淺談現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來應(yīng)用趨勢

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)是一個信息社會，在這個高度信息化的時代，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值，促進各個成員之間的合作，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)、計算機技術(shù)互相結(jié)合，成為促進21世紀(jì)各國社會和全球經(jīng)濟發(fā)展的動力。

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、工具和進程間進行的信息時間空間的轉(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)、圖片以及活動圖像等都是消息。

實現(xiàn)通信的方式和手段很多，通信的就是為了傳遞信息。從這個角度上來說，通信在遠古的時代就已存在。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饑餓的需求，原始社會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、鳴金等更多的遠距離方式。快馬與驛站傳送文件當(dāng)然也可是通信。還有現(xiàn)代社會的報紙、手機、收音機、電視、廣播、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和計算機通信等方式，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，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。第二次通信技術(shù)的變革，是見證人類進入文明社會的重要標(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展。現(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。隨著社會科技的不斷進步現(xiàn)代通信技術(shù)也在經(jīng)過完善，用最先進的技術(shù)來進行優(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)、計算機技術(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的發(fā)明開始，它開始了利用電來傳達信息的時代；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，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，促進技術(shù)的不斷進步和發(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)定且沒有時間、地方以及間隔限制，電通信技術(shù)實現(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)和視頻傳輸個人信息業(yè)務(wù)，而衛(wèi)星通信和光纖網(wǎng)絡(luò)通信同時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代曙光的到來，通信技術(shù)也將對人類生活方式和社會發(fā)展產(chǎn)生更加深遠的影響。

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是信號可以再生；具有便于數(shù)字程控交換機的連接；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到之處，所以，數(shù)字微波通信即使出現(xiàn)時間短，也可以和衛(wèi)星通信，光纖通信共同被全球認定為最具有發(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谠缙冢瑒傞_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，在這個科技飛速發(fā)展的時代下，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，光纖作為媒介進行傳播的一種技術(shù)，是這個階段主要的通信方式。它的主要特點是傳輸質(zhì)量佳，通信容量大，傳輸距離遠；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，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，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，在實際中可以節(jié)省了大量的空間，同時也擴寬了頻帶寬度，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、傳播存儲容量等技術(shù)，最大可能地擴充帶寬，并且以這個為未來發(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)見光纖通信將會成為未來通信的主要技術(shù)，隨著通信技術(shù)的不斷演進，實現(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行的通信。其主要特點是：通信間隔遠，覆蓋面廣，衛(wèi)星電波覆蓋的范圍內(nèi)任何地點之間都可進行通信，而投資花費和通信間隔無關(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；可同時在多處接收，實現(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，與其進行深度融合，通信技術(shù)實現(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，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、處理器進行處理交換和軟件進行控制和管理，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)用體驗提升需求作為通信技術(shù)的研究的動力，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)備之間有很強的互補性，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)境的檢驗測試，同時也是為了減少各個用戶間數(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、電話會議、可視圖像、電視、多媒體等終端，為了給用戶迅速、經(jīng)濟地提供各種電信業(yè)務(wù)。隨著人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求以及消費者對移動網(wǎng)絡(luò)寬帶化的日益迫切，第四代第五代移動通信技術(shù)應(yīng)運，而在幾年前我們不會想到到寬帶化的進程發(fā)展飛速，隨著智能手機的普及，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)、云計算等也為寬數(shù)字通信帶化提供了良好條件。

4.4 個人化

通信個人化是人類通信的最終目標(biāo)，就個人化是指通信要落實到個人每個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)定地實現(xiàn)信息的傳遞交流。通信技術(shù)個人化即在未來無論任何人，在任何時刻和任何地點，都能方便地與全球其他任何人進行任何形式的通信。

5 結(jié)語

隨著通信技術(shù)的演進，我們馬上要迎來振奮人心的5G時代，技術(shù)的發(fā)展讓人類更好的進行信息交流，實現(xiàn)資源共享，信息經(jīng)濟新的經(jīng)濟形式，通信產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟發(fā)展的領(lǐng)軍力量，帶動新興產(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，推動人類社會經(jīng)濟文明的發(fā)展。