現(xiàn)代通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向

1、1. 簡要概述現(xiàn)代通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向； 簡要概述現(xiàn)代通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向；光纖通信技術（現(xiàn)階段主流）： 光纖通信技術（現(xiàn)階段主流）：光纖通信技術是以光信號作為信息載體、以光纖作為傳輸介 質的通信技術。 在光纖通信系統(tǒng)中，因光波頻率極高以及光纖介 質損耗極低，故而光纖通信的容量極大，要比微波等通信方式帶寬 大上幾十倍。 光纖主要由纖芯、包層和涂敷層構成。 纖芯由高度透明的材 料制成，一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還

2、細；外面層稱 為包層，它的折射率略小于纖芯，包層的作用就是確保光纖它是電 氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路問題；涂敷層的作用是保護光 線不受水氣侵蝕及機械擦傷，同時增加光線的柔韌性；在涂敷層 外，往往加有塑料外套。 光纖的內芯非常細小，由多根纖芯組成光 纜的直徑也非常小，用光纜作為傳輸通道，可以使傳輸系統(tǒng)占極小 空間，解決目前地下管道空間不夠的問題。我國從 １９７４ 年開始研究光纖通信技 術，因光纖體積小、重量輕、傳輸頻帶極寬、傳輸距離

3、遠、電磁干擾抗性 強以及不易串音等優(yōu)點，發(fā)展十分迅速。 目前，光纖通信在郵電通信 系統(tǒng)等諸多領域發(fā)展迅猛，光纖通信優(yōu)越的性能及強大的競爭力，很 快代替了電纜通信，成為電信網中重要的傳輸手段。 從總體趨勢看， 光纖通信必將成為未來通信發(fā)展的主要方式。量子通信技術（特殊需求必須）： 量子通信技術（特殊需求必須）：在量子通信網絡中，主要有量子空分交換技術、量子時分交換技術、量子波分交換技 術等。量子空分交換是通過改變光量子信號的 物理傳輸通道

4、來實現(xiàn)光量子信號的交換；量子 時分交換是在時間同步的基礎上對光量子信號 進行時分復用而進行的交換；量子波分交換是 將光量子信號經過波分解復用器、波長變換器、 波長濾波器、波分復用器而進行的交換。 量子通信網絡有三個功能層面：量子通 信網絡管理層、量子通信控制層和傳輸信道層。 由量子通信控制層進行呼叫連接處理、信道資 源管理和建立路由，進而控制光纖通道建立端 到端量子信道，管理層負責資源和鏈路等的管理，控制層和管理層的功能由經典通信鏈路完

5、2016 年底，北京和上海之間將建成一條 全長 2000 余公里的量子保密通信骨干線路“京 滬干線”，它是連接北京、上海的高可信、可擴展、軍民融合的廣域光纖量子通信網絡，主 要開展遠距離、大尺度量子保密通信關鍵驗 證、應用和示范。此干線可以實現(xiàn)遠程高清 量子保密視頻會議系統(tǒng)和其他多媒體跨越互聯(lián) 應用，也可以實現(xiàn)金融、政務領域的遠程或同 城數(shù)據(jù)災備系統(tǒng)，金融機構數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等應 用。2016 年 7 月份中國將發(fā)射全球首顆量子 科學實驗

6、通訊衛(wèi)星，這標志著我國通信技術的 突破性發(fā)展，標志著中國同時在軍用通信領域 站在了世界的最前列，之后會陸續(xù)發(fā)射的更多 量子通訊衛(wèi)星，就可以建成全球性的量子通信 網絡。正如潘建偉院士所說量子科學實驗衛(wèi)星 的發(fā)射，將表明中國正從經典信息技術的跟隨 者，轉變成未來信息技術的并跑者、領跑者， 量子通信將會盡快走進每個人的生活，就像計 算機曾經做到的一樣，改變世界。量子通訊衛(wèi) 星和“京滬干線”的成功將意味著一個天地一 體化的量子通信網絡的形成。量

7、子通信與傳統(tǒng)的經典通信相比，具有 極高的安全性和保密性，且時效性高傳輸速度 快，沒有電磁輻射，它的這些優(yōu)點決定了其無 法估量的應用前景。通過光纖可以實現(xiàn)城域量 子通信網絡，通過中繼器連接實現(xiàn)城際量子網 絡，通過衛(wèi)星中轉實現(xiàn)遠距離量子通信，最終 構成廣域量子通信網絡。未來數(shù)年內，量子通 信將會實現(xiàn)大規(guī)模應用，經典通信的硬件設施 并不會被完全取代，而是在現(xiàn)有設施的基礎上 進行融合。在通信發(fā)送端和接收端安裝單光子 探測器、量子網關等量子加

8、密設備，即可在電 話、傳真、光纖網絡等代表在無線傳輸采 用模擬式的 FM 調制，將介于 300Hz 到 3400Hz 的語音轉換到高頻的載波頻率 MHz 上。此外，1G 只能 應用在一般語音傳輸上，且語音品質低、訊號不穩(wěn)定、涵蓋范圍也不夠全面。1G 主要系統(tǒng)為 AMPS，另外還有 NMT 及 TACS，該制式在加拿大、南美、澳洲以及亞太地區(qū)廣泛采 用，而國內在 80 年代初期移動通信產業(yè)還屬于一片空白，直到1987 年的廣東第六屆

9、全運會上蜂窩移 動通信系統(tǒng)正式啟動。 在第 1 代行動通信系統(tǒng)在國內剛剛建立的時候，我們很多人手中拿的還是大塊頭的摩托羅拉 8000X， 俗稱大哥大（一般人可用不起喲?。?。那個年代雖然沒有現(xiàn)在的移動、聯(lián)通和電信，卻有著 A網和 B 網之分，而在這兩個網背后就是主宰模擬時代的愛立信和摩托羅拉。模擬通信系統(tǒng)有著很多缺陷，經常出現(xiàn)串號、盜號等現(xiàn)象。1999 年 A 網和 B 網被正式關閉，2G 時代 也來到了我們身邊。2G:2G 聲音的品

10、質較佳，比 1G 多了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?，?shù)據(jù)傳輸速度為每秒 9.6——14.4Kbit，最早的文 字簡訊也從此開始。GSM 在 1990 年由歐洲發(fā)展出來，另外還有 TDMA、CDMA、PDC 與 iDEN。2G 時代也是移動通信標準爭奪的開始， ，GSM 脫穎而出成為最廣泛采用的移動通信制式。早在 1989 年歐洲就以 GSM 為通信系統(tǒng)的統(tǒng)一標準并正式商業(yè)化，同時在歐洲起家的諾基亞和愛立信開始 攻占美國和日本市場，僅僅 10 年功

11、夫諾基亞就成為全球最大的移動電話商。GSM：全球移動通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication） ，是當前應用最為廣泛 的移動電話標準，較之以前的標準最大的不同是它的信令和語音信道都是數(shù)字式的。GSM 是一個當 前由 3GPP 開發(fā)的開放標準。 TDMA：時分多址(Time Division Multiple Access)，是把時間分割成周期性的幀(Frame)，每一個 幀再分割成若

12、干個時隙向基站發(fā)送信號，在滿足定時和同步的條件下，基站可以分別在各時隙中接 收到各移動終端的信號而不混擾。同時，基站發(fā)向多個移動終端的信號都按順序安排在預定的時隙 中傳輸，各移動終端只要在指定的時隙內接收，就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分并接收下來。CDMA：碼分多址(Code Division Multiple Access)，是在數(shù)字技術的分支--擴頻通信技術上發(fā)展 起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。CDMA 技術的原理是基于

13、擴頻技術，即將需傳送的具有一 定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬 被擴展，再經載波調制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關處 理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。3G:CDMA 大行其道 隨著人們對移動網絡的需求不斷加大，第 3 代移動通信網絡必須在新的頻譜上制定出新的標準，享用 更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。 在 3G 之下，有了高頻寬和穩(wěn)

14、定的傳輸，影像電話和大量數(shù)據(jù)的傳送更為普遍，行動通訊有更多樣化 的應用，因此 3G 被視為是開啟行動通訊新紀元的重要關鍵。而支持 3G 網絡的平板電腦也是在這個時 候出現(xiàn)，蘋果，聯(lián)想和華碩等都推出了一大批優(yōu)秀的平板產品。 中國于 2009年的 1 月 7 日頒發(fā)了 3 張 3G 牌照，分別是中國移動的 TD-SCDMA，中國聯(lián)通的WCDMA 和中國電信的 WCDMA2000。分別是 WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA，WiM