通信普及知识

——浅谈通信技术发展史通信让生活更美好IMTI

曹磊语言的使用文字的创造印刷术的发明电报、电话、广播、电视的发明和普及计算机技术与现代通信技术人类历史上5次信息技术革命；

提纲中国古代通信技术国外古代通信技术近代通信技术移动电话的演进网络通信的演进物联网中国古代通信技术烽火鸿雁传书孔明灯两千多年的邮驿通信民信局的出现

中国古代通信技术——烽火通信长城烽火台烽火通信作为一种原始的声光通信手段，是通过烽火及时传递军事信息的，远在周代时就服务于我国军事战争。烽火台的布局十分重要，它分布在高山险岭或峰回路转的地方，而且必须是要3个台都能相互望见，以便于看见和传递。距今2000多年前我国西北边陲“谨侯望，通烽火”的历史遗迹中国古代通信技术历史：问：郑和下西洋是一个庞大的船队，船队与分船队之间需要的联络、指挥、调度，在当时还没有近代通讯方式时，茫茫大海上刮风下雨雾天怎么联系？？？？？？答：船队配有交通艇、音响信号、旗帜等装备。史书记载，船队“昼行认旗帜，夜行认灯笼，务在前后相继，左右相挽，不致疏虞。”——即：白天以约定方式悬挂和挥舞各色旗带，组成相应旗语。夜晚以灯笼反映航行时情况，遇到能见度差的雾天下雨，配有铜锣、喇叭和螺号也用于通讯联系。国外古代通信技术马拉松灯塔旗语信猴击鼓传声近代通信技术近代通信技术——摩尔斯电码1844年，摩尔斯试拍有线电报成功——打下了近代电讯事业的基础。故事：为了使电报样机迅速得到试验鉴定，莫尔斯经过多次研究考察，拟定了在华盛顿与马利兰州的巴尔的摩两城市间架设第一条40千米长的高空试验性电报线路计划。几经波折，计划于1843年得到美国国会的拨款支持。1845年5月24日，在美国国会大厦举行的世界上第一次收发电报公开试验获得了成功。几年后，电报很快得到推广。1854年，美国最高法院正式确定莫尔斯的发明专利权。1858年，欧洲各国联合发给莫尔斯40万法郎奖金。这位画家成为电报发明家的故事传遍了世界！晚年，享有盛誉的莫尔斯将发明电报获得的巨大财富从事慈善事业。1872年4月2日莫尔斯逝世后，纽约市人民特地在中央公园为他建造了一座雕像，永远纪念他为人类作出的巨大贡献！莫尔斯设计的电报机近代通信技术——电磁波的发现（1/2）赫兹实验：一天，赫兹在一间暗室里做实验。他在两个相隔很近的金属小球上加上高电压，随之便产生一阵阵噼噼啪啪的火花放电。这时，在他身后放着一个没有封口的圆环。当赫兹把圆环的开口处调小到一定程度时，便看到有火花越过缝隙。通过这个实验，他得出了电磁能量可以越过空间进行传播的结论。赫兹的发现公布之后，轰动了全世界的科学界，1887年成为了近代科学技术史的一座里程碑，为了纪念这位杰出的科学家，电磁波的单位便命名为-赫兹（Hz）。赫兹实验的意义：赫兹的发现具有划时代的意义，它导致了无线电的诞生，开辟了电子技术的新纪元，标志着从“有线电通信”向“无线电通信”的转折点。也是整个移动通信的发源点，人类开始进入了无线通信的新领域。电磁波成果：无线电报(1901)——广播(1906)——电话(1916)——传真(1923)——电视(1929)——微波(1933)——雷达(1935)——卫星通讯——电子计算机因特网等都与电磁波理论相关。近代通信技术——电磁波的发现（2/2)有关趣闻：插曲一：比赫兹实验早七年，一位叫戴维的人也接收到了电磁波信号，他随即向英国皇家协会会长G·斯托克斯汇报，但斯托克斯认为这只是普通的电磁感应现象，戴维过于迷信权威，对于这一天赐良机未与重视，使发现被埋没了。插曲二：英国曾有2400万只“家养”麻雀。这些麻雀都在房屋阁楼处做窝，每天在各家花园内嬉戏，成为英国一道风景线。然而，近年来，英国麻雀数量突然急剧减少。

英国科学家对此百思不得其解。有人认为是猫吃了麻雀，有人认为是无铅汽油影响了虫子的生存，而麻雀就靠这种虫子喂养小麻雀，还有人认为是建筑阁楼被封闭，使得麻雀无法做窝。最近，英国的科学家和动物学家指出，手机发出的电磁波是造成麻雀失踪的罪魁祸首。英国人从1994年开始大量使用手机。正是在这些年中，英国麻雀开始大量减少。

研究表明，电磁波影响麻雀的方向感。麻雀依靠地球磁场来辨别方向。而电磁波会干扰麻雀找路的能力，从而使其迷失方向。研究还表明，电磁波还可影响动物的精子数量和排卵功能。近代通信技术——广播与电视1906年，继英国工程师弗莱明发明真空二极管之后，美国人福雷斯特又制造出了世界上第一个真空三极管。1906年，美籍加拿大人费森登在纽约附近设立了世界上第一个广播站。1925年，英国人贝尔德发明了机械扫描式电视机。1936年，电视转播在柏林举行的第6届奥林匹克运动会。20世纪60年代，彩色电视问世。电子计算机的出现（1/3)电子数字计算机是20世纪人类最伟大发明之一。短短的几十年，这台机器以迅猛磅礴之势，用非凡的渗透力和亲和力，彻底改变了我们这个星球的模样，融进每个人的工作、学习和生活之中。自从1946年世界上第一台电子数字计算机诞生以来，计算机经得到了迅速发展和应用，著名的摩尔定律很好地说明了着一点：平均每18个月计算机的性能要提高一倍，而价格要下降一半。发展历史：……计算的手工时代——计算的机械时代——电磁式计算机——电子数字计算机的诞生——晶体管计算机——集成电路计算机——巨型机——微处理器——个人计算机——多媒体计算机——计算机网络和Internet（现代）——……（未来）电子计算机的出现(2/3)

17世纪初，英国数学家纳皮尔提出了对数的概念，并制作了“纳皮尔算筹”，它只需要做简单的加法就能计算出乘积，从而大大简化了数值计算过程。“运筹策于帷幄之中，决胜于千里之外。”,人类最早有实物作证的计算工具诞生在中国。祖冲之借助算筹，成功地将圆周率π值计算到小数点后的第7位。

珠算盘是中国古代在计算工具领域的另一项发明，直到今天，它仍然是许多人钟爱的“计算机”。计算的手工时代一位被同时称为“数字计算机之父”的发明家是德国人，名字叫楚泽（K.Zuse），为了躲避战火他发明的电磁式计算机一直存放在地窖里。

1946年，举世公认的第一台电子数字计算机ENIAC，诞生在战火纷飞的二次世界大战，它的“出生地”是美国马里兰州阿贝丁陆军试炮场。二次世界大战关键时期，战争需要像一只有力的巨手，给电脑的诞生铺平了道路。

1954年美国电报电话公司（AT&T）贝尔实验室研制成功了第一台半导体计算机（TRADIC）。计算机的机械时代电磁式计算机电子数字计算机晶体管计算机电子计算机的出现(3/3)基尔比那年35岁，在不超过4平方毫米的面积上，大约集成了20余个元件。1959年2月6日，基尔比向美国专利局申报专利，这种由半导体元件构成的微型固体组合件，从此被命名为“集成电路”（IC）。集成电路计算机集成电路的发明，为研制高速运行的超级电脑创造了条件。1960年，刚成立三年的控制数据公司（英文缩写CDC），接受美国原子能委员会的委托，涉足万难之险的巨型机领域。先后“克雷1号”（CRAY-1），“克雷2号”（Cray-2）和“克雷3号”（Gray-3）巨型机相继问世，并行结构使运算速度分别达到每秒12亿次和每秒160亿次。巨型机

1971年，英特尔公司宣称，他们首创了一种“开启集成电路新纪元”的半导体芯片，根据该公第一块微处理器芯片已属大规模集成电路范畴。微处理器

1981年无疑是个分界线。这一年，IBM公司推出了它的个人电脑，人类社会从此跨进个人电脑新纪元。多媒体技术是电脑能够交互式处理文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体信息。计算机网络就是通过电缆、电话线、或无线通讯互连的计算机的集合。个人计算机多媒体计算机NOW计算机网络和InternetFUTURE……固定电话的演进固定电话的演进——历史发展概述历史发展概述：1844年，摩尔斯试拍有线电报成功，打下了近代电讯事业的基础。第二次工业革命时期，电讯事业广泛地发展起来。1876年，苏格兰人贝尔试通电话成功。爱迪生等人在贝尔发明的基础上作了重要改进，使电话通讯很快风行全球的许多国家。电话的发明是19世纪末最为重要的技术成就之一。。。。。。。电话的发明者贝尔（1847--1922）固定电话的演进——我国近代电信业发展近代世界范围内信息传递的快捷引起了部分清朝官员的重视。1877年，福建巡抚丁日昌利用去台湾视察的机会提出设立台湾电报局，这是中国人自己修建、自己掌管的第一条电报线，1875年，在福建船政学堂附设了电报学堂。这是我国首所电报学校。鸦片战争后，西方列强在掠夺土地和财富的同时，也为中国带来了近代的邮政和电信。1882年电话传入中国。1900年，我国第一部市内电话在南京问世。1904年至1905年，俄国在烟台至牛庄架设了无线电台。

——中国古老的邮驿制度和民间通信机构被先进的邮政和电信逐步替代。固定电话的演进——我国现代电信业发展概述1949年以前，中国电信系统发展缓慢：到1949年，中国电话的普及率仅为0.05%，电话用户只有26万。1949以后，中央人民政府迅速恢复和发展通信：1958年建起来的北京电报大楼成为新中国通讯发展史的一个重要里程碑。

。。。。。。古今中外，多少人曾经为了更快更好地传递信息而努力。目前：数字程控交换机、数字移动电话、光纤数字传输……——历史的车轮还在前进，期待同学们的加入！固定电话的演进——交换机发展历史2023/1/3122步进制交换人工交换机纵横制交换数字程控交换1878年出现了第一部人工磁石电话交换机，后来又出现了人工共电交换机，都是依靠人工（话务员）完成主被叫用户间的接续的。纵横制交换系统使用电磁力建立和保持接续。“纵横”是指它的选择器采用交叉的“横棒”和“纵棒”选择接点。1965年，美国开通世界上第一个程控交换局，模拟程控交换是指控制部分采用SPC方式，而话路部分传送和交换的是模拟话音信号。从人工交换机到自动交换系统的革命性变革最早是由步进制交换系统完成的。步进制交换机是由电动机的转动带动选择器（又叫接线器）垂直和旋转的双重运动来实现主被叫用户间的接续的。机电式电话交换系统模拟程控交换70年代出现数字程控交换机，到80年代技术成熟。数字程控交换机在话路部分交换的是随着脉冲编码调制后的数字化语音信号。软交换软交换基于IP承载、呼叫控制与承载分离的思想，技术标准从1998年开始出现，已经经历了实验、商用等多个发展阶段，在全球范围内已开展商用。移动电话的演进从1876年贝尔发明电话以来，经历了长达一个多世纪的发展，电话通讯服务已走进了千家万户，成为国家经济建设、社会生活和人们交流信息所不可缺少的重要工具。在最近二十年来，电话技术和业务发生了巨大变化，通信的地点由固定方式转向移动方式。移动电话的演进：概述移动电话的演进——发展概述在通讯技术方面，现代手机也有着明显的进步。当库帕用移动电话打通第一个电话时，他可以使用任意的电磁频段。事实上，第一代模拟手机就是靠频率的不同来区别不同用户的不同手机。第二代手机——GSM系统则是靠极其微小的时差来区分用户。到了今天，频率资源已明显不足，手机用户也呈几何级数迅速增长。早在1973年，摩托罗拉员工马蒂·库珀发明了世界上第一部移动电话，从此这项创世之举的技术一直沿用到今天我们的生活中。当时的移动电话体积非常庞大，重量可达3公斤。随着科技的进步，才逐渐演变到现在的轻便小巧型。移动电话的演进——1G、2G、3G1G（模拟手机时代）

第一代手机（1G）是指模拟的移动电话，也就是在20世纪八九十年代香港美国等影视作品中出现的大哥大。最先研制出大哥大的是美国摩托罗拉公司的

Cooper博士。由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约，这种手机外表四四方方，只能成为可移动算不上便携。很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金刚等。这种手机有多种制式，如NMT，AMPS，TACS，但是基本上使用频分复用方式只能进行语音通信，收讯效果不稳定，且保密性不足，无线带宽利用不充分。此中手机类似于简单的无线电双工电台，通话是锁定在一定频率，所以使用可调频电台就可以窃听通话。2G（GSM手机时代）

第二代手机（2G）也是最常见的手机。通常这些手机使用PHS，GSM或者CDMA这些十分成熟的标准，具有稳定的通话质量和合适的待机时间。在第二代中为了适应数据通讯的需求，一些中间标准也在手机上得到支持，例如支持彩信业务的GPRS和上网业务的WAP服务，以及各式各样的Java程序等。2.5G目前已经进行商业应用的2.5G移动通信技术是从2G迈向3G的衔接性技术，由于3G是个相当浩大的工程，所牵扯的层面多且复杂，要从目前的2G迈向3G不可能一下就衔接得上，因此出现了介于2G和3G之间的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、蓝芽(Bluetooth)、EPOC等技术都是2.5G技术。3G

相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代手机一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps（兆字节／每秒）、384kbps（千字节／每秒）以及144kbps的传输速度。

移动电话的演进——3G3G网络——全名3rdGeneration的缩写，中文是第三代移动通信技术，是下一代移动通信系统的通称。3G技术的主要优点是能极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率。此外利用在不同网络间的无缝漫游技术，可将无线通信系统和Internet连接起来，从而可对移动终端用户提供更多更高级的服务。3G系统主要包括：国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准。移动电话的演进模拟时代：摩托罗拉3200第一款揭盖式手机：摩托罗拉8900第一款进入中国大陆的GSM手机：爱立信GH337第一款可编铃声的手机：爱立信GH398第一款全中文手机：摩托罗拉CD928+第一款折叠式手机：摩托罗拉掌中宝328C第一款整合MP3音乐功能/带有移动存储器的手机：西门子6688第一款WAP手机：诺基亚7110网络通信的演进通信网络的演进——概述

1969年美国国防部研究计划局（ARPA）主持研制的ARPAnet计算机网络投入运行。在这之后，世界各地计算机网络的建设如雨后春笋般迅速发展起来。计算机网络的产生和演变过程经历了从简单到复杂、从低级到69年美国国防部研究计划局（ARPA）主持研制的高级、从单机系统到多机系统的发展过程，其演变过程可概括为三个阶段：1)具有远程通信功能的单机系统为第一阶段，这一阶段已具备了计算机网络的雏形；2)具有远程通信功能的多机系统为第二阶段，这一阶段的计算机网络属于面向终端的计算机通信网；3)以资源共享为目的的计算机-计算机网络为第三阶段，这一阶段的计算机网络才是今天意义上的计算机网络。通信网络的演进——演变三阶段(1)具有远程通信功能的单机系统(2)具有远程通信功能的多机系统(3)具有统一体系结构、国际化标准协议的计算机网络通信网络的演进——计算机网络的发展网络的概念：计算机网络是计算机技术和数据通信技术紧密结合的产物。所谓”计算机网络”,通俗地讲,就是将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来,以功能完善的网络软件(在协议控制下)实现网络中资源共享和数据交换的系统。计算机网络系统的发展趋势:(1)开放性方向发展(2)一体化方向发展(3)多媒体网络方向发展(4)高效、安全的网络管理方向发展(5)智能化网络方向发展通信网络的演进——计算机网络的发展计算机网络系统的分类:按照地理范围分类按照管理方式分类按照数据传输方式分类按照网络拓扑分类按照用途分类按照交换方式分类局域网(LocalAreaNetwork,LAN)覆盖范围一般不超过数十公里，通常是一幢建筑物内、相邻的几幢建筑物之间或者是一个园区的网络。广域网(WideAreaNetwork,WAN)

覆盖范围通常为数百公里到数千公里，甚至数万公里，可以是一个地区或一个国家，甚至世界几大洲或整个地球。城域网(MetropolitanAreaNetwork,MAN)

覆盖的地理范围介于局域网和广域网之间，通常为数十公里到数百公里的一座城市内。通信网络的演进——计算机网络-地理范围通信网络的演进——传输介质通信有线通信无线通信有线电通信光纤通信短波通信微波通信卫星通信移动通信双绞线架空明线同轴电缆通信按信道分类以20世纪80年代出现的光纤通信系统为代表的和以综合业务数据网（ISDN）迅速崛起为标志的现代通信阶段通信网络的演进——传输介质光纤通信双绞线同轴电缆折射角入射角

包层（低折射率的媒