生产实习报告

第一章绪论

1.1 通信技术的发展历程

通信技术的发展历史就是人们寻求如何利用各种媒体实现迅速而准确地传递更多的信息到更远处的历史。在古代，人们曾利用烽火、锣鼓、旗语、人力、马力等各种方式传递信息，后来出现了邮政通信，在全国范围内提供通信服务。真正现代意义上的通信始于1837年莫尔斯（S.F.D.Morse）发明的电报，开创了利用电信号传递信息的新时代。继电报之后，1876年美国人亚历山大·贝尔（G.A.Bell）发明了电话，这是通信发展历史上具有划时代意义的事件，通过电话可以把语音转化为电信号直接进行传输，电话系统经过100多年的发展，已经成为世界各国电信基础设施重要的组成部分。在贝尔发明电话100年之后，他所创立的贝尔公司成为垄断全美70%以上长途电话业务的巨型通信运营商，在1988年，贝尔公司最终被美国政府动用“反法托拉斯垄断”法案分割成几家独立的通信运营公司。但是从贝尔公司分裂出来的部分研究机构还在继续从事大量电信领域方面的基础理论和应用的研究工作，在电信领域占据着十分重要的地位。

1864年麦克斯威尔（J.C.Maxwell）建立了电磁场理论，1887年赫兹证明了电磁波的存在，1896年马可尼（G.Marconi）成功地发明了无线电报，1901年马可尼成功进行了跨大西洋的越洋无线电信号的接收，无线通信从此开始。1906年电子管的发明和几年后超外差接收机的问世，可以将信号放大，能把电话、电报传送到更远的地方，极大地促进了通信技术的发展，在其后的几十年中各种模拟通信技术，如调频通信技术、频分多路复用技术在军事通信和民用通信领域获得了十分广泛的应用。

在第二次世界大战前后，大量的模拟通信设备投入使用，紧迫的军事需求极大地刺激了雷达和微波通信系统地发展，但是关于通信技术中的一些基本的理论问题并未解决，如对于一个通信系统，究竟能够传输多少信息，信息又是如何度量等等一些基本的问题。1948年香农发表了著名的论文《通信中的数学理论》，提出了信息熵、信道容量等概念，定量地揭示了通信的实质问题，成为信息论的开端。此后香农又发表了率失真理论和密码理论等方面的论文，奠定了编码理论的基础，六七十年代后在众多相关研究的基础上形成了调制检测理论、信息论和纠错编码理论。1948年另外一项重要的发明是晶体管，60年代以后计算机技术和半导体技术获得迅猛发展，出现了大规模集成电路和超大规模集成电路，并很快与通信技术结合，这些器件的应用使得通信设备的功耗体积不断下降，功能日益强大，并降低设备和维护费用，使得各种通信设备获得广泛的应用。在计算机技术和通信技术的推动作用下，通信技术和电信产业向着数字化、大容量化、网络与多业务综合的方向发展。

数字通信开始于1937年提出的PCM脉冲编码调制，1950年开始将时分多路通信应用于电话系统，1970年，E10交换机在法国Lanion的开通成为程控数字

电话交换机商用运营的先河，此后程控数字电话交换机在发达国家迅速开展。目前除了用户电话线之外，进入程控数字电话交换机以后信号的存储和交换都以数字的方式进行，PCM和时分多路复用是程控数字交换的基础。我国在70年代初决定采用PCM30/32路时分多路复用标准，80年代逐步引入商用，开始了通信

数字化的方向。到90年代以后，我国开始了全国范围内的大规模程控数字电话交换网的建设，到目前为止，由于广袤的国土面积和巨大的人口基数，程控电话交换系统在我国仍然保持着强劲的发展势头。

传统的电信网络主要目标是为用户提供电话服务，70年代以后，出现了数据通信业务的需求，当时只能够借助于电信网进行远距离传送，于是制定了在公网上传送数据信息的传输规范，其用户端的设备通常就是话带调制解调器（Voiceband Modem），通过modem，在普通模拟用户电话线上可以实现收发传真等数据业务。80年代以后随着非话业务的快速发展，出现了综合业务的发展

趋势，综合数字业务网ISDN（Integrated Service Digital Network）技术应运而生，它基于电路交换，为用户提供端到端的综合业务数字服务（我国称为“一线通”业务），ISDN最终并未获得大规模的推广，因为90年代Internet的迅猛发展改变了数据业务发展的格局，到后来ISDN转而为用户提供Internet接入服务，但

是最终因为在接入传输速率上远低于ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line）等其它接入方式，最终并未大规模进入终端用户市场。

随着90年代以话音、数据、视频等综合业务的快速发展需求，出现了宽带综合业务数字网B-ISDN（Broadband Integrated Service Digital Network）技术，和

原有的基于电路交换的程控电话数字网相比，B-ISDN所带来的将是革命性的变化，它采用异步传输模式（ATM：Asynchronous Transfer Mode），基于分组交

换方式、使用固定长度的信元实现用户多业务信息的传输与交换，它能够很好地适应话音、数据、视频等多种业务在统一的网络中进行传输和交换。基于ATM

的B-ISDN在技术上无疑是有优势的，但是面临十分成熟的程控电话交换网和Inernet大规模普及的现状，B-ISDN至今并未得到实际的大规模推广应用。

数字通信另外一个应用领域是计算机通信网。70年代末出现的Ethernet （IEEE 802.3标准）在多年的技术和市场竞争中打败其它局域网竞争对手（如IBM和Apple公司推出的令牌环网Token Ring），成为局域网/城域网的主流，90年代以来Internet的飞跃发展，业务不断扩大，甚至传统的电话业务也能够以低廉的价格在Internet上传送，Internet的发展还推动了宽带用户接入技术的发展，

出现了ADSL宽带接入技术、HFC接入、宽带无线接入技术，为用户提供了丰富的Internet接入方式。

移动通信是当今最受人瞩目的通信技术，第一代移动通信系统都是模拟频分多址系统，我国于1987年在广州引入了英国的TACS第一代模拟移动通信系统。GSM是由北欧国家所提出的时分制的第二代数字移动通信系统，后来成为泛欧移动通信标准。我国于1993年开始引入GSM系统，GSM移动通信业务由中国电信（移动业务后来从中国电信分离，成立现在的中国移动）和中国联通两家公司运营。联通公司于2000年在国内又在引入了IS-95 CDMA移动通信系统，至此我国境内就出现了两种第二代移动通信体制并存的局面（我国于2001年底已经全部关闭了商用模拟移动通信服务）。目前GSM系统是世界上市场占有率最大的移动通信系统，其它第二代移动通信标准包括北美使用的IS-54（北美地区也有CDMA系统）、日本的PDC等系统。第三代移动通信系统三个主要的标准分别是欧洲Nokia、Ericssion公司和日本DoCoMo公司推出的的W-CDMA、美国QualComm公司（IS-95 CDMA标准的持有者）的CDMA2000标准（向下兼容IS-95 CDMA）以及中国大唐电信和Siemens共同推出的TD-SCDMA。3G移动通信系统的实际部署一再地被推迟，其中有商业、技术和市场等诸多原因。而在3G部署一再被延迟的同时，Internet的发展导致宽带无线接入技术异军突起，特别是2003年Intel公司推出包括IEEE 802.11b无线局域网技术的Centrino（迅驰）平台之后，宽带无线接入及其传输技术成为无线通信领域和网络互联技术的一个新的亮点。宽带无线接入技术成为各国政府和全球通信设备供应商的一个新的竞争焦点。

远程和大容量化是通信发展的趋势。早期的电话系统中使用微波中继传输实现长途话音传输，其通信容量从300路容量发展到6000路，传输体制上从模拟中频转发发展到再生式数字微波中继，但是微波中继不适合跨洋作业，1945年美国空军军官克拉克发表了“地球外的中继站”一文，提出了卫星通信的设想，1965年美国发射静止轨道（GEO：Geostationary Earth Orbit）卫星“晨鸟”，用于欧美间的商业通信，后来转发式GEO通信卫星大量投入商用，提供高容量的话路中继和广播电视信号转发业务。近年来卫星通信发展的趋势主要表现在更高的传输容量、采用星上处理交换技术等方面，中低轨星座组网也是卫星通信系统应用发展的趋势，Motorola公司在1999年开始运营的“铱”系统，就是一种典型的中低轨卫星系统，为全球地面用户提供商业卫星移动电话服务。

数字通信大容量和远程化发展趋势的另外一个突出的特征是光纤通信技术的迅速发展和应用。1965英籍华人物理学家高锟发明了光纤，1970年美国康宁（Corning）公司制造出了世界上第一根实用化的光纤。到90年代，光纤已经成