1.3 通信技術發展過程

1.3.1 通信的發展概況

自人類社會產生以來，按照通信交流方式與技術的不同，可以將通信發展劃分為四個歷史階段。第一階段是語言通信，人們通過人力、馬力以及烽火臺等原始通信手段傳遞消息；第二階段是出現文字后的郵政通信；第三階段是電氣通信時代，其主要的通信方式是電話、電報、廣播等；第四階段是信息時代，它不僅要求對信息的傳遞，還包括了對信息的存儲、處理和加工，其主要代表為計算機網絡和信息高速公路等。

真正有實用意義的電通信起源于19世紀30年代。1835年，莫爾斯電碼出現；1837年，莫爾斯電磁式電報機出現；1866年，利用大西洋海底電纜實現了越洋電報通信；1876年，貝爾發明了電話機，開始了有線電報、電話通信，使消息傳遞既迅速又準確。

19世紀末，出現了無線電報；20世紀初，電子管的出現使無線電話成為可能。自20世紀60年代以來，隨著晶體管、集成電路的出現和應用，無線電通信迅速發展，無線電話、廣播、電視和傳真通信相繼出現并發展起來。

進入20世紀80年代后，隨著人造衛星的發射，電子計算機、大規模集成電路和光導纖維等現代化科學技術成果的問世和應用，特別是數字通信技術的飛速發展，各種技術之間相互滲透、相互利用，相繼出現了綜合業務數字網（ISDN）、多媒體通信技術（MMT）、綜合移動衛星通信（M-SAT）、個人通信網以及智能通信網（IN或AIN）等。特別是多媒體通信以通信技術、廣播電視技術、計算機技術為基礎，突破了計算機、電話、電視等傳統產業的界線，將計算機的相互性、通信網的分布性和電視廣播的真實性融為一體，向人們提供了綜合的消息服務，成為一種新型的、智能化的通信方式。

21世紀是信息化社會，信息技術和信息產業是新的生產力增長點之一，因此在信息技術中，全球信息高速公路會成為將來高度信息化社會的一項基本設施。“國際信息基礎工程”（通稱為“信息高速公路”）計劃，目前正在世界不少國家和地區部署和實施。它是以光纜為“路”，集計算機、電視、錄像、電話為一體的多媒體為載體，向大學、研究機構、企業及普通家庭實時提供所需數據、圖像、聲音傳輸等多種服務的全國性高速信息網絡。它是多門學科的綜合。從技術角度來講，它涉及了計算機科學技術、光纖通信技術、數字通信技術、個人通信技術、信號處理技術、光電子技術、半導體技術、大容量存儲技術、網絡技術、信息安全技術等信息技術，這是一項規模巨大、意義重大的工程。因此，各發達國家都在投入大量的人力、物力積極研究、實驗、實施這項計劃，但還有許多關鍵技術及社會問題尚待解決，可以說這一切僅僅是一個開始，還需要人們不斷地探索和研究。

展望未來，通信技術正在向數字化、智能化、綜合化、寬帶化、個人化方向迅速發展，各種新的電信業務也應運而生，朝著信息服務多種領域廣泛延伸。人們期待著早日實現通信的最終目標：無論何時、何地都能實現與任何人進行任何形式的信息交換——全球個人通信。

1.3.2 模擬通信系統

雖然數字通信已成為現代通信的發展趨勢。但從我國的國情來看，我國模擬通信設備仍在發揮較好的經濟效益，因此，數字通信和模擬通信將并存較長的時間。

模擬通信利用模擬信號作為信息載體。對于一個正弦載波信號，可以用三個參量（幅度、頻率和相位）來描述。用有用信號分別控制載波信號的幅度、頻率和相位，就分別得到調幅、調頻和調相。

調幅分為標準調幅（AM）、抑制載波雙邊帶調幅（DSB）、單邊帶調幅（SSB）、殘留邊帶調幅（VSB）等。

單邊帶調幅（SSB）在通信中最為常用。圖1.6為調幅信號頻譜，可以發現其頻譜成分應包括載波、上邊帶和下邊帶三部分。載波本身并未攜帶信息，被傳遞的信息包含在兩個邊帶之中，每個邊帶都包含了全部的被傳輸信息。因此，可以將載波和一個邊帶抑制掉，只傳輸另一個邊帶。這種把消息調制在一個邊帶上進行傳輸的通信方式稱為單邊帶通信，這種調制方式稱為單邊帶調制。它的最大優點是，比AM和DSB的帶寬減少了1半，因此提高了信道利用率。同時，因為不發送載波而僅發送一個邊帶，所以更節省功率。

調頻和調相的最終結果都是載波的相角受到調制信號的控制，因此統稱為角度調制。

產生調頻波的方法有兩種：直接調頻和間接調頻。直接調頻就是直接用基帶調制信號控制高頻振蕩器內的電抗元器件的參數，使高頻振蕩頻率隨調制信號變化而變化。目前，最常見的調頻器是變容二極管調頻器。間接調頻是指由調相法產生調頻信號的方法，調制信號經積分后，再對高頻載波調相而得到調頻信號，如圖1.7所示。

有關模擬信號傳輸的內容可參見高頻電子線路課程。