信业务种类的需求不断增加,早期的电报、电话业务已远远不能满足这种需求。就目前而言,传真、电子邮件、交互式可视图文,以及数据通信的其他各种增值业务等都在迅速发展。若每出现一种业务就建立一个专用的通信网,必然是投资大、效益低,并且各个独立网的资源不能共享。另外,多个网络并存也不便于统一管理。如果把各种通信业务,包括电话业务和非电话业务等以数字方式统一并综合到一个网络中进行传输、交换和处理,就可以克服上述弊端,达到一网多用的目的。

3.网络互通融合化

以电话网络为代表的电信网络和以因特网为代表的数据网络的互通与融合进程将加快步伐。在数据业务成为主导的情况下,现有电信网的业务将融合到下一代数据网中。IP数据网与光网络的融合、无线通信与互联网的融合也是未来通信技术的发展趋势和方向。网络和业务的分离将提供良好的开放性,促进业务的竞争和发展。新一代信息网络基础设施功能结构的发展趋势是日益扁平化。简捷化的网络可以减少网络层次,提高网络效能,增强网络的适应力。为了实现网络资源的共享,避免低水平的重复建设,形成适应性广、容易维护、费用低的高速带宽的多媒体基础平台,电信网、计算机网和广播电视网之间的“三网”融合进程正加速推进。三大网络技术上趋向一致,网络层上可以实现互联互通,形成无缝覆盖,业务层上互相渗透和交叉,应用层上趋向使用统一的IP协议,在经营上互相竞争、互相合作,朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起,行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。

4.通信网络宽带化

通信网络的宽带化是电信网络发展的基本特征、现实要求和必然趋势。为用户提供高速、全方位的信息服务是网络发展的重要目标。近年来,几乎在网络的所有层面(如接入层、边缘层、核心交换层)都在开发高速技术,高速选路与交换、高速光传输、宽带接入技术都取得了重大进展。超高速路由交换、高速互连网关、超高速光传输、高速无线数据通信等新技术已成为新一代信息网络的关键技术。

5.网络管理智能化

在传统电话网中,交换接续(呼叫处理)与业务提供(业务处理)都是由交换机完成的,凡提供新的业务都需借助于交换系统,但每开辟一种新业务或对某种业务有所修改,都需要对大量的交换机软件进行相应的增加或改动,有时甚至要增加或改动硬件,以致消耗许多人力、物力和时间。网络管理智能化的设计思想,就是将传统电话网中交换机的功能予以分解,让交换机只完成基本的呼叫处理,而把各类业务处理,包括各种新业务的提供、修改以及管理等,交给具有业务控制功能的计算机系统来完成。尤其是采用开放式结构和标准接口结构的灵活性、智能的分布性、对象的个体性、人口的综合性和网络资源利用的有效性等手段,可以解决信息网络在性能、安全、可管理性、可扩展性等方面面临的诸多问题,对通信网络的发展具有重要影响。

6.通信服务个人化

个人通信是指可以实现任何人在任何地点、任何时间与其他地点的任何个人进行业务通信。个人通信概念的核心,是使通信最终适应个人(而不一定是终端)的移动性。或者说,通信是在人与人之间,而不是终端与终端之间进行的。通信方式的个人化,可以使用户不论何时、何地,不论室内、室外,不论高速移动还是停止,也不论是否使用同一终端或使用怎样的终端,都可以通过一个唯一的个人通信号码,发出或接收呼叫,进行所需的通信。

随着网络体系结构的演变和宽带技术的发展,传统网络将向下一代网络(NGN)演进,并突出显示了以下典型特征:多业务(语音与数据、固定与移动、点到点与广播汇聚等)、宽带化(端到端透明性)、分组化、开放性(控制功能与承载能力分离)、用户接入与业务提供分离、移动性、兼容性(与现有网的互通)、安全性和可管理性(包括QoS保证)等。NGN是以软交换为核心的,能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构,代表了通信网络发展的方向。它是电信史的一块里程碑,标志着新一代电信网络时代的到来。

思考题

结合实际,想想数字通信的发展趋势如何。