通信技术的发展总结
通信技术的发展总结 第一篇
关键词:信息;创新;电子通信;发展信息
作为新世纪社会文明的新象征之一,其技术发展已成为衡量经济发展的重要指标之一。电子通信产业涉及领域众多,与人民生活息息相关,其发展程度间接体现了人民生活水平的高低。电子通信行业的快速发展使得人们享受到极大的生活便利,“无现金”生活、地球村等新生活方式都是由于电子通信技术的跃进式发展而带来的利好。然而,当电子通信技术发展愈加成熟的今天,其存在的技术创新瓶颈也极大制约了经济的突飞猛进[一]。
一电子通信技术的现状
随着信息时代的到来,我国的电子通信行业不断发展,取得了引人瞩目的成果。但后续动力不足使得我国电子通信行业的目前处境十分尴尬[二]。前行必须清扫障碍,进步需要解决问题。因此本文针对我国电子通信技术的阶段性现象,进行了剖析,发现存在如下问题。
原创不足
当前国内电子通信技术虽一直主推革新创新,原创不足的问题十分显著。我国电子通信技术对比现今发达国家,有着十年,甚至几十年的差距。我国电子通信技术起步较晚,不得不走上了“模仿”他国模式的道路。初发展阶段,模仿学习的汲取模式确实给经济带来利好。但是随着国家经济日益强大,作为重要支撑的电子通信技术依旧依赖进口,缺乏自主创新,则势必极大制约了经济和技术的双重发展。核心技术的原创缺失使得我国电子通信行业的前进步履维艰[三]。
人才流失
原创不足的核心是人才支撑的不足。作为人口大国,我们一直按着科教兴国的指导,大力培养优秀人才。国外高薪的人才待遇却诱使大量人才流失,尤其是高素质有能力的关键性人才。无人才无创新,无创新无发展,人才是产出创新的核心动力,因此人才的缺失正是我国电子通信技术发展面临的极其致命的问题。当我国辛苦培养的高精尖人才在国外创造着领先核心技术时,我们只能无条件接收大国的保密条例,付出高昂的学习成本。因此,只有开源才能解决前进不行的问题。
研究转化断接
目前,国家已警觉人才的重要性。但仅仅只是留住人才,留住成果是远远不够的,人才研究成果的转化同样是关键问题。人才好比原料,优质原料只有经过合理精准的加工然后获得最大化价值。人才的科研成果同样需要适宜的产业对接,然后将人才的科研成果效益最大化。目前,我国科研投入大多集中在高校和研究所,企业因为追求利益无法大量投入研发,研究和产业脱节情况较多,导致我国电子通信企业的创新发展受阻。以上现状均直接或间接的导致了我国电子通信行业的滞后。如何解决是当前我国面前紧要且迫切的问题。
二电子通信技术改进建议
核心原创技术和关键人才的不足严重制约了我国电子通信技术企业前进的脚步,研究转化的断层则造成极大的资源浪费。这些问题都将会波及我国经济发展,使得国民生活受到影响,只有提出并实施具有针对性的解决方案,才能使得我国的电子通信技术走上良性发展的可持续道路。
发展原创
原创技术的缺乏使得我国电子通信行业发展处处受制于人,往往依赖大国的跃进而缓慢前行。我国很多企业实行的所谓的创新,多以模仿为主,辅助产出微创新,使得企业从起步阶段就处于落后地位。因此推进关键技术的原创研究是重要且必要的。在我国电子通信行业处于的发展阶段,电子通信企业间的竞争很大程度上都可归结于核心技术知识产权的竞争。一旦企业掌握了行业的关键性技术,就可在激烈的竞争市场中站稳脚步,占据有利地位。国家必须重视关键技术的原创研发,加大相关方面的投入比重,举国之力,突破行业面临的技术难点,先站领有利地形,再持续加固,方能长盛不衰。例如当通信企业掌握l电子通信产业方面的关键技术,像是面向异构和融合分组业务的控制技术等,就能使电子通信企业优化内部调整,稳步提升,推出优势产品。通过优势产品的推出,获得利益,然后良性循环,将利益投入新技术的研发,不断产出领先一步的产品,这样就能使得企业占据极有利的重要市场地位,甚至把控相关领域的走向,获取喜人的经济效益和惊人的社会效益。随着经济和社会效益的提升,市场将会被打开,投入会更多,可持续发展才能良性进行。
吸引人才体系的建立
作为人口和教育大国,“无人缺人”是目前我国十分尴尬的遭遇。而企业的竞争恰恰是人才的比拼,原创技术的提出更是离不开高精尖人才的支持。因此,建立具有吸引力的人才培养体系刻不容缓。只有留住所培养的人才,才不辜负人才培养所耗费的人力、财力和国力。对于国家,需要大力提供更好的工作待遇和生活环境,使得有才之士愿意留在这片土地,实现自己的理想,为国家创造利益。针对高校和研究所,人才的基础培养十分重要,但实习培训一样不可少。作为电子通信技术未来的支撑,不仅需要扎实的理论基础,还需要较宽的眼界和极强的实现能力。作为企业,也需要建立对应的人才培养体系,让人才有足够的平台可以施展拳脚,并不断充电进修,完善自身,开发自己潜能。电子通信技术的人才培养就好比是电池充放电的循环,人才需要为企业创造价值,这是放电,同时企业也需为人才提供知识供给,不断补充不断充电。这样才能建立完善的人才培养体系。
提高产研结合
产研结合是将研究成果成功转化的重要步骤。如果研究成果不能有效应用于企业产出,那么创新成果就无法形成产业,企业更是无法发展和进步。目前,我国科研投入分为学术型和企业型两大类。学术型主要依托于高校和研究院所,科研人员大多在实验室里搞研究创新。国家的大力投入的确产出不少令人瞩目的科研成果,然后由于研究人员自身的局限性,众多惊人成果只能出版在论文里,无法应用在生产中。而企业中的科研因为公司的利益属性,往往不能潜心深入,使得创新结果的优势并不明显。由此,我国应加大产研结合,更多的鼓励科研人员走进企业,了解需求,有针对的解决问题,同时推进企业人员回炉深造,将需求与研究有机结合,使得研究变得更加有目的性,获得更新更好更贴近需要的的研究成果。
加强合作交流
上述中提到企业创新需要原创,拒绝模仿,但绝非要求我们坐井观天,夜郎自大,不接受外界的先进。毕竟随着我国的日益昌盛,企业间的国际合作也愈来愈多。创新是需要打开国门,而非被自己思想禁锢在狭隘的城墙内。作为高科技领域的电子通信企业应学习最前沿的“原创”,以此为基脚,设计并建设出具有自我特性的优质“房”。创新是可以站在巨人的肩膀上,借力使力,撬动地球。因为国际间、企业间的相互合作可使信息最新化,成果最优化。我国企业应开始慢慢减少对于政府扶持的依赖,逐渐适应自己求合作,求发展的生产路线。目前,我国政府也在不断尝试为各类企业提供良好的交流合作平台,通过政策的倾斜扶持代替简单的财政支撑,使得企业更加独立,更加注重以己之力,集众之力,创造更多效益。通过对于我国电子通信行业现状的研究,不难看出电子通信行业的创新会影响到国家的经济和社会的长远发展。因而,加大科研投入,建立留得住人才的培养机制,有效促进技术创新研究和转化的作用是显而易见的。从源头留人,从源头创新,不仅可以提高企业的市场竞争力和主导力,也间接提升了国力。可以预见,未来经济的快速发展会给电子通信行业带来不小的挑战,而电子通信行业只有坚持创新求发展,才能在这条路上越走越远,越走越好。
参考文献:
[一]黄信.浅论未来电子通信的技术发展和主要趋势[J].信息通信,二零一三(零七).
[二]朱丽萍.中国电信产业技术创新与激励规制研究[D].山西财经大学,二零一四.
通信技术的发展总结 第二篇
【关键词】无线通信技术;现状;发展前景
随着无线通信技术现代化的发展,无线通信技术已经应用到各个领域,其规模在不断扩大,对人们的日常生活的影响力也越来越大。随着人们对无线通信技术的需求不断增加,无线通信技术的发展前景也呈直线上升。
一 无线通信技术的发展现状
当前我国的无线通信技术发展形势凶猛,对无线通信技术的应用也是也来越广泛。其中主要包括以下方面:
移动通信
目前我国的移动通信技术最新的的发展是四G移动网络,但是当前应用较为广泛的是全球三G移动网络。三G移动网络给业务的发展提供了更全面,更广泛的发展平台。根据市场调查,我们生活周围的九零%以上用户开始使用三G移动网络服务,调查证明三G移动网络通信在未来的网络通信市场中将占据着巨大的比重,而移动网络通信的未来市场发展前景也是相当可观。
蓝牙技术
随着现代的无线网络技术迅速发展,实现了网络化的无线远程通信,将远程信息以无线数据和语音等方式进行传输,这种无线通信技术被称为蓝牙。蓝牙技术的应用是以现代无线通信技术为基础,传输无线数据和语音,实现全球通信的开放式。蓝牙技术与短距离的无线连接,一般在一零米以内[一]。它使数据传输变得更加迅速有效,并且降低传输成本。(蓝牙的描述好像不太对,这个一零米以内和实现全球通信的开放式好像没什么相关性。)
无线宽带技术
无线宽带技术就是以固定的无线通信为基础的宽带接入技术。如今无线宽带技术在我国得到了广泛的应用。多个用户通通过WLAN共享技术实现了无线网络的高速连接,用户可以随时随地的通过WLAN介入网络,轻松方便的享受网络带来的各种服务。但是与国外的无线宽带技术相比,我国的无线宽带技术仍然处于发展时期,用户的数量以及应用的范围时都十分有限,同时在无线宽带的技术上也有一定的差距。在未来的发展过程中,无线宽带技术在中国的各大城市还有很强的发展潜力。在来来,中国也会加强对无线网络技术的开发和研究,提高自身的自主知识产权,同时会加大无线宽带技术在大中城市的网络覆盖率和使用率,为用户提供更加全面的无线网络。
二 无线通信技术的发展前景
随着无线通信技术的应用规模的不断扩大和应用范围的不断提升,无线网络通信技术在未来将越来越受到人们的青睐。随着新技术的不断发掘,无线网络通信技术将会不断的深化发展,其发展趋势也将朝着更便捷更高速的方向进行,通过上文对当今无线通信技术的现状进行了分析得出,无线通信技术的发展趋势主要包括以下几个方面:
各个无线通信技术之间的技术互补增加
各个无线通信技术都有不同的特点,包括在技术特点,覆盖范围,使用区域点呢个方面都有自己有点,比如三G达到了广域无缝覆盖和强漫游的移动需求,WLAN保证了中距离多数人的高速数据传输,而蓝牙技术则实现了短距离低成本的高速数据传输[二]。每一种无线通信技术都有自己的特点和对用户最为有用的方面,我们要加强对无线通信技术的开发和研究,综合各种无线通信技术的特点,提取精华摒弃糟粕,使无线通信技术进一步一体化和多元化。
无线通信信息的个性化
无线通信技术现代化的发展目标是无线通信信息的个性化。它的主要表性形式突出在促进各种移动IP在移动设备上自由使用。如今智能手机、平板电脑等越来越受到用户的喜爱,生活中使用智能移动终端的用户随处可见,推动了整个无线通信行业的发展。随着市场对智能终端需求的不断扩大,无线通信技术的市场也在不断扩大。
网络优化融合与演进并轨
科技的发展促进了网络优化与融合的不断进步,大部分运营商都借助增量升级,继续抢占三G网络市场。随着市场的发展,网络融合是现代无线通信发展的必然要求。随着科技的发展与技术的进步,市场经济和用户需求的不断变化,市场竞争将日趋激烈,这也将进一步使计算机网、电信网、电视网等融为一体,宽带IP技术也将是三网融合在一起的支撑点和结合点,并逐渐形成统一的三网综合管理[三]。
无线通信技术的跨行业创新应用
随着无线通信技术的蓬勃发展和广泛应用,无线通信技术应用的行业也越来越多,包括医学领域、军事领域和科研开发领域等,都广泛的应用了无线通信技术。无限通信技术把各个学科的物联网包括健康、教育、军事、信息等各方面联系到一起。例如,在医学方面,随着人们对医疗质量的改善和成本的降低以及健康知识的关注提升,医院采用和无线通信技术相结合的可佩带的传感器用在用户身上或者有传感器的手机上,用户就可以随时监测自己的身体状况或者治疗慢性疾病。
未来无限网络的联合化、一体化、宽带化
不同的接入网络需要协同工作才能满足用户在不同场合不同应用的需求。由目前无线通信技术发展的情况来看,LTE技术将会变成无线通信技术的主导,形成对全世界移动网络的无缝覆盖,而类似WLAN等宽带技术,将在不同覆盖范围内与移动通信网络形成有效的互补。未来的无线通信终端也将是计算机和通信的融合,在应用的过程中,不同用户的通信终端不相互干涉,能够适应检测当前的网络环境,完成相应的网络感知与选择,并且可以优化升级下载。随着用户业务的不断广泛增加,未来通信系统的多功能化集合是发展的大势所趋,以三G或者超三G的技术为主导,WLAN等宽带接入技术为互补,形成语音、数据和图像的综合业务以及无线传输模式综合和服务模式综合[四]。
三 结束语
无线通信技术的发展给人们的生活工作带来了方便,在未来的无线通信技术发展过程中,无线通信技术也会根据不同的用户需求和社会的变化,不断提升自己的科学技术,来满足用户的需要。因此,无线通信技术在未来的发展中,前景可观,是一支拥有实力的潜力股。
【参考文献】
[一]徐迎,郑凌娟,龚宇清,杨尚瑾.光纤通信在电力系统通信中的发展前景[J].才智,二零一零,零九(二三):五五-五六.
[二]赵璐,张坤.对现代无线通信技术若干理论问题的研究[J].民营科技,二零一二,二三(零九):一零五-一零六.
通信技术的发展总结 第三篇
关键词:广播电视数字化;政策解读;
在台内数字化网络化方面,广电总局了《电视台数字化网络化建设白皮书》,确定了基本原则:统一规划、分步实施、安全可靠、互联互通、持续发展;提出了台内网分层模型:台网层、板块层、板块要素层;提出了台内网典型板块:采集交换、新闻制播、播出分发、综合制作、数字内容管理;建设互联互通体系、质量控制体系、安全保障体系;构建开放集成、资源共享、高质高效、版权保护的数字内容资源管理系统和集成分发交换平台,满足多种播出方式、多种接收终端对节目内容的需求;加大高清晰度电视节目制作力度,推动原有频道逐步向高清频道过渡;建立结构模型:点结构、串联结构、星形结构、混合结构;树立典型功能网:广播制播网、综合业务网、播控传输网;实施分层指导:基础层、数据层、业务层;规范互联互通:物理链路、网络接口、数据标准规范;建设管理体系:媒资管理、版权管理、安全管理、质量管理。
在有线电视数字化方面发展目标是:构建双向、交互、多功能的互动新媒体网络;构建电视、广播、综合信息服务的多业务体系;构建用户服务体系和质量管理体系。总局还了《有线电视网双向化改造指导意见》,规定改造原则:积极推动“光进铜退”,努力实现光纤到楼,逐步向光纤到户发展;充分利用入户线路的同轴电缆资源,采用适合当地的宽带双向接入技术。改造采用的技术:接入网光传输改造技术采用无源光网络技术APON(BPON)、EPON(GEPON)、GPON;用户接入改造技术采用HFC网络用户接入技术Cable Modem,基于以太网协议的用户接入技术EOC、BIOC,其它用户接入技术HiNOC、HomePNA、HomePlug、MOCA、WIFI。有线电视数字化要构建多业务体系:标准清晰度电视、高清晰度电视节目;数字广播节目、视频点播、互动业务、网络游戏;综合信息服务;电视商务、自助银行等现代金融服务;宽带数据接入、语音服务。要构建用户服务和质量管理体系:制定有线数字电视用户管理服务管理规范,规范有线电视网络的传输质量、服务质量――各项业务受理响应时限及质量指标,营业厅业务范围及功能设置、服务指标,呼叫/客服中心职能范围及主要服务指标;制定有线数字电视质量与服务监督管理办法,建立政府监管、行业自律、社会监督相结合的机制,维护人民群众的收视权益。
在移动多媒体广播方面,她表示其系统定义是:通过卫星或地面无线广播方式,供七寸以下小屏幕、小尺寸、移动便携的手持终端如手机、PDA、MP三、MP四、数码相机、笔记本电脑等,随时随地接收广播电视节目和信息服务等业务的系统;广播电视传输覆盖的延伸和补充,能满足移动人群随时随地获取广播电视节目和信息的需求,是填补广播电视服务空白的有效手段。
移动多媒体广播的技术体制:利用大功率S波段卫星覆盖全国一零零%国土;利用S波段增补转发器覆盖卫星信号盲区,利用UHF频段地面发射覆盖城市楼房密集区;利用城市有线电视网络传输进行深室内无线覆盖;利用双向通信网络构建回传通道实现交互;形成单向广播和双向互动相结合、中央和地方相结合的全程全网、无缝覆盖的系统。其频率规划是卫星:上行:Ku频段,下行:分发信道,广播信道二六三五-二六六零MHz;地面:S波段增补:二六三五-二六六零MHz,UHF频段增补:四七零-七九八MHz。
移动多媒体广播已颁布的行业标准有:《移动多媒体广播 第一部分:广播信道帧结构、信道编码和调制》、《移动多媒体广播 第二部分:复用》、《移动多媒体广播 第三部分:电子业务指南》、《移动多媒体广播 第四部分:紧急广播》、《移动多媒体广播 第五部分:数据广播》。
正在制定的技术标准和技术规范有:移动多媒体广播条件接收系统技术规范、移动多媒体广播接收终端技术规范、移动多媒体广播广播室内覆盖系统技术规范、移动多媒体广播低码率音/视频编码器技术要求和测量方法、移动多媒体广播复用器技术要求和测量方法、移动多媒体广播电子业务指南服务器技术要求和测试规范、移动多媒体广播紧急广播服务器技术要求和测量方法、移动多媒体广播数据广播服务器技术要求和测量方法、移动多媒体广播调制器/激励器(U、S)技术要求和测量方法、移动多媒体广播分发信道调制器技术要求和测量方法、移动多媒体广播条件接收系统技术要求和测量方法、移动多媒体广播终端技术要求和测量方法、移动多媒体广播测试接收机技术要求和测量方法、移动多媒体广播发射机技术要求和测量方法、移动多媒体广播地面填补转发器技术要求和测量方法。
在移动多媒体广播方面,已生产出整个产业链的技术和设备产品,包括:信源编码器、复用器;广播信道调制器、分发信道调制器;分集天线、调谐器;解调芯片、各类接收终端;加密机;测试仪器。
移动多媒体广播已进行规模性技术试验。二零零七年一零月开始在北京、上海、天津、秦皇岛、青岛、沈阳等奥运城市和广州、深圳市进行技术试验,北京已建成三点覆盖的单频网,接收效果良好。正在奥运城市、直辖市、省会城市、计划单列市共三七个城市开展大规模技术试验。确保在奥运会前开始播出。
移动多媒体广播的发展原则:纳入媒体管理――属于媒体业务,由广电总局负责监管并实行市场准入制度;坚持自主创新――支持和使用我国自主研发的具有自主知识产权的信道传输技术,带动民族工业发展;坚持四个统一――统一标准、统一建设、统一运营、统一管理,支持全国漫游;促进三网融合――面向多种类型终端、广播与通信技术相结合,相互促进,相互发展。
通信技术的发展总结 第四篇
【关键词】 移动通信技术 节能减排 网络设计规划
前言:本文此次针对该命题的研究将着重从当前绿色绿色无线移动通信技术的研究着手,探寻提高移动通信设备使用寿命及降低各种污染所带来不良影响的手段与方式,继而对其作出总结与思考,以为通信行业步入绿色化发展轨道提供帮助。
一、绿色无线移动通信技术的研究
优化移动通讯的网络结构
随着我国国民经济进入到新常态经济发展阶段,节能减排成为了当前各行各业所面临的主要问题。对于移动通信行业来讲,推动其绿色通信步伐的关键之一在于构建出更加合理的、高效的网络结构,网络拓扑结构反映出了在移动通信网络之中各个用户的结构关系,是构建更加通畅的通信网络的第一步。
同时该结构也是当前各种网络协议实现的基础条件,对于移动通信网络的整体性能、移动通信系统的可靠性与费用均存在着较为密切的关联性。当前移动通信业所广泛使用的总线结构尽管能够实现网络的有效沟通,但是不可避免的增加单位容量耗能,使得能源利用率相对较低。
而简化现有的网络拓扑结构,在移动通信系统的发射端以及用户接收端之间分别使用众多的发射与接收天线,促使移动通信信号的能够通过众多发射端与接收端有效传输,在改善通信质量的同时,也在很大程度上充分利用了移动通信行业手中的空间资源,因而使得在不增加频谱以及移动通信跳线发射功率的情况下,成倍的提高了无线移动通信系统的信道容量。
此外,现代化的多入多出技术(Multiple-Input MultipleOutput,MIMO)还能够将移动通信网络之中广泛分布的处理器核心、储存以及网络宽带资源予以有效整合,降低了整个系统对于电力能源的消耗,为移动通信企业节约了大量的建设及运维成本,因而该技术已经被社会各界所广泛关注并被认为是下一代绿色无线移动通信技术发展的核心技术之一[一]。
强化对光子技术的研发与应用
绿色无线移动通信的实施除了依赖于移动通信系统自身外,对于移动终端同样提出了较高的要求。特别是当前无线网络技术的广泛推广使用,更是凸显出了移动通信终端绿色化发展的急迫性。
因而,本文认为,针对绿色无线移动通信技术的研究必须高度关注此方面内容,特别是将光子技术融入到移动通信终端的生产与应用之中,以此来提高通信系统的工作效率,降低移动终端自身能耗,为绿色通信做出帮助。光子CMOS技术主要作用在移动通信终端设备的物理层,通过将多种化学或者是电学元器件集成在一个系统上,使得各个元器件之间能够依靠光波导进行相互通信,在移动终端设备应用时,只需要将通信信号转换为光子,传输至另一部终端设备,之后将光子转化为电子,即可以实现二者之间的有效变换与沟通[二]。
此外,将光子CMOS技术应用在当前四GLTE手机上,并且与精简指令集CPU的硬件平台进行融合,从而提高移动终端设备续航能力的同时,为该终端产品价格与能耗的降低做出了突出的贡献。
二、对绿色无线移动通信技术的思考
当前绿色无线移动通信技术之所以无法大面积推广使用,本文在做出深刻反思之后得出了困扰该技术的原因集中在以下两个方面:
首先,绿色无线移动通信技术尚处于研发阶段,并没有形成成熟的产品,因而在其社会价值与使用价值上仍然有待进一步商榷。由于移动通信系统当前已经涵盖到了社会经济的方方面面,在未经过实际检验之下贸然推广绿色无线移动通信技术,必然导致社会秩序的混乱,从而给国民经济发展带来不良影响。
其次,价格并不具有竞争优势。由于技术尚未完全成熟,因而其所生产出来的试验品价格相对高昂,并且对于移动终端设备提出的要求随之提升。此种情况下必将导致通信行业客户大幅流失,从而不利于行业发展。所以,当绿色无线移动通信技术成熟之后,如何提高性价比将会成为困扰其推广使用的重要因素。
三、结论
综上所述,绿色无线移动通信技术的研发是当前乃至今后国民经济发展主流趋势的客观要求,而在此过程中,成熟度以及相应产品性价比将会是困扰其推广使用的重要难题,有待于移动通讯行业进一步加以解决。
参 考 文 献
通信技术的发展总结 第五篇
通信: 泛指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递,从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下采用任意方法、任意媒质,将信息从某方准确安全地传送到另方。
古代人类通过肢体感官、语言声音等进行面对面的近距离交流,虽然这种方式一直延续至今,但是有一定的空间局限性。
从《东周列国志》第五十一回:“越椒又复一箭,恰恰的把左笠射箇对穿。庄王且教回车,鸣金收兵。” 可以看出,古代人类有利用发出声音的工具进行短距离通信。
最初的风筝是为了军事上的需要而制作的,它的主要用途是用作军事侦察,或是用来传递信息和军事情报。到了唐代以后,风筝才逐渐成为一种娱乐的玩具,并在民间流传开来。 军事上利用风筝的例子,史书上多有记载。汉初楚汉相争时,刘邦围困项羽于垓下,韩信向汉王刘邦建议用绢帛竹木制作大型风筝,在上面装上竹哨,于晚间放到楚营上空,发出呜呜的声响,同时汉军在地面上高唱楚歌,引发楚军的思乡之情,从而瓦解了楚军的士气,赢得了战事的胜利。
西周末期,周幽王为博褒姒(bāo sì)一笑,点燃了烽火台,戏弄了诸侯。褒姒看了果然哈哈大笑。幽王很高兴,因而又多次点燃烽火。导致诸侯们都不相信烽火,也就渐渐不来了。后来犬戎攻破镐京,杀死幽王。幽王的儿子周平王东迁,开始了东周时期。“烽火戏诸侯”,这个成语的典故,就知道当时古代人类利用了烟雾信号进行远距离通信,但这也存在信号不准确的问题。
古代人类利用鸽子能够返巢的特点,将书信等信息进行远距离通信,但是这种方式不是准确有效的。
“一骑红尘妃子笑”,这个典故可以了解到,古代人类建立了有组织的机构——驿站。就像现在的快递机构一样,那时有专门的人通过马递或者步递等方式进行远距离通信,但还无法达到实时通信。
灯塔起源于古埃及的信号烽火。世界上最早的灯塔建于公元前七世纪,位于达尼尔海峡的巴巴角上,像一座巨大的钟楼矗立着。那时人们在灯塔里燃烧木柴,利用它的火光指引船的航向。
船上使用信号旗通信至今已有四零零多年的历史。旗号通信的优点是十分简便,因此,即使当今现代通信技术相当发达,这种简易的通信方式仍被保留下来,成为近程通信的一种重要方式,现在的军舰、航母上也有类似的信号旗。
一八世纪(一七九四年),法国工程师 克劳德.查佩 成功地研制出一个加快信息传递速度的实用通信系统。该系统由建立在巴黎和里尔二三零千米间的若干个通信塔组成。在这些塔顶上竖起一根木柱,木柱上安装一根水平横杆,人们可以使木杆转动,并能在绳索的操作下摆动形成各种角度。在水平横杆的两端安有两个垂直臂,也可以转动。这样,每个塔通过木杆可以构成一九二种不同的构形,附近的塔用望远镜就可以看到表示一九二种含义的信息。这样依次传下去,在二三零千米的距离内仅用二分钟便可完成一次信息传递。 该系统在一八世纪法国革命战争 (一七八九年七月一四日法国大革命爆发) 中立下了汗马功劳,但是克劳德的通信系统在使用中暴露出的缺陷也越来越明显,人为因素再加上天气的原因都影响了它的发展。
通信技术的发展总结 第六篇
移动通信技术紧跟市场需求,明确岗位定位。移动通信技术培养从事移动通信运营和移动通信制造行业的应用型技术人才和销售服务人才。毕业生能够掌握移动通信技术的基础理论和专业技能,能够从事通信工程安装、调试、设备管理与维护,移动通信相关产品、检修、测试、营销工作。从事的岗位主要是网络优化工程师,基站运维工程师,室内分布工程师,数据传输工程师等。
二、我校移动通信技术结合外国的办学经验和我校的办学特色
总结多年来校企合作办学的经验,构建“专业知识+通识教育、课堂学习+课外活动、理论知识+实践教学、学校+企业、知识能力+技术技能”的新的培养模式,推进我校移动通信技术专业教学改革与实践。应用型人才的培养,更注重知识与一线生产实践的结合,更加重视实践性教学环节。所以在教学过程中,更多的采用案例教学法,项目教学法,任务教学发等,更加注重项目实训和企业实习,并将此作为融会贯通学生有关专业知识和专业技能,并将此转化为生产力。
三、构建新的教学环节
“基础课程———专业基础课———专业拓展课”专业教学课程体系以及“理论———模块实践———整体项目实训”的实践教学环节开展全面的校企合作,适应现代社会工作新需求的发展需要,合理的改革相关专业课程,并且与企业共建专业课程,加强校内校外实践基地的建立,培养学生具有一定的管理和操作技能,还要有创新设计和开发能力。
四、积极促进教师团队的建设
教师队伍要强调学术和实践的统一。教师队伍要一手抓学习,一手抓研究,面向全体,突出骨干,循序渐进,在较短的时间里让教师的工作能力有了迅速地提高。随着信息时代的到来,终身学习成为我们生活和工作的重要内容,知识更新变化特别快,尤其是通信领域,每一年都有很大的变化,前两年三G才刚刚普及,现在四G就已经飞速发展,所以作为老师也要不断学习,提升自己的专业水平,“要想给学生教授一杯水,自己要有一桶水”。
通信技术的发展总结 第七篇
二网络业务数据化、分组化
无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速,被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种,一种是电路交换型的移动数据业务,如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD;另外一种是分组交换型的移动数据业务,如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。
目前,无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分,但是在未来的两年中这种状况将开始扭转,并大大改变。一九九九年以后,随着HSCSD、GPRS等新的高速数据解决方案显露峥嵘,并成为数据应用的新焦点,无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分,它预示着未来大量的商业机遇。
(一)应用驱动市场
无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务,然而无线数据则不同,无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验,并从中受益。
在过去的十年里,传统的生活方式已经在迅速改变,人们更经常性地移动,职业和个人生活之间的分界变得模糊,人们需要不分时间、地点访问很重要的信息。发生在用户身上的这种生活方式的改变将成为驱动无线数据业务发展的重要因素。
(二)因特网的影响
和通信的其他领域一样,无线数据业务的一个最重要的驱动力来自Internet。根据最近的研究,未来两年欧洲的因特网用户数量将翻一番。在我国,因特网用户的年增长率将高达三零零%,显然用户在运动中接入因特网的需求将会增长。
为了满足接入因特网的需求,一个全球性的开放协议——无线应用协议(WAP)应运而生。WAP为将Internet的信息内容以及增值业务传送到移动终端提供了一种开放的通用标准,实现了IP与GSM网络的桥接,是一个为厂商提供加速市场增长、避免网络割接、保护运营商投资的标准,WAP确保任何与WAP兼容的GSM手机都能工作。
(三)数据速率的发展
GSM承载业务所提供的GSM数据速率最高只能达到/s。国际上一九九八年引入的高速电路交换数据(HSCSD)技术将实现五七kbit/s的数据速率,对要求连续比特率和传输时延小的应用是理想的,如会议电视、电子邮件、远程接入企业的局域网和无线图像。一九九九年商用化的GPRS是第一个GSM分组数据应用,将实现超过一零零kbit/s的数据速率。对较短的“突发”类型业务是理想的,如信用卡认证、远程测量和远程事务处理。EDGE(增强数据速率GSM改进模式)使用修改过的GSM调制方式来实现超过三零零kbit/s的数据速率。EDGE会让GSM运营商特别受益,他们不但可以赢得第三代移动通信的经营执照,还可以提供有竞争力的宽带数据业务。
个人多媒体通信——网络演进的方向
对随时随地话音通信的追求使早期移动通信走向成功。移动通信的商业价值和用户市场得到了证明,全球移动市场以超凡的速度增长。移动通信演进的下一阶段是向无线数据乃至个人移动多媒体转移,这一进展已经开始,并将成为未来重要的增长点。个人移动多媒体将根据地点为人们提供无法想像的、完善的个人业务和无线信息,将对人们工作和生活的各个方面产生影响。在个人多媒体世界里,话音邮件和电子邮件被传送到移动多媒体信箱中;短信将成为带有照片和视频内容的电子明信片;话音呼叫将与实时图像相结合,产生大量的可视移动电话,还将实现移动因特网和万维网浏览。像无线会议电视这样的应用将随处可见,电子商务将蓬勃开展。对于运动中的用户还有随时随地的各种信箱和娱乐服务。
三网络技术的宽带化
在电信业历史上,移动通信可能是技术和市场发展最快的领域。业务、技术、市场三者之间是一种互动的关系,伴随着用户对数据、多媒体业务需求的增加,网络业务向数据化、分组化发展,移动网络必然走向宽带化。
通过使用电话交换技术和蜂窝无线电技术,七零年代末诞生了第一代模拟移动电话。AMPS(北美蜂窝系统)、NMT(北欧移动电话)和TACS(全向通信系统)是三种主要的窄带模拟标准。第一代无线网络技术的一大成就就是去掉了将电话连接到网络的用户线。用户第一次能够在他们所在的任何地方无线接收和拨打电话。
第二代系统引入了数字无线电技术,它提供更高的网络容量,改善了话音质量和保密性,并为用户引入了无缝的国际漫游。今天世界市场的第二代数字无线标准,包括GSM、MMPS、PDC(日本数字蜂窝系统)和IS九五CDMA等,均仍为窄带系统。
第三代移动系统,即IMT-二零零零,是一种真正的宽带多媒体系统,它能够提供高质量宽带综合业务并实现全球无缝覆盖。二零零零年以后,窄带移动电话业务需求将依然很大,但随着Internet等高速数据通信及多媒体通信需求的驱动,宽带多媒体综合业务将逐步增长,而且就未来信息高速公路建设的无缝覆盖而言,宽带移动通信作为整个移动市场份额的子集将显得愈来愈重要。
第三代系统预计在二零零二年投入商用。
从第二代到第三代系统的变化并不像从第一代模拟网络到第二代数字网络那样存在重大的技术变迁。从目前的技术发展现状和趋势来讲,第二代系统将逐步子滑过渡到第三代系统,在此演进过程中,移动网络所能实现的数据速率逐步升级:GSM承载业务所能提供的数据速率为/s,一九九八年商用的HSCSD技术实现了五七kbit/s的数据速率,一九九九年引入的GPRS将实现超过一零零kbit/s的数据速率,将在二零零零年引入的EDGE技术可实现超过三零零kbit/s的数据速率。二零零一年后投入商用的第三代系统将能够在广域网上实现三八四kbit/s的数据速率,在办公室和家中还可以达到二Mbit/s。
四网络技术的智能化
移动通信需求的不断增长以及新技术在移动通信中的广泛应用,促使移动网络得到了迅速发展。移动网络由单纯地传递和交换信息,逐步向存储和处理信息的智能化发展,移动智能网由此而生。移动智能网是在移动网络中引人智能网功能实体,以完成对移动呼叫的智能控制的一种网络,是一种开放性的智能平台,它使电信业务经营者能够方便、快速、经济、有效地提供客户所需的各类电信新业务,使客户对网络有更强的控制功能,能够方便灵活地获取所需的信息。移动智能网通过把交换与业务分离,建立集中的业务控制点和数据库,进而进一步建立集中的业务管理系统和业务生成环境来达到上述目标。通过智能网,运营公司可以最优地利用其网络,加快新业务的生成;可以根据客户的需要来设计业务,向其他业务提供者开放网络,增加收益。
移动智能网的研究,早在一九九五年就已开始,刚开始并没有具体的标准协议出现,各厂商各自制定了自己的标准,并且据此进行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期产品。这些工作为最终移动智能网标准的形成积累了经验。
一九九七年末,美国蜂窝电信工业协会(CTIA)制定了移动智能网的第一个标准协议——IS-四一D协议。一九九八年一月,欧洲电信标准研究所(ETSI)在GSMphase二+阶段引入了CAMEL协议(移动通信高级逻辑的客户化应用程序),当时的版本是Phase一。一九九八年四月,ITU-T在新推出的智能网能力集一二标准中描述了移动接入的功能实体,称为CAMELphase二标准。
伴随着移动网络向第三代系统的演进,网络的智能化程度也在不断地提升。智能网及其智能业务是构成未来个人通信的基本条件。
五更高的频段
从第一代的模拟移动电话,到第二代的数字移动网络,再到将来的第三代移动通信系统,网络使用的无线频段遵循一种由低到高的发展趋势。一九八一年诞生的第一个具有国际漫游功能的模拟系统NMT的使用频段为四五零MHz,一九八六年NMT变迁到九零零MHz频段。我国目前的模拟TACS系统的使用频段也为九零零MHz。在第二代网络中,GSM系统的开始使用频段为九零零MHz,IS-九五CDMA系统为八零零MHz。为了从根本上提高GSM系统的容量,一九九七年出现了一八零零MHz系统,GSM九零零/一八零零双频网络迅速普及。二零零二年将投入商用的第三代系统IMT-二零零零则定位在二GHz频段。
六更有效利用频率
无线电频率是一种宝贵资源。随着移动通信的飞速发展,频谱资源有限和移动用户急剧增加的矛盾越来越尖锐,出现了“频率严重短缺”的现象。解决频率拥挤问题的出路是采用各种频率有效利用技术和开发新频段。
模拟制的早期蜂窝移动通信系统采用频分多址方式,主要通过多信道共用、频率复用和波道窄带化等技术实现频率的有效利用。随着业务的发展,模拟系统已远不能满足用户发展的需求。数字移动通信比模拟移动通信具有更大的容量。同样的频分多址技术,数字系统要求的载_较小,因而频率复用距离可以小一些,系统的容量可以大一些。而且,数字移动通信还可采用时分多址或码分多址技术,它比模拟的频分多址制在系统容量上大四-二零倍。
GSM作为最具代表性和最为成熟的数字移动通信系统,其发展历程就是一部频率有效利用技术的演进史。GSM采用时分多址制式,其对频率的有效利用主要是通过频率复用技术的不断升级实现的。从传统的四×三方式,到三×三、一×三、MRP、二×六等新的复用技术,频率复用的密集度逐步提升,频谱效率快速提高,GSM系统的容量得到逐步释放。一九九五年开始投入商用的IS-九五CDMA(窄带)系统,以无线技术的先进性和大容量等特点著称。它以扩频技术为基础,不同用户的信号靠不同的编码序列来区分,如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是相互重叠的,故理论上CDMA系统的频谱利用率比GSM系统更高,网络容量更大。同时CDMA系统具有一定的过载能力,即系统具备软容量。作为未来第三代移动通信系统主流无线接入技术的WCDMA(宽带码分多址)能够更高效地利用无线电频率。它利用分层小区结构、自适应天线阵和相干解调(双向)等技术,网络容量可得到大幅提高,可以更好地满足未来移动通信的发展要求。
七网络趋于融合,走向统一
第三代移动通信系统的结构
第三代系统的主要目标是将包括卫星在内的所有网络融合为可以替代众多网络功能的统一系统,它能够提供宽带业务并实现全球无缝覆盖。为了保护运营公司在现有网络设施上的投资,第二代系统向第三代系统的演进遵循平滑过渡的原则,现有的GSM、D-AMPSIS-一三六等第二代系统均将演变成为第三代系统的核心网络,从而形成一个核心网家族,核心网家族的不同成员之间通过NNI接口联结起来,成为一个整体,从而实现全球漫游。在核心网络家族的,形成一个庞大的无线接入家族,现有的几乎所有的无线接入技术以及WCDMA等第三代无线接入技术均将成为其成员。
通信技术的发展总结 第八篇
关键词:四G;移动通信技术;特征;发展趋势
四G移动通信技术出现,是无线通信技术历史上的又一次重大变革。它一方面将三G与WLAN集于一体,能够快速传输高质量的数据、视频、音频和图像等;另一方面能满足几乎所有用户对于无线通信服务的要求。通过对比,四G通信技术有着不可比拟的优越性,因此,对四G移动通信技术的研究具有非常重要的现实意义。
一、四G移动通信技术的概念及主要特征
我们所谓的四G,也就是第四代移动通信技术,只是一个通用的名称,是近些年全球无线通信技术发展的总体趋势。四G网络结构可分为物理网络层、中间环境层和应用网络层三层。其中,物理网络层可以提供接入及路由选择功能;中间环境层对网络服务质量进行映射;应用网络层主要负责地址变换和完全性管理等。物理网络层、中间环境层与应用网络层之间的诸多接口都是开放的,更易于下一步的发展和为客户提供新的服务。提供给客户的无缝高数据率的无线通信服务,并将其运行于多个频带,而且具有广泛的适用性,包含诸多运营商、服务商。具体而言,四G移动通信技术的主要特征包括以下几个方面:
(一)移动化
四G移动通信技术的移动化,即是忽略人们的地理位置,实现了一种“无所不在、无时不在”的高速信息传递模式。重点是无线,距离也要更远,如果以基地台为圆心的话,传输距离要超过一零km。无线通信技术的发展趋势已决定了其在现代通信中的重要地位,传输距离更远,意味着其建设的进度要更加快速。
(二)宽带化
四G移动通信技术的宽带化是对用户特殊业务需求的满足,包括视频业务以及流媒体等业务。之前二G和三G网络已部分解决了用户的语音需求以及数据传输应用,而在四G网络中最能体现其宽带化的是视频应用。尽管三G已经向视频宽带逐步发展,但是其发展能力有限,本质上并无太大变动,如果用户过多,就会导致宽带拥堵现象。四G移动通信技术的带宽、频谱利用率以及吞吐量都要数倍于三G移动网络。
(三)IP化
四G移动通信技术另一特征就是IP化,也就是说能够支持IP协议。具体而言,是以IP协议为基础的网络世界,任何一个使用者均拥有一个专属的号码,在任何地方都能利用四G移动通信技术接入网络。
(四)融合化
四G移动通信技术的不断发展,各种无线技术在NGN架构下进行融合和共存,各种无线技术发挥各自的优势,形成多层次的无线网络环境。
(五)灵活性
四G移动通信技术采用的是智能化技术,使得其能够自适应的对资源进行配置和优化,可以对通信过程中发生的业务流程进行处理,以确保通信数据量的要求。
(六)兼容性
四G移动通信技术在一定程度上实现了全球统一,是一个全球服务标准,使得所有的移动通信服务商的用户都可以接入四G服务,客户拥有一部手机即可在全球任何地方实现通信功能。
(七)层叠系统
四G移动通信技术的一项重要特征是其层叠系统,也就是说需要同时使用两个离散频谱,这主要是由于为了实现一Gbps的峰值速率,对四G移动通信技术的带宽提出更高要求,然而其在小于三GHz的频段分配一零MHz连续频谱是无法实现的,而且在高频段无法实现无缝全域覆盖以及高速移动,所以需要同时使用一部分小于三GHz的频谱。
二、第四代移动通信技术应用存在的主要问题
四G移动通信技术的核心技术还需要不断改进,以适应不同运营商和用户的个性化需求。现阶段,对四G移动通信技术的研究和推广过程中,还存在许多问题,严重制约了四G移动通信技术的发展。目前,四G移动通信系统面临的问题主要在于以下几个方面:
(一)如何统一世界通信制式
虽然四G移动通信系统的兼容性要远远超过三G移动通信系统,但是仍然需要面对全球范围内通信制式缺乏统一标准的问题。要想解决这个问题,还需要世界各大通信厂商之间的沟通和协调。
(二)如何提高系统容量
四G系统最大的优势就在于其超高的传输速度。但就目前来看,由于受通信系统容量的限制,四G系统超高速传输仍然只能在理想状态下实现。未来能否大幅度提升通信系统容量,将是制约四G通信系统传输速度的关键所在。
(三)如何保证现有网络基础设施的更新速度
目前,全球通常的无线基础设施主要是面向三G移动通信系统建立的,虽然四G已经初步解决了与三G的兼容问题,但是仍然需要面对现有网络设施的更新问题。如果网络设施更新速度得不到保证,将极大地延后四G通信系统的应用,这些问题大多集中在移动通信网络IP问题,以及四G网络通信标准协议问题等。针对我国存在着庞大的三G和二G网络的问题,应当采取何种措施及方法,对现有的移动通信基础设施进行改造和更新,这将是摆在我们应用四G移动通信技术之前的首要问题。
三、四G移动通信技术的展望
数据统计调查显示,全球的移动通信用户终端数量高达四十五亿,占地球总人口数量的四分之三,移动通信将人与人之间的交流和沟通变的更加简易和便捷。纵观移动通信的发展史,三G移动通信技术推动了智能手机和掌上电脑的发展,用户可以通过智能手机等终端设备接入互联网,未来的四G移动通信技术将使得高速数据传输的更快,让可视化、多元化走进人们的日常生活,更加丰富多彩的四G移动通信技术和应用将在一定程度上改变未来人与人之间、人与物之间、以及人与网络之间的关系。毫不夸张的说,随着四G移动通信技术的发展,人类将真正的步入无线互联时代。
四、结束语
综上所述,本文通过对有关四G移动通信技术的特征和应用进行分析和探讨,四G通信作为下一代移动通信技术,伴随着自身强大的竞争力,已经成为不久的将来人与人之间通信的主要方式,也将在很大程度上变革人们的生活方式和生活习惯,同时对于社会的信息化发展和进步有着重要的推动作用。
参考文献:
[一]刘亚峰.数字电视机顶盒的关键技术及发展趋势探究[J].科技信息,二零零八(二六).
[二]李平,申艳秋,王雪.Femtocell技术及网络结构分析[J].黑龙江科技信息,二零一一(一六).
通信技术的发展总结 第九篇
关键词:短波通信;特征;发展方向
一、前言
自二零零零年以来,科学发展飞跃式的前进,经济的快速发展带动了一系列的行业,其中通信类行业发展更是速度惊人,科学技术作为第一生产力,通信技术顺应了市场的发展。经济的推动力下,通信行业不断地成长与发展。一九二五年左右,研究人员通过实验发现了电离层和短波,短波通信具有比其他同类产品更好的机动性和顽固性在三十年前宣告加入数字通信,开启了数字通信的新纪元。当今,短波通信技术应用范围日益广泛,能力不断提高,不断改善和强化,在数字化越来越先进的今天,数字媒介,频率扩容通信技术的不断发展,短波通信技术不断地向更加实用性发展。
二、短波通信技术的特点
(一)信道分离。短波通信技术是一项分离数据和音频信道但又让两者存在相邻关系的系统,如此一来,既能使二者保持相近的传输性能,又能使得流量保持各自的属性,使高效的传输和快速简历得以实现,为了提高系统的灵活性,自动链路将同数据传输用同样的突发波。第三代短波通信技术作为主导技术,结合了第二代的异步方式以及现代的同步方式建立新的链接系统。同步方式相比之下更加缩短时间,使得应用商在一定时间内的确定性。
(二)管理业务水平。短波通信技术的研究始终没有中断,现代化的科技竞争日趋激烈,其在各个领域的特殊性必然成为热门的研究对象,因此一系列的研究和讨论在不断的进行,使得短波通信技术不断地发展,短波通信受到越来越多的重视,其研究延伸到各个领域,不断地更新和创造。断臂通信技术以其建立链路的同时抗干扰方便建立以及携带快速建立链路的特点。是迄今在各行各业应用最为广泛的技术,其管理能力显而易见。因其自身的特殊性,使得它相比其他技术在艰苦的条件下依然可以实现通信的更加突出的优势。
(三)短波通信技术的发展。科学技术是第一生产力,其推动作用也是不容忽视的,短波通信技术即是在这样的推动下具备了越来越多的优点,不断发展,趋于成熟化,其优势越来越多的应用于军事,起到其他技术所不能起的作用,占有了一席之地。通信技术与网络的发展迅速,大多数国家对通信段波技术也在研究阶段,数字化的今天,短波技术有望进入数字化研究的行列,我们日常使用的数码产品,体积不断的缩小,外形不断地强化,其功能越来越强大,不断地提升,不断地壮大,不断地稳定。通信短波向越来越的行业延伸,不断地发展,使得外形与收效不断地形成越来越大的反比,除ASAPS测试系统与ALE自适是最常见的被广泛使用的频率外,新出现的短波全频以及自适应选频系统和频率管理系统为未来发展的趋势。
三、短波通信技术发展前景
(一)设备配置灵活,隐蔽、保密性好。科学不断进步,时代不断发展,先进的设备并不是无可替代的,总有时效性。短波通信以其自身的独特优势被我国的军事领域长期使用,具有优于其他科技的先进之处,有其自身的存在价值。
军事领域中,地域的广泛和距离的长度是亟待解决的问题,现实情况不允许中继设备,然而数百公里乃至数千公里的全球通信在战争突然爆发的时候都会受到严重的损坏,卫星也不例外。然而短波通信很自然的解决了这个问题,相比较其他通信来说,它的优势显而易见――抗自毁和自主通信的能力都是其领域中最先进的,通信灵活,可以随时移动到任何地点。卫星通信没有短波通信的隐蔽性强,保密性好,战争中,敌人的探测装置很难探测并破坏短波通信,这点卫星显然不足,因此在军事领域短波通信拥有不可比拟的特殊地位,自开始投入使用至今,其功劳是不可比拟的。
(二)短波通信的发展潜力。一个世纪之前,当时国外优秀的电力工程师利用无线通信连接了世界。从那时起,无线通信开始广泛被人们所关注,开始了它的深入研究,以至于至今它的飞速发展。它的价格得以被大众所接受,使得它的使用更加广泛,是人们缩短了区域及地点的局限性,灵巧的外形,以及简便的操作,使得无线电波成为人们的主要通信方式。二零世纪四零到六零年代短波通信发展有了极大的飞跃,被各个领域所广泛运用,几乎世界上所有的国家都设置了两个网络。二零世纪中后期,与此同时卫星通信的崛起在一定程度上弥补了短波通信在一些方面的不足之处使得短波通信曾一度低靡,带宽和射频问题先后出现,使得短波通信渐渐被卫星通信所替代,而卫星通信一度成为最先进的通信方式。然而发展至今,短波通信的优势之处再次被人们提起。它不受网络的制约,不需要中间环节,抗击能力也超乎想象。此时与短波通信相比卫星通信显得昂贵,成本和技术都成为使用者首要考虑的问题,尤其是一些发展中国家都会因为成本问题而再次选择技术起点低,价格低的短波通信作为广泛的使用。科技的不断进步,经济的不断增长,短波通信技术的优点逐渐显露,技术不断发展,短波通信技术日趋成熟,越来越被人们所喜爱。
四、结语
短波以其信道分离、管理业务水平以及技术水平起点低,价格低廉等其他同类通信方式不同的优秀特点。当今社会,我们被数字化的生活所包围,科技的飞跃发展,短波通信技术越来越多的被人们所认识,日常生活越来越多的被短波通信技术所包围,在通信日趋完善的今天,短波通信在不断发展自身完善自己的同时,不停地在为便捷我们的生活做着不可限量的贡献,越来越多的为人们所接受。各个领域都离不开短波通信技术的优质有效的服务。
参考文献:
[一]李彦丽,张义尉,段晓辉,焦秉立.短波信道相干带宽的计算[J].北京大学学报(自然科学版),二零零八,二三(五).
[二]柯华足.短波通信技术发展与分析[J].现代营销,二零一一,五.
[三]高海涛,程云鹏.频谱感知技术在短波通信中的应用[J].电讯技术,二零零九,二零(四).
通信技术的发展总结 第一零篇
现代通信的发展,得从电和磁现象的研究与发展说起
电: 电是一种自然现象,指静止或移动的电荷所产生的物理现象,是像电子和质子这样的亚原子粒子之间产生的排斥力和吸引力的一种属性。 自然界的闪电就是一种电现象。电磁力是自然界四种基本相互作用之一。电子运动现象有两种:缺少电子的原子称为带正电荷,有多余电子的原子称为带负电荷。
基本相互作用: 基本相互作用(fundamental interaction),为物质间最基本的相互作用,常称为自然界四力或宇宙基本力。迄今为止观察到的所有物质的物理现象,在物理学中都可借助这四种基本相互作用的机制得到描述和解释。
四种基本相互作用: 强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用、引力相互作用 大统一理论认为:强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用可以统一成一种相互作用,目前统一弱相互作用和电磁相互作用的电弱统一理论——>合称 弱电相互作用,已经获得实验证实。
早在对于电有任何具体认知之前,人们就已经知道发电鱼(electric fish)会发出电击。四七五零年前撰写的古埃及书籍记载,这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”,是所有其它鱼的保护者。大约两千五百年之后,希腊人、罗马人,阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者,才又出现发电鱼的记载。 古罗马医生 Scribonius Largus 也在他的大作《Compositiones Medicae》中,建议患有像痛风或头疼一类病痛的病人,去触摸电鳐,也许强力的电击会治愈他们的疾病。
春秋战国时代(公元前七七零年-公元前二二一年),我国古代人民根据磁石的特性研制出了司南(后来的指南针),是中国的四大发明之一,它能够辨别方向。
静电(static electricity)——》实质是一种处于静止状态的电荷,流动的电荷就形成了电流 静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高一万多伏,而橡胶和塑料薄膜表面的静电更是可高达一零多万伏。日常生活中,没有正确预防静电,会造成许多严重的后果,例如火灾、在修理电脑主板时静电对电子元器件的损伤等等。 在干燥和多风的秋天,在日常生活中,人们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱;拉门把手、开水龙头时都会“触电”,时常发出“啪”的声响,这就是发生在人体的静电。 所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电,当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电,但无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。
摩擦为什么会产生静电?——》实质是物体之间电子的转移导致,失去电子的物体带正电荷,得到电子的物体带负电荷 任何物体都是由原子构成的,而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成,电子绕着原子核运动。在通常情况下,原子核带的正电荷数跟核外电子带的负电荷数相等,原子不显电性,所以整个物体是中性的。原子核里正电荷数量很难改变,而核外电子却能摆脱原子核的束缚,转移到另一物体上,从而使核外电子带的负电荷数目改变。当物体失去电子时,它的电子带的负电荷总数比原子核的正电荷少,就显示出带正电;相反,本来是中性的物体,当得到电子时,它就显示出带负电。 两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子。摩擦产生静电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果,使两个物体带上了等量的电荷。
静电的吸附现象——》实质是异形电荷互相吸引导致 “静电能够吸附住纸片,是因为“静电吸附”现象的产生。带负电荷的玻璃棒,靠近不带电的小纸片,小纸片靠近玻璃棒的一边会感应出正电荷(另一边感应出的是负电荷);然后玻璃棒的负电荷与小纸片中的正电荷互相吸引,产生“静电吸附”现象。 同理,当一个带有静电的物体靠近另一个不带静电的物体时,由于静电感应,没有静电的物体内部靠近带静电物体的一边会集聚与带电物体所携带电荷相反极性的电荷(另一侧产生相同数量的同极性电荷),由于异性电荷互相吸引,就会表现出“静电吸附”现象。
在地中海区域的古老文化里,很早就有文字记载,将琥珀棒与猫毛摩擦后,会吸引羽毛一类的物体。 二六零零年前左右,古希腊的哲学家泰勒斯
(Thales, 六四零-五四六 .)就做了一系列静电的观察。从这些观察中,他认为摩擦使琥珀变得磁性化。这与矿石像磁铁矿的性质迥然不同;磁铁矿天然地具有磁性。虽然泰勒斯的见解并不正确。但后来,科学证实了磁与电之间的密切关系。泰勒斯是人们所知最早研究电现象的科学家。
几千年来,人们只是观察了雷电等自然现象,并不了解电的本质,直到一六零零年,由于英国科学家威廉·吉尔伯特
(William Gilbert,公元一五四四年-一六零三年)的严谨科学态度,才开始对于电与磁的现象出现进行了系统性研究。吉尔伯特是英国女王伊丽莎白一世的皇家医生,他对于电和磁特别有兴趣,撰写了第一本阐述电和磁的科学著作《论磁》。这是一本具有现代科学精神的书籍,着重于从实验结果论述。 吉尔伯特指出,不只是琥珀可以经过摩擦产生静电的物质,钻石、蓝宝石、玻璃等等,也都可以表现出同样的电学性质,在这里,他成功地击破了琥珀的吸引力是其内秉性质这持续了二零零零年的错误观念。吉尔伯特制成的静电验电器可以敏锐的探测静电电荷。在之后的一个世纪,这是最优良的探测静电电荷的仪器。由于他在电学的众多贡献,吉尔伯特被后人尊称为“电学之父”。
一六六三年,德国科学家 奥托·冯·格里克
(Otto von Guericke)发明了第一台静电发电机,通过对硫磺旋转球施加摩擦来产生静电。一六七二年,他发现由此产生的电会导致硫磺球的表面发光。
一七四五年,德国牧师E. 格奥尔格·冯·克莱斯特
和一七四六年,荷兰莱顿大学的物理学家彼得·范·穆申布鲁克
分别独立发现并研究了莱顿瓶的原理 莱顿瓶是一种储存静电的装置,一七四五年德国牧师 E. 格奥尔格·冯·克莱斯特(E. Georg von Kleist)和一七四六年荷兰莱顿大学的物理学家 彼得·范·穆申布鲁克(Pieter van Musschenbroek)分别独立发现并研究了莱顿瓶的原理。 由于彼得·范·穆申布鲁克进行了更深入的研究,他详细的记录描述了实验的过程,而且许多人重复了他的实验过程。当时恰好彼得·范·穆申布鲁克正在荷兰的莱顿大学担任教授,所以 莱顿瓶 的命名便由此流行开来。 莱顿瓶在早期是一个玻璃小瓶,部分装满水,其孔口被一个软木塞关闭,软木塞被浸入水中的电线或钉子刺穿。为了给罐子充电,电线的暴露端与产生静电的摩擦装置接触。当触点断裂时,通过用手触摸电线或钉子,可以感受到电击,以此来证明静电被存储在瓶子里的水中,上图便可以很好的理解。 作为原始形式的电容器,莱顿瓶曾被用来作为电学实验的供电来源,也是电学研究的重大基础。莱顿瓶的发明,标志着人类对电的本质和特性进行研究的开始。
电,是何物?当时的人们百思不解。这个问题时时激励着许多科学家去探索。本杰明·_
(Benjamin Franklin,美国政治家、物理学家、印刷商和出版商、作家、发明家和科学家,以及外交官,美国开国元勋之一)对当时 莱顿瓶 产生了浓厚的兴趣,并开始了电学实验。 经过一段摸索,_第一个发现了金属尖端放电现象。他又经过各种试验,在一七四七年末得出结论:电不是摩擦产生的,而是通过摩擦集中起来的。它是物质中的一个元素,有正(+)有负(-),从而创造了(+)(-)概念。他否定了法国科学家提出的二流体理论,即电有玻璃电、琥珀电。他认为电是单一流质,有多有少。 尽管_的单一流质理论并不十分正确,但他是使用现代名词谈电子原理的第一个人。他创造的许多专用名词如正电、负电、导电体、电池、充电、放电等成为世界通用的词汇。他借用了数学上正负的概念,第一个科学地用正电,负电概念表示电荷性质。 他提出了每个物体都有一定量的电,电只有一种。摩擦不能创造出电,只是使电从一个物体转移到另一个物体上,它们的总电量不变。物体上带过量电的称为带正电,不足的称为带负电。后人在此基础上发现了电荷守恒定律。_对于电性质概念的解释很接近现代的观点,即物质是由电子(带负电)和质子(带正电)与中子构成的,学术界归功_为这定律的创建者。“_电荷守恒定律”表明,在任何绝缘系统内,总电荷量不变。 在一七四九年到一七五一年间,_仔细观察和研究了雷、闪电和云的形成,提出了云中的闪电和摩擦所产生的电性质相同的推测。一七五二年他在费城进行了震动世界的电风筝实验:在雷电交加的情况下,利用风筝将大气电收集到莱顿瓶中,使其充电,由此证明了他所提出的“闪电和静电的同一性”的设想。在成功地进行了捕捉雷电的风筝实验之后,_在研究闪电与人工摩擦产生的电的一致性时,他就从两者的类比中作出过这样的推测:既然人工产生的电能被尖端吸收,那么闪电也能被尖端吸收。他由此设想,若能在高物上安置一种尖端装置,就有可能把雷电引入地下。避雷针 就由此发明而来,避雷针的发明是早期电学研究中的第一个有重大应用价值的技术成果。
第一次工业革命(一八世纪六零年代到一九世纪四零年代(一七六零年~一八四零年)——中国正处于清朝时期 ): 第一次工业革命是指一八世纪六零年代从英国发起的技术革命,最终确立了资产阶级对世界的统治地位,是技术发展史上的一次巨大革命,它开创了以机器代替手工劳动的时代。这不仅是一次技术改革,更是一场深刻的社会变革。 以瓦特改良的蒸汽机为标志,人类进入“蒸汽时代“,大机器生产代替了了手工生产,是人类历史上一次重大的技术革新,为第二次工业革命奠定了基础。
一七六七年,英国化学家约瑟夫·普利斯特里
通过实验结果,准确猜测带电物体作用于彼此之间的吸引力与万有引力都遵守同样的定律。 _最早观察到电荷只分布在导体表面。一七六七年,英国化学家 约瑟夫·普利斯特里 ( Priestley,发现氧气和其他一些气体)重复了_的一些实验,在他写的《电学史》一书中,他根据牛顿的《自然哲学的数学原理》最先猜测带电物体作用于彼此之间的吸引力与万有引力都遵守同样的定律。但是普利斯特的结论并没有受到当时科学界的重视。
一七八五年,法国物理学家 库仑
用扭秤做实验证实了普利斯特里的猜测,奠定了静电的基本定律,即库仑定律。 在库仑定律提出之前,英国爱丁堡大学的罗宾逊和另一位英国的卡文迪许,都曾做过定量的实验,并得到明确的结论。遗憾的是他们都没有及时发表,从而没有对科学的发展起到推动作用。直到一七八五年,查利·奥古斯丁·库仑(Charles-Augustin de Coulomb,法国物理学家)用自己发明的扭秤做实验证实了普利斯特里的猜测,即两个带电物体施加于彼此之间的作用力与距离成平方反比。同年,他在给法国科学院的《电力定律》的论文中详细地关于了他的实验装置,测试经过和实验结果。从而使他奠定了静电的基本定律,所以人们称它为 库仑定律。于此,电的研究已提升成为一种精密科学。
一八零零年,意大利物理学家 伏特
发明了历史上第一个化学电池 一八零零年,亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·安纳塔西欧·伏特(Count Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta,意大利物理学家)将铜片和锌片浸于食盐水中,并接上导线,制成了第一个化学电池:伏打电堆,堪称是现代电池的元祖。伏打电堆 给予科学家一种比静电发电机更稳定的电力更大的电源,能够连续不断的供给电流,成为电磁学发展的基础。电压单位伏特即是以其名命名的,符号为 V 。
一八二零年,丹麦物理学家 奥斯特
在课堂做实验时意外发现载流导线对磁针产生了作用力,使磁针改变了方向,即发现了电流磁效应 一八二零年四月,在一次讲演快结束的时候,汉斯·奥斯特(Hans Christian Ørsted,丹麦物理学家)抱着试试看的心情又作了一次实验。他把一条非常细的铂导线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方,接通电源的瞬间,发现磁针跳动了一下。这一跳,使有心的奥斯特喜出望外,竟激动得在讲台上摔了一跤。但是因为偏转角度很小,而且不很规则,这一跳并没有引起听众注意。以后,奥斯特花了三个月,作了许多次实验,发现磁针在电流周围都会偏转。在导线的上方和导线的下方,磁针偏转方向相反。在导体和磁针之间放置非磁性物质,比如木头、玻璃、水、松香等,不会影响磁针的偏转。 一八二零年七月二一日,奥斯特写成《论磁针的电流撞击实验》的论文,正式向学术界宣告发现了电流磁效应。奥斯特发现的电流磁效应,是科学史上的重大发现,它立即引起了那些懂得它的重要性和价值的人们的注意,揭开了物理学史上的一个新纪元。
一八二零年,法国物理学家安培
对电流磁效应做了定量研究和描述,总结了载流回路中电流元在电磁场中的运动规律,即安培定律。 一八二零年,奥斯特发现电流磁效应之后,不久便引起了安德烈·玛丽·安培(André-Marie Ampère,法国物理学家、化学家和数学家)的重视,他马上集中精力研究,几周内就提出了安培定则即右手螺旋定则。随后很快在几个月之内连续发表了三篇论文,并设计了九个著名的实验,总结了载流回路中电流元在电磁场中的运动规律,即安培定律。 安培还发现,电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似,创制出第一个螺线管,在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。电流的国际单位为安培,简称为安,符号为 A 。
一八二三年,英国发明家威廉·思特金
发明了电磁铁 一八二二年,法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现,当电流通过其中有铁块的绕线时,它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁原理的最初发现。一八二三年,威廉·思特金(William Sturgeon,一七八三-一八五零,英国发明家)也做了一次类似的实验:他在一根并非是磁铁棒的U型铁棒上绕了一八圈铜裸线,当铜线与伏打电池接通时,绕在U型铁棒上的铜线圈即产生了密集的磁场,这样就使U型铁棒变成了一块“电磁铁”。这种电磁铁上的磁能要比永磁能放大多倍,它能吸起比它重二零倍的铁块,而当电源切断后,U型铁棒就什么铁块也吸不住,重新成为一根普通的铁棒。 斯特金的电磁铁发明,使人们看到了把电能转化为磁能的光明前景,这一发明很快在英国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。 一八二九年,美国科学家约瑟夫·亨利 (Joseph Henry,一七九七-一八七八)对思特金电磁铁装置进行了一些革新,用磁电绝缘导线代替裸铜导线,因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层,就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起,由于线圈越密集,产生的磁场就越强,这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。到了一八三一年,亨利试制出了一块更新的电磁铁,虽然它的体积并不大,但它能吸起一吨重的铁块。
一八二六年,德国物理学家欧姆
发现了电阻中电流与电压的正比关系,即著名的欧姆定律 一八二六年四月乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm,德国物理学家)发表的《金属导电定律的测定》论文提出了欧姆定律,指在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。 随研究电路工作的进展,人们逐渐认识到欧姆定律的重要性,欧姆本人的声誉也大大提高。为了纪念欧姆对电磁学的贡献,物理学界将电阻的单位命名为欧姆,以符号 Ω 表示。
一八三一年,英国物理学家法拉第
发现电磁感应现象,并且发明了人类第一台发电机
电磁感应(Electromagnetic induction) 又称磁电感应现象,是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动,导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。
一八三一年一零月一七日,迈克尔·法拉第(Michael Faraday,英国物理学家、化学家)发现电磁感应现象,并进而得到产生交流电的方法。一八三一年一零月二八日法拉第发明了圆盘发电机,是人类创造出的第一个发电机。由于他在电磁学方面做出了伟大贡献,被称为“电学之父”和“交流电之父”。
一八三二年,美国科学家亨利
发现了自感现象,并且发明了继电器 一八二九年,约瑟夫·亨利 (Joseph Henry,美国科学家)对英国发明家威廉·思特京(一七八三-一八五零)发明的电磁铁作了改进,他把导线用丝绸裹起来代替史特京的裸线,使导线互相绝缘,并且在铁块外缠绕了好几层,使电磁铁的吸引作用大大增强。后来他制作的一个体积不大的电磁铁,能吸起一吨重的铁块。强电磁铁的制成,为改进发电机打下了基础。 一八三零年八月,亨利在电磁铁两极中间放置一根绕有导线的条形软铁棒,然后把条形铁棒上的导线接到检流计上,形成闭合回路。他观察到,当电磁铁的导线接通的时候,检流计指针向一方偏转后回到零;当导线断开的时候,指针向另一方偏转后回到零。这就是亨利发现的电磁感应现象。这比法拉第发现电磁感应现象早一年。由于没有及时发表这一实验成果,所以现在公认法拉第发现了电磁感应现象。 一八三二年他发表了《在长螺旋线中的电自感》的论文,宣布发现了电的自感现象。亨利对绕有不同长度导线的各种电磁铁的提举力做比较实验。他意外地发现,通有电流的线圈在断路的时候有电火花产生,这就是自感现象。电感符号单位为 H (亨利)。 电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用,还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。电感在电路最常见的作用就是与电容一起,组成LC滤波电路。
三大无源元件:电感、电容、电阻
此外,亨利还发明了继电器。亨利为电报机的发明做出了贡献,实用电报的发明都采用了亨利发明的继电器。
一八三七年,有线电报
诞生,一八四四年摩尔斯(有争议并不是最早发明电报的)发出了人类历史上第一份长途电报:“上帝创造了何等奇迹!”,从此人类开启了信息通信时代的大门
欧洲的科学家在一八世纪逐渐发现电的各种特质。同时开始有人研究使用电来传递讯息的可能。早在一七五三年,一名英国人便提出使用静电来拍发电报。他的设想是使用二六条电线分别代表二六个英文字母。发电报的一方按文本顺序在电线上加以静电。接收的一方在各电线接上小纸条。当纸条因静电而升起时,便能把文本誊录。 同期法国率先使用灯号和旗语的方式在一系列高塔上传播信息,称为Optical telegraph,也是电报一词的英文起源,可以在很短时间内把信号传到很远,但其限制是需要有较多的人手以在地形内见距离外作中继传信,又受到天气影响。 首条真正投入使用营运的电报线路于一八三九年在英国最先出现。它是大西方铁路(Great Western Railway)装设在两个车站之间作通讯之用。这条线路长一三英里,属指针式设计,由查尔斯·惠斯通(Charles Wheatstone)及威廉·库克(William Cooke)发明。两人并为发明在一八三七年取得英国的专利。 在美国,塞缪尔·摩尔斯在接近同一时间同时发明了电报,并在一八三七年在美国取得专利。摩尔斯还发展出一套将字母及数字编码以便拍发的方法,称为 摩尔斯电码
。 一八四四年五月二四日,摩尔斯坐在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅中,用激动得发抖的手,向四零英里以外的 巴尔的摩 城发出了历史上第一份长途电报:“上帝创造了何等奇迹!
” 电报是一种最早用电的方式来传送信息的、可靠的即时远距离通信方式,它是一九世纪三零年代在英国和美国发展起来的。电报信息通过专用的交换线路以电信号的方式发送出去,该信号用编码代替文字和数字,通常使用的编码是摩尔斯电码。
第二次工业革命(一九世纪六零年代后期开始(一八六零年后期~二零世纪初)——中国正处于清朝末期 ): 第二次工业革命是指一九世纪中期,欧洲国家和美国、日本的资产阶级革命或改革的完成,促进了经济的发展。一九世纪六零年代后期,开始第二次工业革命。 一八六六年,德国人西门子制成了发电机;到七零年年代,实际可用的发电机问世。电器开始用于代替机器,成为补充和取代以蒸汽机为动力的新能源。随后,电灯、电车、电影放映机相继问世。 一九世纪七八十年代,以煤气和汽油为燃料的内燃机相继诞生,九零年代柴油机创制成功。内燃机的发明解决了交通工具的发动机问题。 一八七六年贝尔发明了电话(虽然有争议),九零年代意大利人马可尼试验无线电报取得了成功,都为迅速传递信息提供了方便。世界各国的经济、政治和文化联系进一步加强,从此第二次工业革命使人类进入了“电气时代”。
一八六五年,英国物理学家、数学家麦克斯韦
预言了电磁波的存在并提出了著名的麦克斯韦方程组,为无线电技术发展奠定了基础 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell,英国物理学家、数学家)主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是一九世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一。 他预言了电磁波的存在。这种理论预见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术,就是以电磁场理论为基础发展起来的。麦克斯韦大约于一八五五年开始研究电磁学,在潜心研究了法拉第电磁学方面的新理论和思想之后,坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的愿望,决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。 他在前人成就的基础上,对整个电磁现象作了系统、全面的研究,凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文:《论法拉第的力线》(一八五五年一二月至一八五六年二月);《论物理的力线》(一八六一至一八六二年);《电磁场的动力学理论》(一八六四年一二月八日)。对前人和他自己的工作进行了综合概括,将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来,经后人整理和改写,成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。据此,一八六五年他预言了电磁波的存在,电磁波只可能是横波,并推导出电磁波的传播速度等于光速,同时得出结论:光是电磁波的一种形式,揭示了光现象和电磁现象之间的联系。
一八六六年,德国物理学家、电气工程师、企业家西门子
提出了发电机的工作原理,还发明了第一台直流电动机 一八六六年,维尔纳·冯·西门子(Ernst Werner von Siemens,德国物理学家、电气工程师、企业家、发明家)提出了发电机的工作原理,并由西门子公司的一个工程师完成了人类第一台自励式直流发电机。同年,西门子还发明了第一台直流电动机。西门子研发的这些技术往往马上被产品化投入市场,或者将其应用到新的产品中。例如电梯(一八八零)、电力机车(一八七九)、有轨电车(一八八一)、无轨电车(一八八二)等都是西门子公司利用其创始人西门子的发明最先投入市场的。讽刺的是,直到二零世纪末才开始有所发展的电动汽车也是西门子公司在一八九八年最先发明的。
一八七六年,有线电话的诞生(发明专利权伴随着许多争议),人类步入了即时远距离通信时代 有线电话的发明者伴随着许多争议,意大利人安东尼奥·梅乌奇(Antonio Meucci,后来加入了美国国籍)移居到美国之前,为了增加收入以改善生活环境,他开始对自己很感兴趣的电生理学进行研究。不久,他研究出了一种用电击治疗疾病的方法,这使他在哈瓦那名声大震。在一八四九年的一天,当他准备好一套器械要给在另外一个房间的朋友治疗时,意想不到的奇迹出现了,通过连接两个房间的一根电线,他清楚地听见了从另外一个房间里传出的朋友的声音。 梅乌奇把一块与线圈连接的金属簧片插入了朋友的口中,线圈连接导线,通到另一个房间。实际上,金属簧片在这里起到了传感器的作用,正是由于与线圈相连接,从而把它的振动转变成了一种电流。梅乌奇马上意识到这一现象有着不寻常的意义,并立即着手研究被他称之为“会说话的电报机” 的装置。后来由于妻子瘫痪在床,梅乌奇就装配了一个通话系统把妻子的卧室和他的工作室连起来,以方便联系。一八六零年的时候,梅乌奇向公众展示了这个系统,并在纽约的意大利语报纸上发表了这项发明的关于。 由于穷困潦倒,梅乌奇甚至无法支付二五零美元,为他的“可谈话的电报机”申请最终专利权。于是在一八七一年,梅乌奇只能发布声明保留了一种需要一年一更新的专利权利。但是三年后,梅乌奇就连为继续保留这一权利而不得不支付的一零美元也拿不出来了。 梅乌奇向西部联合电报公司寄去了模型和技术细节,但是没能和该公司的主管人员见上一面。当他于一八七四年向西部联合电报公司要求拿回这些材料时,却被告知这些东西已经不见了。 两年之后,也就是一八七六年二月一四日,和梅乌奇共用一个实验室的_·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell,当时移民到加拿大,后来加入到美国国籍)向美国专利局提出申请电话专利权。巧合的是,就在贝尔提出申请两小时之后,一个名叫伊莱沙·格雷(Elisha Gray,美国发名家)的人也走进专利局,也申请电话专利权。从而引起了电话专利权之争。 一八七七年,托马斯·阿尔瓦·爱迪生(Thomas Alva Edison,美国发明家)又取得了发明碳粒送话器的专利。三者间专利之争错综复杂,直到一八九二年才算告一段落。造成这种局面的一个原因是,当时美国最大的西部联合电报公司买下了格雷和爱迪生的专利权,与贝尔的电话公司对抗。长时期专利之争的结果是双方达成一项协议,西部联合电报公司完全承认贝尔的专利权,并不再染指电话业,交换条件是一七年之内分享贝尔电话公司收入的二零%。在此之前,梅乌奇愤而提起上诉,为此,梅乌奇准备了一纸上诉状,但为时已晚,他已经将近八零岁,而且穷困潦倒,病魔缠身。当时最高法院同意以欺诈罪指控贝尔,但就在胜利的曙光就要显现时,他却于一八八九年一零月一八日带着遗憾离开了人世。 一八七六年,贝尔最先获得了世界上第一台电话机的专利权,后来创建了贝尔电话公司(AT&T公司的前身)将电话机商用化推广开来。电话的发明者尚存争议,美国国会二零零二年六月一五日判定意大利人安东尼奥·梅乌奇为电话的发明者,加拿大国会则于二零零二年六月二一日通过决议,重申贝尔是电话的发明者,另外一部分人则认为伊莱沙·格雷是电话的发明者。
一八八八年,德国物理学家赫兹
用实验证实了电磁波的存在 海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz,一八五七年二月二二日-一八九四年一月一日),德国物理学家,于一八八八年首先证实了电磁波的存在。并对电磁学有很大的贡献,故频率的国际单位制单位赫兹(Hz)以他的名字命名。
一八九一年,美国发明家特斯拉
取得了“高频率”(一五,零零零赫兹)交流发电机的专利 当迈克尔·法拉第发现了电磁感应后,产生交流电流的方法则被发现。早期的成品由尼古拉·特斯拉、迈克尔·法拉第与波利特·皮克西等人开发出来。其中,波利特·皮克西在一八三二年基于迈克尔·法拉第的原理制造了第一台交流电机。 一八八二年,英国电工詹姆斯·戈登建造了大型双相交流发电机。开尔文男爵威廉·汤姆森与塞巴斯蒂安·费兰蒂开发早期交流发电机,频率介于一零零赫兹至三零零赫兹之间。 尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla,塞尔维亚裔美籍发明家)虽然不是交流电发电机的最早发明者,但其对交流电的的改进如同瓦特对蒸汽机的改进一样,有杰出的贡献,他取得了“高频率”(一五,零零零赫兹)交流发电机的专利。以他的名字命名了磁密度单位,符号为 T,表明他在电磁学上的贡献。
一八九四年,俄国物理学家波波夫
发明了第一架无线电接收器,是一个金属检波器。一八九五年,他在俄罗斯物理和化学学会上演示了他的无线电接收装置 赫兹实验证实了电磁波存在的消息传到俄国,_·斯塔帕诺维奇·波波夫(Александр Степанович Попов ,俄国物理学家和电气工程师)被强烈地吸引住了,他于一八九四年发明了第一架无线电接收器,是一个金属检波器,一八九五年改进了电磁波接收装置,同年五月七日他在俄罗斯物理和化学学会上演示了他的接收装置,这一天后来被俄罗斯定为“无线电日”庆祝。七月将这个装置安装在圣彼得堡林学院的气象站中,几个月后发表了一篇论文说明这种装置可以接收人工震荡源的信号。一八九六年三月在彼得堡物理学年会时,在彼得堡大学的两座建筑物之间进行了发送和接收电磁波信号的实验,这比意大利物理学家马可尼于一八九六年六月取得专利的装置要早。 一八九八年他和俄国海军一起进行了一零 千米距离的海岸和军舰之间的通信实验,一八九九年实现了五零千米通信。但由于马可尼先取得了专利,国际上一般认为是马可尼发明的无线电通信,可是俄罗斯人一致尊波波夫为无线电发明人。 一九零零年俄国海军在波波夫的指导下在波罗的海中的高戈兰岛设立了无线电站,和芬兰沿海城市科特卡之间实现了无线电通讯。(当时芬兰属于沙皇俄国),二月五日发出第一条信息,到了四月份,破冰船爱尔马克号前往高戈兰岛解救被冰困住的战舰,同时解救出五零名芬兰渔民,无线电站已经成功地发送了四四零条信息,这时马可尼刚开始第一次通信实验。
一八九六年六月,意大利发明家马可尼
发明了实用的无线电,使后来通信摆脱了依赖导线的方式,是通信技术上的一次飞跃 一八九四年,年满二十岁的马可尼了解到海因利希·赫兹几年前所做的实验,这些实验清楚地表明了不可见的电磁波是存在的,这种电磁波以光速在空中传播。马可尼很快就想到可以利用这种波向远距离发送信号而又不需要线路,这就使有线电报完成不了的许多通信有了可能。例如利用这种手段可以把信息传送到海上航行的船只。马可尼经过一年的努力,于一八九五年成功地发明了一种工作装置。 一八九六年他在英国做了该装置的演示试验,首次获得了这项发明的专利权,后来马可尼立即成立了一个公司。电磁波最初是用摩尔斯电码发送和接收无线电报的,一九零一年,在收发无线电报中,马可尼用火花式发报机发射信号,用金属屑检波器接收信号,发射的无线电信息成功地穿越大西洋,从英格兰传到加拿大的纽芬兰省。然而这种电火花电波是断断续续的,用于传送摩尔斯电码没问题,但不适于传递人声信号。(有意思的是一九四三年,美国最高法院撤销意大利发明家马可尼胜诉的原判,裁定美国发明家特斯拉为无线电的发明者,有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因。这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。) 无论谁最先发明的无线电报,一九世纪发明的无线电报通讯技术,使人类通信摆脱了依赖导线的方式,是通信技术上的一次飞跃,也是人类科技史上的一个重要成就。
一九零四年,英国物理学家弗莱明
发明了世界上第一只电子管(真空二极管),这使爱迪生效应具有了实用价值,标志着世界从此进入了电子时代 一八八三年,爱迪生在一次电灯试验中观察到在灯泡内另行封入一根铜线,认为可以阻止碳丝蒸发,延长灯泡寿命,经过反复试验,碳丝虽然蒸发如故,但他却从这次失败中发现碳丝加热后,铜线上竟有微弱的电流通过,后来这种现象被称之为“爱迪生效应”。一九零四年约翰·安布罗斯·弗莱明 (John Ambrose Fleming ,英国物理学家、电机工程师)根据“爱迪生效应”发明了电子管。
一九零六年,美国发明家德福雷斯特
,在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板,世界上第一只真空三极管诞生 英国弗莱明的消息传来,像闪电一般照亮了他前行的道路。多年孜孜以求的苦思和试验,德弗雷斯特(De Forest Lee,美国发明家)不愿就此中止有趣的试验,后来德弗雷斯特在一次实验中极其惊讶地发现,Z型导线装入真空管内之后,只要把一个微弱的变化电压加在它的身上,就能在金属屏板上接收到更大的变化电流,其变化的规律完全一致——德弗雷斯特发现的正是电子管的“放大”作用。后来,他又把导线改用像栅栏形式的金属网,于是,他的电子管就有了三个“极”——丝极、屏极和栅级,其中那个栅极承担着控制放大电信号的任务。 一九零七年,德弗雷斯特向美国专利局申报了真空三极管(电子管,可以进行检波、产生振荡、放大电信号、改变电信号频率等)的发明专利。真空三极管的发明后,电子管才成为实用的器件,它能够放大无线电信号进行更远距离传输,而且还可以产生连续稳定的高频震荡信号,这样无线电不仅可以传递莫尔斯电码,而且还可以传递语言、音乐及其他声音信号,极大的促进了无线电话等相关无线电技术和后续计算机的飞速发展。
一九零六年,加拿大物理学家费森登
成功完成了无线电声音广播实验,被公认为无线电声音广播诞生的标志——调幅无线电广播(AM)诞生 费森登最引人注目的发明是对无线电波的调制。无线电波可以以脉冲形式模仿莫尔斯电码的点划记号向外发送。然而,费森登想到可发射连续的电波,使其振幅随声波的不规则变化而改变(这就是调制)。将人的语音通过送话器转变为音频电信号,再将音频电信号叠加到高频载波上变成调幅信号发射出去,这就是调幅广播(简称AM,Amplitude Modulation broadcasting)。在接收站台,这些变化了的电波可被选出并还原成声波。 一九零六年一二月二五日,费森登在马萨诸塞州的布兰特罗克镇的国家电器公司一二八米高的无线电塔上进行了一次广播。广播的节目最主要的就是读《圣经》有关主耶稣基督降生的故事。另外还配有小提琴演奏曲,播送德国音乐家韩德尔所做的《舒缓曲》等。在演播前,他在报纸上进行了预告,并发出无线电报,通告报界和太平洋上的来往船只。那天晚上,太平洋船只的无线电发报员听到了小提琴和一位男子朗读圣经的声音。一般认为,这是世界上第一次成功的传声实验,并被公认为无线电声音广播诞生的标志——调幅无线电广播诞生。
一九一零年,美国科学家邓伍迪和皮卡尔德发明了矿石收音机,一九一八年,美国无线电工程师阿姆斯特朗
制作了超外差式收音机
矿石收音机是指用天线、地线以及基本调谐回路和矿石做检波器而组成的没有放大电路的无源收音机,它是最简单的无线电接收装置,主要用于中波公众无线电广播的接收。大家习惯把那些不使用电源,电路里只有一个半导体元件的收音机统称为“矿石收音机”。由于最初是用矿石来做检波器,故由此而得名。一九一八年,美国无线电工程师阿姆斯特朗
根据超外差原理对直放式收音机进行了改进,提高了收音机的灵敏度,制作了超外差式收音机
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第一次世界大战(一九一四年七月二八日~一九一八年一一月一一日): 这场战争是欧洲历史上破坏性最强的战争之一。大约有六五零零万人参战,一零零零多万人丧生,二零零零万人受伤。战争造成了严重的经济损失。第一次世界大战给人类带来了深重灾难,但在客观上促进了科学技术的发展。在第一次世界大战中,各种新式武器如飞机、毒气、坦克、远程大炮相继投入战争,是武器发展史的重要阶段。
一九一五年,德国人.瓦格纳
和美国人.坎贝尔
各自发明了滤波器,载波电话开始出现
一九一五年德国的.瓦格纳和美国贝尔实验室的.坎贝尔,分别独立发表了滤波器的论文,已被世界分别公认为滤波器的独立发明者。 载波电话,应用频率分割多路复用的原理,在一对导线上(二线制)或两对导线上(四线制)同时传输多路电话的一种通信方式。这种方式可以提高电话的传输质量和线路利用率,已在长途通信中广泛使用。一九一八年,架空明线载波电话付诸实用。一九三六年在同轴电缆线路上开通了一二路载波电话;一九四一年在同轴电缆线路上实现了每对同轴管开通四八零路载波电话,七零年代达到二七零零路以至一零八零零路载波电话。 中国于三零年代开始在长途干线上采用载波电话。五零年代后期研制成明线单路、三路和一二路载波电话机;六零年代初研制成对称电缆六零路载波电话机,在北京、石家庄间开通使用;七零年代研制成一八零零路中同轴电缆载波电话机、三零零路小同轴电缆载波电话机和九六零路微波载波电话机;八零年代初期又研制成四三八零路中同轴和九六零路小同轴电缆载波电话机。 普通电话的传输方法是直接把高频信号传输到对方,如几对电话同时 在一条线路上传送,就会互相干扰。载波电话 将发送端的各路音频信号或振铃电流分别调制 到不同的传送频带,经线路和增音设备传输到 接收端,再由各自对应的带通滤波器选出所需信号,经反调制后还原成各路音频信号或振铃 电流。采用滤波器将各路音频分开,因而各话路互不干扰。载波电话设备不仅可供多路电话使用,还可二次复用开放载波电报,传输广播电视节目,传真以及数据传送等。有明线载波电话和电缆载波电话两种。
二零世纪二零年代~三零年代——随着电视机的发明和逐渐完善,电视广播也开始出现
电视不是哪一个人的发明创造。它是一小群位于不同历史时期和国度的人们的共同结晶。早在十九世纪时,人们就开始讨论和探索将图像转变成电子信号的方法。在一九零零年,“Television_一词就已经出现。
一八八三年,德国电气工程师尼普科夫(Nipkow,Paul Gottlieb)用他发明的“尼普科夫圆盘”使用机械扫描方法,作了首次发射图像的实验。每幅画面有二四行线,且图像相当模糊。
一九零八年,英国肯培尔.斯文顿、俄国罗申克夫提出电子扫描原理,奠定了电子式电视技术的理论基础。
一九二三年,电视的发明者之一,美籍苏联发明家兹瓦里金(又译维拉蒂米尔·斯福罗金,Vladimir Zworykin)发明静电积贮式摄像管。一九二四年他又提出了显像管即电视接收管的专利申请。这两项发明首次形成了全电子电视系统。而过去所有的系统都是机电的。
一九二五年,电视的发明者之一,英国工程师约翰.洛奇.贝尔德(),根据“尼普科夫圆盘”进行了新的研究工作,发明机械扫描式电视摄像机和接收机,研制成功了机电式电视。当时画面分辨率仅三零行线,扫描器每秒只能五次扫过扫描区,画面本身仅二英寸高,一英寸宽。在伦敦一家小商店向公众作了表演。
一九二七年,电视的发明者之一,美国的发明家费罗·法恩斯沃斯(Philo ,他和贝尔德还有维拉蒂米尔·斯福罗金各自独立发明了电视)成功地用电子技术传送图像,一九二八年发明了电子图像分解摄像机。一九二九年成立法恩斯沃斯电视股份有限公司,一九三七年他的电子电视系统成功地击败贝尔德、使贝尔德的机械扫描电视装置被淘汰,从而确定了电子电视系统的垄断地位。这时真正意义上的现代电视诞生了。他和兹瓦里金发明的电视异于贝尔德发明的电视,贝尔德发明的电视是机械扫描电视。而他则利用最新发明的电子设备、光电管及阴极射线管发明了电子电视。
一九三三年,美国无线电工程师埃德温·霍华德·阿姆斯特朗
发明了调频无线电广播(FM) 一九一八年,埃德温·霍华德·阿姆斯特朗(Edwin Howard Armstrong,美国无线电工程师)在法国发明了超外差式接收机。一九三三年,他获得了有关无线电广播频率调制的发明专利权,频率调制的广播方式解决了无线电收音机的天线和噪音问题。后纠缠于调频专利权的纠纷,加之病魔缠身,于一九五四年一月三一日自尽。 相对于之前的调幅广播,调频广播具有低噪声、高保真、发射成本低等优点。调频广播(简称FM,Frequency Modulation broadcasting)是以调频方式进行音频信号传输的,调频波的载波随着音频调制信号的变化而在载波中心频率(未调制以前的中心频率)两边变化,每秒钟的频偏变化次数和音频信号的调制频率一致,如音频信号的频率为五零零HZ,则载波的频偏变化次数也为每秒五零零次。频偏的大小是随音频信号的振幅大小而定。
一九三七年,英国工程师A.H.里弗斯
提出脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM),从而推动了模拟信号数字化的进程,为数字通信发展奠定了基础 脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM),由A.H.里弗斯于一九三七年提出的,这一概念为数字通信奠定了基础,六零年代它开始应用于市内电话网以扩充容量,使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大二四~四八倍。到七零年代中、末期,各国相继把脉码调制成功地应用于同轴电缆通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信等中、大容量传输系统。八零年代初,脉冲编码调制已用于市话中继传输和大容量干线传输以及数字程控交换机,并在用户话机中采用。 脉冲编码调制就是把一个时间连续,取值连续的模拟信号变换成时间离散,取值离散的数字信号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样,再对样值幅度量化,编码的过程。
一九三九年,第二次世界大战爆发(一九三九年九月一日至一九四五年九月二日):
亦称世界反_战争,以德意志第三帝国、意大利王国、_三个_轴心国及仆从国与反_同盟和全世界反_力量进行的第二次全球规模的战争。战争范围从欧洲到亚洲,从大西洋到太平洋,先后有六零个国家和地区、二零亿以上的人口被卷入战争。 第二次世界大战深刻地改变了人类历史。其影响广泛地涉及政治、经济、军事、外交、文化和科技各个层面。二战在客观上推动了科学技术的发展,使得雷达和微波通信系统迅速发展,而且还带动了航空技术、原子能、重炮等领域的发展与进步。
一九四六年,世界上第一台现代通用电子数字计算机(ENIAC)诞生
一九四七年,美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组成功研制出了晶体管
一九四七年一二月,美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组,研制出一种点接触型的锗晶体管。晶体管的问世,是二零世纪的一项重大发明,是微电子革命的先声。晶体管出现后,人们就能用一个小巧的、消耗功率低的电子器件,来代替体积大、功率消耗大的电子管,此后一段时间晶体管计算机不断出现。
一九四八年,香农(被称为信息论之父)提出了信息熵的概念,为信息论和数字通信奠定了理论基础 一九四八年,克劳德·艾尔伍德·香农(Claude Elwood Shannon,美国数学家、信息论的创始人)提出了信息熵的概念,为信息论和数字通信奠定了基础。主要论文有一九三八年的硕士论文《继电器与开关电路的符号分析》、一九四八年的《通讯的数学原理》和一九四九年的《噪声下的通信》。
一九四五年一零月,英国科幻小说家 亚瑟·查尔斯·克拉克 (Arthur Charles Clarke) 提出地球同步卫星通信的设想。他在英国《无线电世界》杂志第一零期发表了一篇题为《地球外的转播》的文章,提出了可将广播和电视信号传播到全世界的远程通信的地球同步卫星的系统。现代卫星通信的发展,证实了克拉克设想的科学性。其科幻作品多以科学为依据,小说里的许多预测都已成现实。尤其是他的卫星通讯的描写,与实际发展惊人的一致,地球同步卫星轨道因此命名为“克拉克轨道”。 一九五七年一零月四日,苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星 斯普特尼克一号,地球上首次收到从人造卫星发来的电波。 一九五八年二月一日,美国第一颗人造地球卫星 探险者一号 发射成功 一九五八年一二月一八日,美国发射了世界上第一颗试验通信卫星,这颗命名为“斯科尔”的通信卫星虽然工作寿命只有一三天,且轨道高度低,但由此却拉开了通信卫星研制的时代。 一九六四年八月,美国发射的“同步三号”卫星,定点于太平洋赤道上空国际日期变更线附近,为世界上第一颗静止(真正意义上的地球同步轨道)的卫星。 一九六五年一一月二六日,法国第一颗人造地球卫星 试验卫星一号 发射成功 一九七零年二月一一日,日本第一颗人造地球卫星 大隅号 发射成功
一九七二年,我国开始建设第一个卫星通信地球站,一九八四年,我国成功地发射了第一颗试验通信卫星 东方红二号。 一九八六年二月二零日,同样是我国航天和通信领域值得纪念的日子。当日一七时,我国发射的第一颗实用通信广播卫星准确定点于东经一零三°赤道上空,星上设备工作正常。
一九七一年一零月二八日,英国第一颗人造卫星“普罗斯帕罗”号成功地发射
一九七五年四月一九日,印度的第一颗国产人造卫星“阿丽亚哈塔”号被送入太空,但借用的是苏联火箭发射。一九八零年,印度使用国产的SLV运载火箭将一颗三五千克的卫星送入太空,成为世界上第七个使用本国火箭将卫星送入太空的国家。
二零零七年六月一五日,德国的第一颗人造卫星TerraSAR-X雷达卫星发射成功
二零世纪五零年代末,正处于冷战时期。当时美_方为了自己的计算机网络在受到袭击时,即使部分网络被摧毁,其余部分仍能保持通信联系,便由美国_的高级研究计划局(ARPA)建设了一个军用网,叫做“阿帕网”(ARPAnet)。阿帕网于一九六九年正式启用,当时仅连接了四个节点,供科学家们进行计算机联网实验用,这就是 因特网 的前身。 有趣的是,当时一九六九年一零月二九日,阿帕网加州大学洛杉矶分校(UCLA)第一节点与斯坦福研究院(SRI)第二节点进行人类第一次联网通信实验。本来计划组合传输“LOGIN”五个字母,根据当时约定,只需要键入“LOG”三字母传送出去,然后由斯坦福的机器自动产生“IN”,合成为“LOGIN”登录,当时只有“LO”二个字母传输了过去。数小时后,系统完全修复,不仅传出了“LOGIN”,而且传送了其他资料和数据。这次的联通实验实现了分组交换网络的远程通讯,是互联网正式诞生的标志,当时准确的时间是一九六九年一零月二九日二二点三零分。 到七零年代,ARPAnet已经有了好几十个计算机网络,但是每个网络只能在网络内部的计算机之间互联通信,用的是 网络控制协议NCP(Network Control Protocol),不同计算机网络之间仍然不能互通。随着网络的发展和用户对网络的需求不断提高,设计者们发现,NCP协议存在着很多的缺点以至于不能充分支持ARPANET网络,特别是NCP仅能用于同构环境中(所谓同构环境是网络上的所有计算机都运行相同的操作系统),设计者就认为“同构”这一限制不应被加到一个分布广泛的网络上。为此,ARPA又设立了新的研究项目,支持学术界和工业界进行有关的研究,研究的主要内容就是想用一种新的方法将不同的计算机局域网互联,形成“互联网”。研究人员称之为“internetwork”,简称“Internet”,这个名词就一直沿用至今,所以因特网泛指互联网。 一九七三年,卡恩与瑟夫开发出了TCP/IP协议中最核心的两个协议:TCP协议和IP协议。 一九七四年一二月,卡恩与瑟夫正式发表了TCP/IP协议并对其进行了详细的说明。同时,为了验证TCP/IP协议的可用性,使一个数据包由一端发出,在经过近一零万km的旅程后到达服务端。在这次传输中,数据包没有丢失一个字节,这充分说明了TCP/IP协议的成功。 一九八零年,用于“异构”网络环境中的TCP/IP协议研制成功,也就是说,TCP/IP协议可以在各种硬件和操作系统上实现互操作。 ARPA在一九八二年接受了TCP/IP,选定Internet为主要的计算机通信系统,并把其它的军用计算机网络都转换到TCP/IP。一九八三年,ARPAnet分成两部分:一部分军用,称为MILNET;另一部分仍称ARPAnet,供民用。 一九八三年元旦,TCP/IP协议正式替代NCP,从此以后TCP/IP成为大部分因特网共同遵守的一种网络规则。 一九八四年,国际标准组织ISO发布了著名的ISO/IEC 七四九八标准,它定义了网络互联的七层框架,也就是开放式系统互联参考模型——OSI模型。 一九八四年,TCP/IP协议得到美国_的肯定,成为多数计算机共同遵守的一个标准。 一九八六年,美国国家科学基金组织(NSF)将分布在美国各地的五个为科研教育服务的超级计算机中心互联,并支持地区网络,形成NSFnet。 一九八八 年,NSFnet替代ARPAnet成为Internet的主干网。NSFnet主干网利用了在ARPAnet中已证明是非常成功的TCP/IP技术,准许各大学、政府或私人科研机构的网络加入。 _年,ARPAnet解散,Internet从军用转向民用。 Internet的发展引起了商家的极大兴趣。一九九二年,美国IBM、MCI、MERIT三家公司联合组建了一个高级网络服务公司(ANS),建立了一个新的网络,叫做ANSnet,成为Internet的另一个主干网。它与NSFnet不同,NSFnet是由国家出资建立的,而ANSnet则是ANS 公司所有,从而使Internet开始走向商业化。 一九九四年四月初,中美科技合作联委会在美国华盛顿举行。中国科学院副院长胡启恒代表中方向美国国家科学基金会(NSF)重申接入Internet的要求。四月二零日,NCFC(中国国家计算机与网络设施)工程通过美国Sprint公司接入Internet的六四K国际专线开通,中国实现了与国际互联网的全功能连接。中国成功实现全功能接入国际互联网,预示着中国互联网的到来。
TCP/IP协议簇的组成 TCP/IP协议在一定程度上参考了OSI的体系结构。OSI模型(开放式系统互联通信参考模型:Open System Interconnection Reference Model)共有七层,从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。但是这显然是有些复杂的,所以在TCP/IP协议中,它们被简化为了四个层次:应用层、运输层、网络层、网络接口层。
(一)应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大,所以在TCP/IP协议中,它们被合并为应用层一个层次,应用层协议主要有:HTTP、FTP、Telnet 、SMTP、POP三 、DNS、SNMP 等等。 (二)由于运输层和网络层在网络协议中的地位十分重要,所以在TCP/IP协议中它们被作为独立的两个层次。运输层主要协议有:TCP、UDP、SPX等;网络层主要协议有:IP、IPX、RIP、OSPF等 (三)因为数据链路层和物理层的内容相差不多,所以在TCP/IP协议中它们被归并在网络接口层一个层次里。只有四层体系结构的TCP/IP协议,与有七层体系结构的OSI相比要简单了不少,也正是这样,TCP/IP协议在实际的应用中效率更高,成本更低。
因特网协议栈共有五层:应用层、传输层、网络层、链路层和物理层。不同于OSI七层模型这也是实际使用中使用的分层方式。 TCP和UDP
TCP——》传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,在一九八一年九月正式由IETF的RFC 七九三 定义。
应用层向TCP层发送用于网间传输的、用八位字节表示的数据流,然后TCP把数据流分区成适当长度的报文段(通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元(MTU)的限制)。之后TCP把结果包传给IP层,由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包,就给每个包一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误;在发送和接收时都要计算校验和。 每台支持TCP的机器都有一个TCP传输实体。TCP实体可以是一个库过程、一个用户进程,或者内核的一部分。在所有这些情形下,它管理TCP流,以及与IP层之间的接口。TCP传输实体接受本地进程的用户数据流,将它们分割成不超过六四KB(实际上去掉IP和TCP头,通常不超过一四六零数据字节)的分段,每个分段以单独的IP数据报形式发送。当包含TCP数据的数据报到达一台机器时,它们被递交给TCP传输实体,TCP传输实体重构出原始的字节流。 IP层并不保证数据报一定被正确地递交到接收方,也不指示数据报的发送速度有多快。正是TCP负责既要足够快地发送数据报,以便使用网络容量,但又不能引起网络拥塞:而且,TCP超时后,要重传没有递交的数据报。即使被正确递交的数据报,也可能存在错序的问题,这也是TCP的责任,它必须把接收到的数据报重新装配成正确的顺序。这正是大多数用户所期望的而IP又没有提供的功能。
通常TCP首部一般占二零字节(比UDP首部多一二字节)
TCP首部格式如下图所示:
—Source Port是源端口,占一六位 —Destination Port是目的端口,占一六位 —Sequence Number(顺序号码)是发送数据包中的第一个字节的序列号,占三二位 —Acknowledgment Number(确认号码)是确认序列号,占三二位,表示期望从收端获取下一字节的序号 —Data Offset是数据偏移量(表示首部长度),占四位,该字段的值是TCP首部(包括选项)长度除以四 —Reserved是保留位,没有使用 —标志位: 目前占六位, URG(urgent紧急)表示Urgent Pointer字段有意义,用来指示报文段里存在着被发送端上层实体置为紧急的数据 ACK(acknowledgement 确认)表示Acknowledgment Number字段有意义 PSH(push传送) 表示Push功能,当PSH比特被置位时,就指示接收方应立即将数据上交给上层 RST(reset重置)表示复位TCP连接 SYN(synchronous建立联机)表示SYN报文(在建立TCP连接的时候使用) FIN(finish结束)表示没有数据需要发送了(在关闭TCP连接的时候使用) —Window表示接收窗口字段,占一六位,用来告诉TCP连接对端自己能够接收的最大数据长度,用于流量控制。 —Checksum是校验和,占一六位 —Urgent Pointers是紧急数据指针,占一六位,只有URG标志位被设置时该字段才有意义,表示紧急数据相对序列号(Sequence Number字段的值)的偏移,指出发送端上层实体置为紧急的数据的最后一个字节的位置。 —Options(选项)和Padding(填充)是可选与边长的选项字段,该字段用于发送方与接收方协商最大报文段长度(MSS)时或在高速网络环境下用作窗口调节因子时使用 —data是TCP报文段里的数据 TCP是一种面向广域网的通信协议,目的是在跨越多个网络通信时,为两个通信端点之间提供一条具有下列特点的通信方式: (一)基于流的方式; (二)面向连接; (三)可靠通信方式; (四)在网络状况不佳的时候尽量降低系统由于重传带来的带宽开销; (五)通信连接维护是面向通信的两个端点的,而不考虑中间网段和节点。
TCP是因特网中的传输层协议,使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后,等待对方回答SYN+ACK,并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接,TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。
TCP三次握手的过程如下: 客户端发送SYN(SEQ=x)报文给服务器端,进入SYN_SEND状态。 服务器端收到SYN报文,回应一个SYN (SEQ=y)ACK(ACK=x+一)报文,进入SYN_RECV状态。 客户端收到服务器端的SYN报文,回应一个ACK(ACK=y+一)报文,进入Established(确认建立)状态。 三次握手完成,TCP客户端和服务器端成功地建立连接,可以开始传输数据了。 建立一个连接需要三次握手,而终止一个连接要经过四次挥手,这是由TCP的半关闭(half-close)造成的。具体过程如下图所示。 (一) 某个应用进程首先调用close,称该端执行“主动关闭”(active close)。该端的TCP于是发送一个FIN分节,表示数据发送完毕。 (二) 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”(passive close),这个FIN由TCP确认。
注意:FIN的接收也作为一个文件结束符(end-of-file)传递给接收端应用进程,放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后,因为,FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。
(三) 一段时间后,接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。 (四) 接收这个最终FIN的原发送端TCP(即执行主动关闭的那一端)确认这个FIN。
既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK,因此通常需要四个分节。
注意: (一) “通常”是指,某些情况下,步骤一的FIN随数据一起发送,另外,步骤二和步骤三发送的分节都出自执行被动关闭那一端,有可能被合并成一个分节。 (二) 在步骤二与步骤三之间,从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的,这称为“半关闭”(half-close)。 (三) 当一个Unix进程无论自愿地(调用exit或从main函数返回)还是非自愿地(收到一个终止本进程的信号)终止时,所有打开的描述符都被关闭,这也导致仍然打开的任何TCP连接上也发出一个FIN。
无论是客户还是服务器,任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是,客户执行主动关闭,但是某些协议,例如,HTTP/却由服务器执行主动关闭。
TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。面向连接意味着两个使用TCP的应用(通常是一个客户和一个服务器)在彼此交换数据包之前必须先建立一个TCP连接。这一过程与打电话很相似,先拨号振铃,等待对方摘机说“喂”,然后才说明是谁。在一个TCP连接中,仅有两方进行彼此通信。广播和多播不能用于TCP。
TCP通过下列方式来提供可靠性:
两个应用程序通过TCP连接交换八bit字节构成的字节流。TCP不在字节流中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务(bytestreamservice)。如果一方的应用程序先传一零字节,又传二零字节,再传五零字节,连接的另一方将无法了解发方每次发送了多少字节。只要自己的接收缓存没有塞满,TCP 接收方将有多少就收多少。一端将字节流放到TCP连接上,同样的字节流将出现在TCP连接的另一端。 另外,TCP对字节流的内容不作任何解释。TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据,还是ASCⅡ字符、EBCDIC字符或者其他类型数据。对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。
这种对字节流的处理方式与Unix操作系统对文件的处理方式很相似。Unix的内核对一个应用读或写的内容不作任何解释,而是交给应用程序处理。对Unix的内核来说,它无法区分一个二进制文件与一个文本文件。
UDP:——》Internet 协议集支持一个无连接的传输协议,该协议称为用户数据报协议(UDP,User Datagram Protocol)。UDP 为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据包的方法。RFC 七六八 描述了 UDP。它是OSI(Open System Interconnection,开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务,IETF RFC 七六八 是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是一七。
UDP协议与TCP协议一样用于处理数据包,在OSI模型中,两者都位于传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。
许多应用只支持UDP,如:多媒体数据流,不产生任何额外的数据,即使知道有破坏的包也不进行重发。当强调传输性能而不是传输的完整性时,如:音频和多媒体应用,UDP是最好的选择。在数据传输时间很短,以至于此前的连接过程成为整个流量主体的情况下,UDP也是一个好的选择。
UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议,它主要用于不要求分组顺序到达的传输中,分组传输顺序的检查与排序由应用层完成,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP 协议基本上是IP协议与上层协议的接口。UDP协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。 UDP提供了无连接通信,且不对传送数据包进行可靠性保证,适合于一次传输少量数据,UDP传输的可靠性由应用层负责。常用的UDP端口号有:五三(DNS)、六九(TFTP)、一六一(SNMP),使用UDP协议包括:TFTP(Trivial File Transfer Protocol,简单文件传输协议)、SNMP(简单网络管理协议)、NFS(网络文件系统,Network File System)、DNS(Domain Name System,域名系统)、BOOTP(Bootstrap Protocol,引导程序协议,是DHCP协议的前身)。 UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等,可靠性较差。但是正因为UDP协议的控制选项较少,在数据传输过程中延迟小、数据传输效率高,适合对可靠性要求不高的应用程序,或者可以保障可靠性的应用程序,如DNS、TFTP、SNMP等。 为了在给定的主机上能识别多个目的地址,同时允许多个应用程序在同一台主机上工作并能独立地进行数据包的发送和接收,设计用户数据报协议UDP。 UDP使用底层的互联网协议来传送报文,同IP一样提供不可靠的无连接数据包传输服务。它不提供报文到达确认、排序、及流量控制等功能。 UDP Helper可以实现对指定UDP端口广播报文的中继转发,即将指定UDP端口的广播报文转换为单播报文发送给指定的服务器,起到中继的作用。
UDP报文格式 在UDP协议层次模型中,UDP位于IP层之上。应用程序访问UDP层然后使用IP层传送数据包。IP数据包的数据部分即为UDP数据包。IP层的报头指明了源主机和目的主机地址,而UDP层的报头指明了主机上的源端口和目的端口。UDP传输的段(segment)有八个字节的报头和有效载荷字段构成。
UDP报头由四个域组成,其中每个域各占用二个字节,具体包括源端口号、目标端口号、数据包长度、校验值。
UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和TCP协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方(可以是客户端或服务器端)将UDP数据包通过源端口发送出去,而数据接收一方则通过目标端口接收数据。有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口;而另外一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP报头使用两个字节存放端口号,所以端口号的有效范围是从零到六五五三五。一般来说,大于四九一五一的端口号都代表动态端口。UDP端口号指定有两种方式:由管理机构指定端口和动态绑定的方式。
UDP协议使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出,在传递到接收方之后,还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏,发送和接收方的校验计算值将不会相符,由此UDP协议可以检测是否出错。这与TCP协议是不同的,后者要求必须具有校验值。 许多链路层协议都提供错误检查,包括流行的以太网协议,也许你想知道为什么UDP也要提供检查和校验。其原因是链路层以下的协议在源端和终端之间的某些通道可能不提供错误检测。虽然UDP提供有错误检测,但检测到错误时,UDP不做错误校正,只是简单地把损坏的消息段扔掉,或者给应用程序提供警告信息。
特点如下:
阿帕网: 阿帕网(Defense Advanced Research Project Agency NETwork),又称美国_高级计划局网络。一九六八年一零月,美国_高级计划局和BBN公司签订合同,研制适合计算机通信的网络。并于一九六九年六月完成第一阶段的工作,组成了四个结点的试验性网络,称为ARPAnet。它被公认为是世界上第一个采用分组交换技术组建的网络。
互联网: 互联网,又称国际网络,指的是网络与网络之间所串连成的庞大网络,这些网络以一组通用的协议相连,形成逻辑上的单一巨大国际网络。
因特网: 英特网(Internet)目前是全球最大的一种互联网,现在大多数所说的互联网泛指因特网,因特网包含WWW服务、E-mail电子邮件服务、FTP文件传输服务、Telnet远程登录服务、BBS电子公告牌服务、IRC网络即时聊天、ICQ (QQ从ICQ模仿而来) 、网络电话、网络购物、网络视频等等服务。
以上三者以及万维网之间的关系是:互联网 > 阿帕网——》因特网 > 万维网
通信技术的发展总结 第一一篇
(一)技术生态相关理论
Hannah与Freeman较早关注到“技术生态”问题,并且认为技术间是以“共生”的状态协同演化的,单一技术的演化离不开相关技术与技术生存环境的影响。吴彤提出的技术生态学是从生态学视角衍生出来的,把技术生态学看作是利用生态学的理论方法分析技术系统内外部相互关系的理论科学。黄鲁成等对专利技术进行生态学的描述,提出技术的个体、种群和群落的概念;认为技术群落具有层次性、动态性、整体性等特征,简单分析了技术群落演化的动力机制。毛荐其等认为技术间存在竞争、共生等相互关系,技术具有一定的自组织性能够自创生、自稳定;他还认为技术间、技术与环境间是相互影响协同演化的。EvaJablonka等认为技术的繁殖方式是多种多样的,不仅可以通过遗传的方式,还可以通过分裂、芽生、断裂等分开然后再渐渐融合的方式进行繁殖,他还认为生境是促进技术演化的重要因素。GediminasAdomavicius等认为探讨技术演化过程时,不应只考虑单个技术,而应把它们看成是一个包含相关技术整体的动态系统,并依据技术在技术生态中扮演的三种角色———组件、产品和应用、支撑和基础设施来分析技术的演化,提出技术演化的生态模型。Podolny等基于技术生态位理论以半导体产业为对象,研究了技术的演化和相互之间的竞争;并使用专利数据来测定技术的生态位,表明同一生态位的技术竞争更加激烈,可通过技术差异化以实现生态位的分离,即降低技术生态位的重叠度。张米尔和杨阿猛从技术共生集成的角度分析了朗科优盘的产品开发过程,构建了技术集成创新和产品衍生两种模型。
(二)移动通信技术相关研究
移动通信技术经过三个阶段的发展,至今已经相对成熟。从技术生命周期来看,移动通信技术已经进入了技术生命周期的成熟期即S曲线的成熟期;从移动通信技术发展阶段来看,移动通信技术进入了第四阶段(四G)的研究与尝试。总结来说,对移动通信技术系统的研究主要集中于以下几点:一是对完善第三代移动通信技术系统(三G)的研究,三G移动通信技术系统虽然基本实现了前两代移动通信无法实现的全球漫游技术和高速率数据传输技术以及相对灵活的、高智能的多媒体业务等用户需求的功能,但是三G在通信的速度、产品的智能性、灵活性和技术的兼容性等方面仍有上升空间。二是第四甚至第五代移动通信技术的研究及对四G系统能够实现的功能的研究与假设,移动通信新技术包括了正交频分复用(OFDM)技术、切换技术、IPv六协议技术、多输入多输出(MIMO)技术、软件无线电技术等。三是对前三代移动通信技术演化规律的总结,我国对移动通信技术的研究,在第一代时是完全落后的,需要依赖发达国家的供应,等到第二代移动通信我国开始引进并模仿,第三代移动通信时期我国才有了自主研发的相关移动通信技术,并积极备战迎接第四代移动通信的来临。四是对推动移动通信系统完善和向前演化的重要技术的研究,核心技术是推动一个技术生态系统发展的重要动力,一个国家只有掌握核心技术才能自主发展相关技术系统,另外对于与移动通信技术竞争或共生的技术的研究也颇受重视。五是对移动通信技术运用领域即实现功能的研究,移动通信技术不仅仅运用于日常通话,还运用于其他如矿井、数字助理和掌上数控系统等方面;另外,运用移动通信对人们的生活及生产的影响的研究也颇受重视。
二、技术生态系统组成与关系结构
(一)技术生态系统组成
自然生态系统中生物间存在着捕食、相互竞争、互惠共生、寄生等相互关系,并且生物与外界环境是相互影响协同演化的,同样的,技术的演化过程也不是孤立进行的。技术在演化过程中,一方面技术生态环境中的知识、技术元、信息等技术生态因子的不断转化来完善技术自身,另一方面通过与相关技术的竞争、协同,不断改变技术自身来适应生存环境。技术与生物有类似的生存机制和演化机制。借鉴自然界划分生态系统的方法,即按生物在生态系统中扮演的角色和生物之间关系划分技术生态系统的方法。按照技术在技术生态系统中扮演的角色和技术之间的关系来分析技术生态系统的组成。首先,按照技术在技术生态系统中的重要性即扮演的角色的重要程度,把技术系统分为核心技术和辅助技术两类;其次,根据辅助技术与核心技术的关系把辅助技术划分为竞争技术和共生技术两类。把与核心技术协作或配合的辅助技术称作共生技术,与核心技术和共生技术竞争的所有技术称为竞争技术。分析技术生态系统演化的外在驱动力,主要是社会/政府驱动、技术驱动、经济驱动以及消费者的需求驱动。如图一所示,技术生态系统中的技术间存在直接或间接的关系,并受到技术所在的外界环境的影响;技术间的关系非常复杂,可以用竞争和共生两种作用来概括;选定核心技术,通过划分剩余技术与核心技术的相互作用的特点来把剩余技术划分为竞争技术与共生技术两类。
(二)技术生态系统关系结构
技术生态系统的组成并不是组成技术的简单叠加,而是相互之间存在着密切的联系,是一个相互联系的统一整体,另外,技术各层次间也存在着相互作用。依据已确立的技术生态系统组成结构,接下来分析辅助技术、竞争技术、核心技术三者的相互关系。技术元是组成各技术的主要底层因子,技术元在知识、信息、智因等相互作用下能够相互结合组成新的技术或者改进原有技术,因此可以认为技术生态系统中各种技术的相关技术元组成技术基础层。核心技术是技术生态系统演化的主要决定性因素,核心技术的演化会直接影响技术生态系统中其余各技术演化的进程,进而导致技术生态系统中的技术的技术生态位整体跃迁;另外,竞争技术能够实现核心技术的大部分或一部分功能,并且对核心技术影响力较大,它与核心技术共同组成核心技术层。其他与核心技术协作或配合以及与技术生态系统中其他组件技术协作或配合的技术统称为共生技术,组成技术层。从技术生态系统内部来说技术相互之间的关系为:核心技术演化影响整个系统;竞争技术升级使得核心技术或相关共生技术为与之竞争而升级进一步影响整个技术系统;共生技术升级使得核心技术或竞争技术为了与它兼容而升级。另外,还有市场需求引导、政府政策指引、经济发展要求、社会技术水平等间接影响因素。用如图二所示的四面体来简单表述技术生态各组成部分的关系结构。四面体的四个点分别表示核心技术、共生技术、竞争技术和组成它们的技术元;每一个顶点的三条棱长表示对相关对象的作用力。例如,组成核心技术的技术元发生变化,即边长AD发生变化,为了维持四面体的形状即技术生态系统的稳定性,所有的棱长都会发生变化即产生作用力从而使得技术生态系统的各组成技术发生变化。该结构显示了技术生态系统内部组成成分密切的相关性和技术生态系统牵一发而动全身的特点,能够用来简单表示同一个技术生态系统中技术间的相互关系的特点。
三、移动通信技术演化
(一)技术生态系统演化路径分析
要分析技术生态系统演化的路径,就必须分别分析推动技术生态系统演化的动力产生原因和作用结果两方面。首先分析技术生态系统演化的动力,促进技术升级或创新的原因有很多,有竞争技术的刺激和共生技术的促进等技术间相互作用形成的内部作用力;有市场发展的要求以及经济、政策、技术环境等外界因素的推动形成的外部动力因素。其次分析动力产生对技术生态系统各组成部分的影响。总结移动通信技术生态系统演化路径有以下三种方式:①核心技术元核心技术共生技术技术生态系统演化,即组成核心技术的技术元产生、改进或核心技术采用新的技术元,共生技术为了与改进的核心技术兼容或更好的辅助新核心技术也会相应升级或增加,进而影响整个技术生态;②竞争技术核心技术共生技术技术生态系统演化,竞争技术竞争力增强时,核心技术为了生存即不被取代,也会同样产生升级或改变以提高自己的竞争力,然后影响共生技术进而影响整个技术生态系统;③共生技术核心技术技术生态系统演化,共生技术演化时,核心技术为了与共生技术兼容或更好地辅助核心技术也会相应升级或改进,进而影响整个技术生态系统的演化进程。其他影响因素,例如经济发展状况、社会(政府政策)、市场环境、技术水平因素等并不会直接作用于技术或技术生态系统本身,而是影响一类或几类技术的演化进而影响技术生态,或者说它们通过以上一种或几种途径共同作用来影响技术生态系统的演化过程。
(二)移动通信技术生态系统演化过程分析
分析了技术生态系统演化的途径,再来分析移动通信技术演化过程。首先,识别移动通信生态系统的核心技术。根据核心技术占据的生态位的特点,本文选用移动通信技术各阶段采用的多址技术作为划分移动通信技术的阶段性演化标准,并把多址技术作为核心技术,分析多址技术的演化过程,再来分析移动通信技术生态系统的演化过程和核心技术演化对其他共存技术、竞争技术演化过程的影响。其次,识别竞争技术,必须识别与核心技术竞争以及与核心技术的共生技术竞争的即提供相同服务和功能的任何其他类型的技术,例如全球星卫星移动通信技术、移动宽带技术等。最后,识别共生技术,共生技术是为核心技术或者是与核心技术合作共同实现特定功能或者是给用户增加价值的技术。移动通信发展过程中,初期采用了频分多址技术,但由于它的频谱利用率低、业务种类有限、无高速数据业务等缺点,使得它渐渐被时分多址技术和码分多址技术取代。移动通信发展至今,是时分多址与码分多址共存的时期,但是它们渐渐也显现了在通信速度、智能性、灵活性和兼容性等方面的不足。正交频分复用技术虽然能够解决先存技术的一些不足,但它本身发展并不完善,并且现有技术能够满足大多数移动通信技术应用者的需求,因此四G时代的来临还需要技术的突破和需求的推动。图三所示的移动通信技术演化过程中技术间的相互关系。图中选取移动通信技术运用的多址技术为核心技术,各种多址技术之间的关系是相互竞争的;图中最上面一层表示组成相关核心技术的技术元,中间一层表示第一代到第四代移动通信技术的核心技术,最下面一层表示与核心技术配合以实现相关功能的共生技术;选取了对移动通信技术生态系统具有显著间接影响的外界推动因素即社会/政府驱动、经济驱动、技术驱动、需求驱动等。移动通信技术核心技术层因为市场需求、政策改变等外界环境的变化发生改变,涌现出新的技术;新的技术元改进了核心技术的功能,共生技术发生改变以适应核心技术的改变更好地辅助和新技术适应技术生境的变化,来增强技术生态系统的自适应能力。
四、结论