論通信工程的發(fā)展與技術(shù)革新

季延凱

摘 ?要：通信工程作為信息領(lǐng)域建設(shè)發(fā)展的一個(gè)重要課題，是包括光纖傳輸、網(wǎng)絡(luò)通信和移動(dòng)通信等在內(nèi)的一項(xiàng)重大工程。目前隨著4G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和光纖傳輸?shù)牟粩嗌?jí)優(yōu)化，通信工程得到了飛速發(fā)展。基于此，本文從通信工程的發(fā)展歷程入手，對(duì)通信工程的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)技術(shù)革新進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

關(guān)鍵詞：通信工程;光纖傳輸;發(fā)展歷程;技術(shù)革新

1.引言

通信工程（也稱(chēng)為電信工程，原來(lái)稱(chēng)作弱電工程和遠(yuǎn)距離通信工程）作為電子工程的一個(gè)重要分支，是信息科學(xué)技術(shù)中一個(gè)迅速發(fā)展并極具活力的領(lǐng)域[1]。特別是光纖通信、數(shù)字移動(dòng)通信和Internet網(wǎng)絡(luò)通信使人們?cè)讷@得信息以及傳遞信息方面得到了極大便利[2]。通信工程主要研究的是以聲波、電磁波或光波的形式將信息通過(guò)電脈沖的形式，從發(fā)送端（信源）傳送到一個(gè)或多個(gè)接受端（信宿）的過(guò)程。而接受端是否能正確辨認(rèn)信息，則取決于傳輸過(guò)程中的損耗高低。通信工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是信號(hào)處理，其中包括過(guò)濾，編碼和解碼等[3]。

2. 現(xiàn)代通信的發(fā)展

通信的發(fā)展歷史已經(jīng)較為悠久。早在遠(yuǎn)古時(shí)期，人們就已經(jīng)通過(guò)簡(jiǎn)單的壁畫(huà)和語(yǔ)言等方式交換信息。數(shù)千年來(lái)，人們一直通過(guò)圖符、語(yǔ)言、煙火、鐘鼓、紙書(shū)、竹簡(jiǎn)等方式傳遞信息。古人的飛鴿傳信、烽火狼煙和驛馬郵遞就是這種通訊的案例。時(shí)至今日，仍有一些國(guó)家的個(gè)別原始部落，還在保留著像擊鼓鳴號(hào)這樣悠久古老的通信方式。放眼看來(lái)，在現(xiàn)代社會(huì)，航海中的旗語(yǔ)和交警的指揮手語(yǔ)等也是古老通訊方式進(jìn)一步發(fā)展得到的結(jié)果。這些信息傳遞的基本都是依靠人的聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)進(jìn)行。

19世紀(jì)中期以后，隨著電話、電報(bào)的發(fā)明和電磁波的發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)通信方式產(chǎn)生了本質(zhì)性的變革。完全實(shí)現(xiàn)了通過(guò)金屬導(dǎo)線來(lái)傳遞信息，甚至能夠通過(guò)電磁波來(lái)進(jìn)行無(wú)線通訊，使得神話故事中的“千里眼”和“順風(fēng)耳”變成了現(xiàn)實(shí)。此后，人類(lèi)之間的信息傳遞能夠擺脫常規(guī)的聽(tīng)覺(jué)視覺(jué)方式，利用電信號(hào)作為新的載體，以此引發(fā)了一系列技術(shù)革新，從而開(kāi)始了人類(lèi)通信的新時(shí)代。

1837年，美國(guó)人塞繆樂(lè).莫樂(lè)斯成功研制出了世界上第一臺(tái)電磁式電報(bào)機(jī)。通過(guò)他自己設(shè)計(jì)的電碼，能夠?qū)⑿畔⑥D(zhuǎn)換成一串長(zhǎng)短不一的電脈沖，然后傳向目的地，最后再轉(zhuǎn)換為原來(lái)的信息。莫樂(lè)斯于1844年5月24日在國(guó)會(huì)大廈聯(lián)邦最高法院會(huì)議廳用莫爾斯電碼發(fā)出了人類(lèi)歷史當(dāng)中的第一份電報(bào)，從而將長(zhǎng)途電報(bào)通信變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

1864年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋建立了一套電磁理論，指出了電磁波的存在，并說(shuō)明了電磁波與光具有一樣的性質(zhì)，即兩者都是以光速傳播的。

1875年，蘇格蘭青年亞歷山大.貝爾發(fā)明了世界上第一臺(tái)電話，并在1876年申請(qǐng)了發(fā)明專(zhuān)利。1878年他在波士頓和紐約之間進(jìn)行了首次長(zhǎng)途電話實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)獲得了成功，隨后就成立了著名的貝爾電話公司。

1888年，德國(guó)物理學(xué)家海因里斯.赫茲用電波環(huán)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了電磁波的存在，實(shí)驗(yàn)證明了麥克斯韋的電磁理論。這個(gè)實(shí)驗(yàn)曾轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，成為了近代科學(xué)技術(shù)史上的一個(gè)重要里程碑，為無(wú)線電的誕生和電子技術(shù)的發(fā)展奠定了牢固的基礎(chǔ)。

1894年，俄國(guó)科學(xué)家波波夫和意大利工程師馬可尼在麥克斯韋的電磁波原理基礎(chǔ)上，利用電磁波為載體，發(fā)明了可以遠(yuǎn)距離傳輸信息的無(wú)線電報(bào)，從而開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)通信領(lǐng)域的新紀(jì)元。

19世紀(jì)，在人類(lèi)發(fā)明無(wú)線電報(bào)之后，進(jìn)一步通過(guò)電磁波來(lái)傳送聲音。英國(guó)工程師佛雷明在1906年發(fā)明了真空二極管，美國(guó)人弗雷斯特發(fā)明了真空三極管。佛雷斯特在1914年使用真空三極管做成了振蕩電路，這使得放大器電路得以實(shí)現(xiàn)，并為以后的無(wú)線通信廣播奠定了基礎(chǔ)。

1906年，加拿大費(fèi)森登在紐約建立了第一個(gè)廣播站，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)無(wú)線電廣播的新紀(jì)元。

直到21世紀(jì)60年代，才正式出現(xiàn)了家用按鍵式電話機(jī)。歷經(jīng)了120年的發(fā)展與實(shí)踐，隨著電話的普及，交換技術(shù)也在大力改進(jìn)。從當(dāng)初繁忙的人工接線員到現(xiàn)在的程控交換機(jī)的問(wèn)世，電話這一名詞也慢慢變成了人們的口頭語(yǔ)。

20世紀(jì)90年代，開(kāi)通了蜂窩電話系統(tǒng)。無(wú)線通信技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，使得光纖通信得到普遍應(yīng)用。移動(dòng)電話、程控電話、傳真通信、可視電話、電子郵件、數(shù)據(jù)通信、衛(wèi)星通信、互聯(lián)網(wǎng)通信等標(biāo)志著以計(jì)算機(jī)處理為核心的數(shù)字化的信息時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

3.通信未來(lái)發(fā)展和技術(shù)革新

從長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略角度看，通信未來(lái)技術(shù)革新主要分為以下三方面：

（1）通信網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用。

（2）基于WEB的城市虛擬現(xiàn)實(shí)。

（3）電子制造研究。

由專(zhuān)家預(yù)測(cè)可知，21世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)的世紀(jì)，與信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)的領(lǐng)域?qū)⒊蔀殛P(guān)鍵領(lǐng)域。三次網(wǎng)絡(luò)浪潮的預(yù)言已成為現(xiàn)實(shí)，我國(guó)正在積極努力從二線國(guó)家（工業(yè)化國(guó)家）轉(zhuǎn)型為第三線國(guó)家（信息化國(guó)家）。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為這一革命性的轉(zhuǎn)變提供了客觀條件，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)將依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)求得新生。而新興的信息產(chǎn)業(yè)將持續(xù)高速發(fā)展，這意味著依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)生存會(huì)有更多的機(jī)會(huì)。

我們認(rèn)為無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在中國(guó)市場(chǎng)有著更強(qiáng)的適應(yīng)力（社會(huì)需求）和生命力?；ヂ?lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)在中國(guó)經(jīng)歷了全球化同樣的歷程，只是稍微滯后了一段時(shí)間。我們認(rèn)為這應(yīng)該歸因于中國(guó)本土國(guó)情，有線通信網(wǎng)絡(luò)下的互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)在中國(guó)無(wú)法廣泛普及，但是，數(shù)億中國(guó)人卻和世界同步地使用了手機(jī)。中國(guó)人民更容易接受高效、簡(jiǎn)潔和容易推廣的無(wú)線移動(dòng)終端設(shè)備。這種情況很容易使人想到日本手機(jī)I-MODE網(wǎng)絡(luò)模式取得的空前成功。我們認(rèn)為，在中國(guó)將會(huì)有一個(gè)無(wú)線電子商務(wù)的盛世，這與世界權(quán)威機(jī)構(gòu)所作的預(yù)測(cè)一致。

5G無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信的運(yùn)營(yíng)必將帶來(lái)人們工作和生活方式的變革。其實(shí)，無(wú)線電子商務(wù)和移動(dòng)辦公等無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用在國(guó)外已經(jīng)趨于成熟，但是這種便捷的方式卻無(wú)法大面積和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家高質(zhì)量的有線通信技術(shù)相抗衡，究其原因，主要是無(wú)線通信帶寬不夠。在當(dāng)今中國(guó)，這種情況將會(huì)馬上改變，信息產(chǎn)業(yè)部正在進(jìn)行5G通信運(yùn)營(yíng)部署，其正式運(yùn)營(yíng)指日可待。到那時(shí)，我們可以邁過(guò)有線通信互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)慘淡經(jīng)營(yíng)時(shí)代，直接推廣無(wú)線移動(dòng)辦公和電子商務(wù)。

我們將以虛擬現(xiàn)實(shí)的方式提供人類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)交互界面。在復(fù)雜的信息時(shí)代，人們更加注重效率，節(jié)約時(shí)間將是人們獲取信息時(shí)的最大要求。虛擬現(xiàn)實(shí)即可讓人們以返醭歸真的簡(jiǎn)單方式與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互。

電子制造業(yè)是通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，我們不可永遠(yuǎn)依賴(lài)從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)通信芯片，必須大力開(kāi)發(fā)自己的核心技術(shù)。為了國(guó)家和民族的未來(lái)，我們都有義務(wù)承擔(dān)起這個(gè)責(zé)任，為了方便人類(lèi)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

參考文獻(xiàn)

[1] ?王曉樂(lè). 通信工程中光纖技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 通信電源技術(shù). 2018（2）：18-22.

[2] ?孟蒙. 通信工程中光纖技術(shù)的應(yīng)用及設(shè)計(jì)分析[J]. 信息通信. 2018（5）：25-33.

[3] ?宋弘亮. 光纖技術(shù)在通信工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析[J]. 科技資訊. 2018（11）：56-77.