A. 通信技術發展歷程
無線移動通信技術快速發展歷程和趨向(張煦)
[摘要] 本文內容分三部分:首先說明無線移動通信與有線固定通信一同快速發展的趨勢;然後
著重講述無線動通信蜂窩網從模擬至數字和即將進入第三代系統的快速發展歷程和今後趨向;
最後簡單說明無線衛星通信微波通信也要加快步伐繼續向前發展,以發揮重要作用。
[ 關鍵詞]無線通信;移動通信;蜂窩網;衛星通信
1無線移動通信與有線固定通信一同發展
人們常把有線固定通信和無線移動通信作為信息基礎結構(NII/GII)的兩大組成部分。近
年來它們都以明顯的快速步伐向前推進,而且進入新世紀後將更加快速發展,為興旺的信息時代
作出貢獻。傳統的有線固定通信網是「公用交換電話網」PSTN(Public Switched Telephone
Network),長期來一直保持平穩擴大建設,促使人們普遍裝用固定終端的電話機。但是,自90
年代中期起,國際互聯網Internet興起,使全世界的傳統通信網受到前所未有的巨大沖擊。廣大
的通信用戶開始普遍裝用計算機,數據通信的業務量每年急劇上漲,其增長率遠遠超過傳統電話
的每年增長率。按照這樣的勢頭,進入新世紀後的五年左右,全世界的數據信息業務量總數將追
上電話信息業務量總數,而且以後超過的越來越多。因此未來的通信傳送網將是以數據信息為重
點的分組交換網(Packet Switching),並且承擔電話通信的傳送,不再利用原有的電路交換
( Circuit Switching),但仍保證電話特有的業務質量(QoS)指標。隨著計算機技術改進和
功能加多,數據通信將延伸至包含音頻、視頻信息配合的多媒體通信。這樣,未來的有線固定通
信網,將能承擔所有信息業務傳送的統一通信網,必將是大容量通信網。
無線移動通信網主要是各地城市的蜂窩網(Cellul Network),每一城市分成若干個蜂窩
區,
每區中心設置無線電基台(Base Station),區內所有移動終端和個人無線手機各與基台直接經
由無線線路連通,稱為無線接入(Wireless Access)。移動通信原來是只通行動電話,近來也
和有線網一樣,容許移動用戶於需要時接上Internet,傳送數據信息,並且隨著計算機的改進,
將來也要傳送包含音頻、視頻信息配合的多媒體通信。移動終端經過無線接入基台又經由基台連
往移動通信交換中心MSC(Mobile-communication Switching Center),除了由無線線路連往
同
一蜂窩網的其它無線電基台外,還連往有線固定通信網的城市交換局。這意味著,無線移動通信
網要與有城固定通信網相連接。移動終端和個人便攜手機如欲與同一蜂窩區或同一城市的移動終
端或個人手機直接相互通信,當然可由無線移動通信網來接通。但無線移動通信網僅限於本城市
的蜂窩網,不同城市的蜂窩網仍需由全國性的有線固定通信網來接通。任一無線移動手機如欲實
現國內或國際通信,必須經過無線接入,然後由有城固定網接通。由此可見,有線固定通信網既
承擔所有由有線接入的各種各樣通信業務,包括原來PSTN用戶所需的通信業務,又要承擔無線接
入的各種通信業務,所以,固定網的通信業務量總數特大,而且逐年加大,在設計未來的全國有
線固定通信網時,必然要精細測算,考慮大容量而且逐年增加容量的趨勢。這就要求傳輸線路和
通信網內部設備都能方便地按需要加大容量。
鑒於過去數字通信網使用的時分多路TDM雖然作出很大貢獻,數字體系從PDH進化為SDH,但
其最高數字速率已難於再提高,因而成為通信網繼續加大容量的「電子瓶頸」。可幸,光纖作為
傳輸線路具有巨大的潛在容量可以發掘利用。而且,從90年代中期起,波分多路/密集波分多路
( WDM/DWDM)在光纖線路上投入商用,顯示出無比優越性。於是,有線通信網中的干線幾乎全
部採用光纖並裝上波分多路系統,而通信網本身內部,為了便於未來擴大容量,已開始考慮從電
網進化為光網(optical networking),採用以WDM為基的各種光器件/組件,以實現波長路由
和交換等功能,從而可以進一步加大網的容量能力。
對於使用電話通信的人們,雖然過去安裝的固定終端電話機運行可靠,但與近年推廣的便攜
無線手機相比,用戶覺得各自隨身攜帶一部手機,一個號碼,隨時隨地可以撥打電話找到對方立
即通話,比過去固定終端靈活方便得多。所以近年來移動通信手機的銷售量劇增。國際上推測,
不到2010年,全世界用戶擁有移動無線手機總數將與裝置固定電話終端機總數相等,而且用戶需
要呼叫電話時,更樂於使用手機。現在無線移動通信網不僅提供通電話,還在設法讓便攜計算機
互通數據信息甚至多媒體通信,僅僅因為無線電頻譜資源畢竟有限,無線移動通信能夠提供每路
信號的頻帶寬度沒有象有線固定通信那樣寬裕。所以,在用戶需用帶寬很大的通信業務的情形,
例如用戶上網需要Internet/WWW長時間提供特別大量數據信息,或者用戶需』要在家裡收看特定
的高質量文娛電視節目或電影片時利用「點播電視/電影」VOD/MOD業務,就有必要利用「有線
接入」。
概括地說,進入新世紀不到十年,對通信業務的發展有兩個極其重要的預測:一是大約2005
年全世界數據信息業務量總數追上與傳統電話業務量總數相等,其後逐年超過;二是大約201O年
全世界無線移動通信用戶總數增加多至與傳統有線固定通信用戶總數相等。由此有線固定通信網
的容量將越來越大,而無線移動通信網的手機越來越普遍,今後兩類通信網技術必將一同持續地
-快速發展。
2 蜂窩網從模擬至數字、將進入第三代
無線移動通信最基本和最主要的一種是利用蜂窩網方式。它避免了一個城市使用大功率無線
電發射台、覆蓋直徑40km面積的舊設想,而把一個城市按蜂窩網形狀劃分為若干互相靠近的六角
形區(cell),每區圖形半徑可以小於1km.在這樣的蜂窩區的中心設立無線電基台BS(base
station),發射功率較小,可與區內所有移動終端MS(mobilestation)或個人隨身攜帶的手機
隨時取得聯系。當某一MS從一區移動至鄰近區,就改與鄰近區的BS聯系,稱這種「交接」為「越
區切換」。某區BS使用的波長與鄰近區BS的波長不同,但與隔一、二區的波長可以相同,稱為
「頻率再利用」,不會引起干擾,這是蜂窩網的優點,節約利用無線電頻譜資源。80年代初期,
蜂窩網移動通信開始商用,那時使用模擬電話,由於集成電路進步快,又由於話音編碼和數字通
信技術研製都很成功。到了80年代下半期,蜂窩網發展至數字式,稱為第二代ZG(second
generation).在過渡時期移動手機可以雙模運用,既可用於模擬電話,又可用於數字電話。那時
歐洲有標准組織 GSM(Groupe Special Mo-bile),後來在900MHz頻譜普遍運用的第二代稱為
GSM(Global System for Mobile Communications)。在開始時數字式行動電話利用「時分多
址」TDMA(Time Division Multiple Access)。90年代中期,又出現「碼分多址」CDMA
(Code
Division Multiple Ac- cess),也在90年代中期,美國指定1850-1990MHz的 14OMHz寬度
的
頻譜,供「個人通信業務」 PCS(Personal Communication Service)使用,這些都一直持續
至90年代後期,保持不斷的發展勢頭。
正在2G系統技術持續蓬勃發展的時期,國際上開始議論第三代移動通信3G(third
generation)的前景,既要盡量採用可預見的先進技術,又要照顧現已裝置的系統設備,再要訂
定全世界都認可的標准,普遍稱為IMT-2000(International MobileTelecommunication),設
備
採用2000MHz頻譜,於2000年起開始試用。這種3G系統不僅保持行動電話,還要十分重視開展數
據通信,使無線系統和有線通信網一樣重視數據傳輸,包括Internet/互聯網規約IP和寬頻業務,
以至數據速率為2Mb/s的多媒體通信。國際標准組織已經評審各國提交的無線電傳輸方案,包
括我國的方案,有頻分雙工FDD(Frequency Duplex) CDMA、TDMA,還有時`分雙工TDD(Time
Division Duplex)的CDMA。總是沒法使無線通信在性能、成本和容量等方面都顯出優勢。
在無線數字式移動通信,為了充分節約利用頻譜,話音編碼(Speech Coding)技術非常重
要。這與有線通信大不相同,有線數字電話利用脈碼調制PCM, 每路電話64kb/s,或自適應脈碼
調制AD-PCM,每路32kb/s,對通信網路容量沒有困難。無線通信的話音編碼,從早期的「線性
預測編碼」LPC(Linear Predictive Coding),至80年代開始的「碼激勵線性預測」 CELP
(Code Excited Linear Pre-diction),每路話音的數字速率降至 5~13kb/s。同時,在編碼
過程中還要考慮克服無線電波傳播過程引起損害和背景噪音,保證通話質量。到了3G系統,還
要考慮多媒體通信所需的音頻和視頻的編碼技術,既節約頻譜、又保證通信質量。
每一無線電基台一般需要設置幾套射頻收發信機(RF transceiver).現在從模擬過渡至數
字化,將充分利用數字信號處理DSP和專用大規模集成晶元ASIC,並趨向於使用越來越多的新型
軟體,導致可編程(programmable)的基台,容許使用多種空中介面(air interface)標准。
基台將使用寬頻線性功率放大和寬頻射頻器件,便於增加數字內容,使數字處理盡量靠近天線,
使多個射頻同時處理,又使軟體完成更多的功能。由於數字移動通信支持多個用戶利用CDMA或
TDMA多址通信,數字式可比模擬式減少無線電收發信機數,可在較寬頻帶進行處理,又容許在
較高頻率處理,從基帶至中頻又至射頻都利用數字處理。當基台這樣充分利用可編程器件時,
它們就稱為「軟體無線電」(software。Ra-dio),變得相當靈活,而且容許基台設備更容易配
合「智能無線」(smart antenna或intelligent anten-na).移動終端和無線手機也將趨向於
軟體無線電。當業務和標准技術有所改變時,軟體無線電可以很快適應新技術,不需大量更換
設備,因而投資成本可以降低。
加多利用數字信號處理,可促使無線通信的智能天線技術得到有利的發展。智能天線需要
使用多個天線。基台往往有幾個定向天線,各分管一個扇形區,對該區內移動終端的無線接入
特別有利,還可能讓多個束射經過自適應過程進行快速換接,以獲得最好的孔徑增益、分集增
益、和遏止干擾,導致性能改進。接收天線如採用兩個天線分支,在空間有足夠的隔開,就可
獲取空間分集的好處,如只有一個無線,則利用極化分集也可得到好處。在自適應智能天線,
發送裝用多個天線,可取得更多好處。對於TDMA系統,智能無線可以加大通信容量,由反向線
路傳來的信號進行處理,可使正向線路的束射調整得最好。對於CDMA系統,所有移動終端使用
同一頻帶,只是編碼不同。到了3G系統,用戶如使用較高數據速率,可以指定特殊符號(pilot
symbol)以控制自適應天線處理來減小用戶間的干擾,從而加大通信容量,即在有幾個用戶
使用高速數據時仍容許較多用戶通電話。
無線移動通信網有時為了公共安全的原因,需要相當精確地測定某一移動終端或個人在某
一時間移動至地理上的位置,稱為定位技術(geoloca-tion)。現在已有一種獨立的手持機能
夠附帶設備,利用全球定位系統(GPS,global positioning system),在室外測定移動個人
自己的位置。將來進入3G時代,個人移動無線手機本身可能附有定位功能,它在得到網的協助
下進行定位工作,不必另外攜帶獨立的GPS手持機。就是說,新式的移動通信手機附裝協助的
AGPS(assisted GPS), 測定自己在室外,甚至室內的地理位置。通信手機於需要時由網提供
情況,不必由通信手機本身連續跟蹤GPS衛星。
蜂窩網3G系統向未來的分組交換有線網看齊,著重於提供盡量高速率的數據通信。蜂窩網
也要提供不對稱數字傳輸。象有線網的不對稱數字用戶線ADSL那樣,無線電基台至用戶的方向
提供較高速率的數據傳輸。有線網是在交換局設置多載波離散多音調(DMF,Discrete
Multi-Tone)裝備,而無線網是在基台設置多載波正交頻分多路( OFDM,Orthogonal
Frequency Division Multiplex)裝備,這對於移動用戶接上Internet索取大量信息時非常需
要。
3衛星通信和微波通信有重要作用
無線移動通信除了大部分依靠城市蜂窩網、如上節所述外,還有衛星通信也非常重要,大
有發展前途。同步衛星對固定通信和廣播已經多年實踐證明極為可靠,還可有利地提供遠程移
動通信、低軌 道、中軌道衛星通信。如在技術、設備、成本各方面深入研究,仍能大有作為,
對全球個人移動通信發揮作用。同溫層(平流層)無線通信已有方案提出,如繼續具體研究,
對固定通信和移動通信都有獨特作用。此外,無線固定通信包括人們熟知的微波數字接力通信
和最近提倡的無線用戶環路(WSL,Wireless Subscriber Loop),在人口較少的地區很適用,它
們與建設光纖光纜和有線市內電話用戶線相比,有建設較快、投資較少的優點。毫米波無線電
通信和無線紅外線通信已在多處安裝試驗,證明對短距通信有好處。總之,國際上不少實際應
用和試驗經驗表明,無線通信優點很多,值得擴大實際使用范圍。可以斷言,在進入新世紀後,
無線通信必將與有線通信一同快速發展和互相配合應用,不愧為信息基礎結構的兩大組成部分。
同步軌道運行的衛星過去提供可靠的國際通信和電視傳播,享有盛譽。近年加強開發,尤
其對衛星內部的轉發器(transponder),放寬傳輸頻帶、加大發射功率、改進天線效率,甚至
加裝ATM設備,擴大業務功能,以致地面應用越來越增多。一種應用是在地上安裝「甚小孔徑
天線」的衛星站,稱為VSAT,為大企業的廣域專用通信提供方便。同步衛星也可能對地面提供
遠距移動通信,但地面移動 終端需裝較大的對星天線,而且在高樓林立的城市 中心電波傳
播有困難。為此,對地面的全球移動通信,曾另行研製發射低軌道、離地面幾百至一千公里的
幾十顆移動衛星族,稱為 LEO(Low Earth Or-bit)。又曾研製發射中軌道、離地約一萬公里
的十顆移動衛星族,稱為MEO( Medium Earth Orbit)。[相應地,原來離地面36,000km、與地
球同步運行的三顆衛星族,稱為 GEO(Geostationary Earth Or-bi)]。雖然最近LEO系統
Iridium在開放商用後不久就受到挫折,另一系統Globalstar正在開放商用,可能順利進行,
但應該冷靜地對待。這些LEO/MEO全球無線移動通信系統的理論和技術是正確的,但經營商對
用戶需求的條件、移動手機的設備和成本,以及向用戶收費不宜過貴等問題,似乎預先考慮得
不夠周到。如能認真吸取經驗,仔細分析原因,很可能得到圓滿成功,我們可以熱情期待著美
好的前途。無線固定通信也要向前發展,充分利用無線特有的優點,但無線通信受到無線電頻
譜資源的限制,為了繼續開發應用,必須考慮提高運用頻率或縮短運用波長,即從微波(厘米
波)延伸至毫米波、甚至紅外波。在這樣的延伸進程中,必將遇到新的電波傳播問題和器件問
題,都要逐一妥善解決,應該受到有關各方的支持和鼓勵。
B. 關於消防發展史
火對人類有著巨大的貢獻。古人發明用火,是第一次能源的發現,從此結束了茹毛飲血的野蠻生活,掌握熟食。它是關繫到人類生存、發展、繁衍的大事。沒有文字以前,歷史流傳只靠傳說。我國構木為巢的有巢氏,有馴養野獸的伏羲氏,教民耕種的神龍氏,發明文字的黃帝,大禹是治水的聖王,燧人氏教民鑽木取火。西方流傳火的傳播者是普羅米修斯,他竊取天上的火,傳給人間,為人類造福,他因此長期遭受天帝的懲罰。然而火的出現,火災的陰影並始終伴隨身後,人類抗禦火災經歷與人與自然不斷協調的過程並組成一個人與火的歷史。
「消防」一詞,系日本語,在江戶時代開始出現這個詞。最早見於亨保九年(清雍正二年,1724年),武州新倉郡的《王人帳前書》,有「發生火災時,村中的『消防』就趕到」的記載。到明治初期(清同治十二年,1873年)「消防」一詞開始普及。但「消防」的根在中國。日本的文字是從中國的漢字演變而來,漢字早在西晉太康五年(284年)就開始傳入日本。「消防」一詞不僅字形與漢字完全相同,字義也無差別。「消防」一詞的出現,充分反應了當時中日兩國文化交流密切。
火災與消防是一個非常古老的命題。在各類自然火災中,火災是一種不受時間、空間限制,發生頻率很高的災害。這種災害隨著人類用火的歷史而伴生;以防範和治理火災的消防工作(古稱「火政」),也就應運而生,與人類結下了不解之緣,並將永遠伴隨著人類社會的發展而日臻完美。
中國消防歷史之悠久,從已發現的史實來看,可以說在世界范圍內是無比倫比的。
《甲骨文合集》刊載的第583版,第584版兩條塗朱的甲骨卜辭,記錄了公元前1339——1281年商代武丁時期,奴隸夜間放火焚燒奴隸主的三座奴隸主的三座糧食倉庫。這是有文字以來,最早的火災記錄。
事實上,文字出現之前,先民們早已遭到火災的焚掠。為了生存的需要,我們的祖先早就開始了防範和治理火災的消防工作。當考古工作者,把一座埋藏在地下數千年的人類居住遺址,發掘並展現在世人面前時,我們驚異地發現,這些居住遺址,簡直就是早期建築火災的見證。如果說二千年前西安半坡遺址,那一座半地穴式的方形小屋,因火災毀壞後留下的木炭還清晰可見,足以表明是一座比較原始的早期建築火災現場遺址的話,那麼五千年前甘肅秦安大地灣大型公共建築遺址,就不僅僅是建築火災現場遺址,那此在木柱周圍用泥土構築的的「防火保護層」和殘存的「防火保護層」中、塗抹於木柱上的一層堅固防火塗料(膠結材料),就更能證明我們的祖先,很早心前就在探索建築防火的技術,其卓越成就,令今人驚嘆不已。
面對防範和治理火災,古代的思想家、政治家、法家和史家,則一向十分看重。
春秋早期在齊國任宰相,並使齊國富強起來,一躍成為春秋「五霸」中第一位「霸主」的政治家管仲,他就把消防作為關系國家貧富的五件大事之一,提出了「修火憲」的主張。春秋晚期儒家的創始人孔子,是我國歷史上最著名的思想家,他所作的《春秋》及其後世門人所撰的《左傳》,記載了火災23次,數量之多,居所記各類災害的前列,開了國史記載火災的先河。尤其難得的是對宋國、鄭國和魯國防範和治理火災所採取的消防措施予以詳加記述,並突出以人為本的思想。這此,都反應了儒家對防範和治理火災的重視。
戰國時的思想家墨子,是墨家的創始人,他注重實踐,在《墨子》一書中,不僅包含著力學、光學、聲學許多科學原理,而且在防範和治理火災方面,也有許多獨到的主張。他在《備城門》、《雜守》、《迎敵詞》等篇中提出許多防火技術措施,既在設置、建造的具體要求,又有明確的數字規定,可以認為,這是我國早期消防技術規范的萌芽。
黃帝時代的《李經》,是我國最早的成文法典。到戰國時的法家李悝,集各國法之大成,著成《法經》,已經把防範和治理火災的內容列入「法」的條文。《法經》雖然全文已佚,僅存六篇目錄,但這一點則可從以《法經》為藍本的後世成文法典《唐律疏議》中得到證明。
我們祖先在同火災作斗爭的長期實踐中,積累了豐富的經驗。這種經驗的科學概括最早見於《周易》:「水在火上,既濟。君子以思患而預防之。」東漢史學家荀悅在《申鑒。雜言》中進一步明確提出:「防為上,救次之,誡為下」的「防患於未然「的思想。
公元前2070年夏王朝成立迄今四千多年來,歷代王朝都把防範和治理火災的消防工作列為國家管理公眾事務的一項重要內容,並建立了相應的管理體制。在封建社會,作為國家最高領導人皇帝,直接過問消防治理,並發布相關的詔書,在發生重大火災時採取「素服、避殿、撤樂、減膳」等措施,甚至下「罪已詔」以自責,進行「反省」、「修德」,並廣開言路,片聽臣下的批評和建議。
西漢武帝建元六年(前135年)夏四月,漢高祖的陵寢發生火災,漢武帝當即脫下「龍袍」,穿了五天白色的冠服,反映他對火災心有恐懼,採取了一種虔誠的自我的遣責任的第一道「罪已詔」。以後歷史王朝的皇帝,繼承這一做法。明永樂十八年(1420年),皇宮三大殿發生火災後,明成祖在「罪已詔」中以極其沉痛的心情對治國安民的十二個方面進行深刻反省。清乾隆皇帝弘歷有關炎災的「上渝」,僅《中國火災大典》收錄的就達54次,為歷代皇帝之最。在嘉慶二年(1797年)十月二十一日,乾清宮不慎失火,此時弘歷已87歲高齡,身居太上皇位,但他仍承擔了主要責任,在「罪已詔」中說「皆聯之過,非皇帝之過」。
「御災防患」,各級地方行片長官職責所在,他們為保一方平安,也曾大力推行「火政」。像漢代成都太守廉范,唐代嶺南節度使杜預、永州司馬柳宗元,宋代的戶縣知縣陳希亮,明代徽州知府何歆等,因大力推行「火政」,造福人民,「民感之」,史家為他們立傳,人民為他們建祠立碑,有的古跡至今猶存。清朝的封疆大臣林則徐,每到一地,發生火災,必到場參加撲救,更為人們稱頌。
在宋朝,管理公眾事務的消防治理,最突出的成就在於誕生了世界上第一支由國家建立的城市消防隊。這種城市消防隊,無論組織形式及其本質,與今天的城市消防隊有著驚人的相似之處。這支國家消防隊創建於北宋開封,完善於南宋臨安,到淳佑十二年(1252年)臨安已有消防隊20隅,7隊,總計5100人,有望火樓10座。
中國古代的消防,作為社會治安的一個方面,沒有獨立分離出來設置專門的機構。從漢代中央管理機構的「二千石曹尚書」和京城的「執金吾」開始,均「主水火盜賊」,或「司非常水炎」、「擒討姦猾」。消防機構同治安機構始終在一起,也就是水火盜賊不分家。這種始終一體的治安消防體制直到社會分工已相當細化的今天,盡管我國的消防治理已有相當獨立的管理范圍,但就國家體制而言,消防治理同維護社會治安的各項工作仍由公安部門統一管理,這是中國的一種歷史傳統。
西漢長安「每街一亭」,設有16個街亭;東漢洛陽城內二十四街,共有24個街亭。這種需內的街亭,又稱都亭。唐代京師長安,沒有亭,卻建有「武候鋪」的治安消防組織,分布各個城市和坊里。這種「武候鋪」,大城門100人,大坊30人;小城門20人,小坊5人。受左右金吾下屬左右翊府領導。在全城形成一個治安消防網路系統。北宋開封「每坊三百步有軍巡鋪一所,鋪兵五人」,顯然是唐代「武候鋪」制度的繼承和發展。元化的正史中未見有「軍巡鋪「的記載,但在《馬可波羅游記中》卻有與軍巡鋪完體相同的「遮蔭哨所」。而明朝內外皇城則設有「紅鋪」112外,每鋪官軍10人。這些雖然各異,但它們都是城市基層的治安消防機構,相當於今天的公安派出所或警亭。
從元、明、清到中華民國時期,隨著經濟、社會的發展,火災也隨之增加,而消防治理、消防技術又都與時俱進,不斷發展。
數千年的人類歷史證明,消防是世界文明進步的產物,社會愈頻繁,防範和治理火災的消防工作愈顯重要。
C. 通信的發展史
人類進行通信的歷史已很悠久。早在遠古時期,人們就通過簡單的語言、壁畫等方式交換信息。千百年來,人們一直在用語言、圖符、鍾鼓、煙火、竹簡、紙書等傳遞信息,古代人的烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞就是這方面的例子。現在還有一些國家的個別原始部落,仍然保留著諸如擊鼓鳴號這樣古老的通信方式。在現代社會中,交通警的指揮手語、航海中的旗語等不過是古老通信方式進一步發展的結果。這些信息傳遞的基本方都是依靠人的視覺與聽覺。
19世紀中葉以後,隨著電報、電話的發有,電磁波的發現,人類通信領域產生了根本性的巨大變革,實現了利用金屬導線來傳遞信息,甚至通過電磁波來進行無線通信,使神話中的「順風耳」、「千里眼」變成了現實。從此,人類的信息傳遞可以脫離常規的視聽覺方式,用電信號作為新的載體,同此帶來了一系列鐵技術革新,開始了人類通信的新時代。
1837年,美國人塞繆樂.莫樂斯(Samuel Morse)成功地研製出世界上第一台電磁式電報機。他利用自己設計的電碼,可將信息轉換成一串或長或短的電脈沖傳向目的地,再轉換為原來的信息。1844年5月24日,莫樂斯在國會大廈聯邦最高法院會議廳進行了「用莫爾斯電碼」發出了人類歷史上的第一份電報,從而實現了長途電報通信。
1864年,英國物理學家麥克斯韋(J.c.Maxwel)建立了一套電磁理論,預言了電磁波的存在,說明了電磁波與光具有相同的性質,兩者都是以光速傳播的。
1875年,蘇格蘭青年亞歷山大.貝爾(A.G.Bell)發明了世界上第一台電話機。並於1876年申請了發明專利。1878年在相距300公里的波士頓和紐約之間進行了首次長途電話實驗,並獲得了成功,後來就成立了著名的貝爾電話公司。
1888年,德國青年物理學家海因里斯.赫茲(H.R.Hertz)用電波環進行了一系列實驗,發現了電磁波的存在,他用實驗證明了麥克斯韋的電磁理論。這個實驗轟動了整個科學界,成為近代科學技術史上的一個重要里程碑,導致了無線電的誕生和電子技術的發展。
D. 通信的發展歷史
1、世紀中葉以後,隨著電報、電話的發有,電磁波的發現,人類通信領域產生了根本性的巨大變革,實現了利用金屬導線來傳遞信息,甚至通過電磁波來進行無線通信,使神話中的「順風耳」、「千里眼」變成了現實。
從此,人類的信息傳遞可以脫離常規的視聽覺方式,用電信號作為新的載體,同此帶來了一系列鐵技術革新,開始了人類通信的新時代。
2、1837年,美國人塞繆樂.莫樂斯(Samuel Morse)成功地研製出世界上第一台電磁式電報機。他利用自己設計的電碼,可將信息轉換成一串或長或短的電脈沖傳向目的地,再轉換為原來的信息。
1844年5月24日,莫樂斯在國會大廈聯邦最高法院會議廳進行了「用莫爾斯電碼」發出了人類歷史上的第一份電報,從而實現了長途電報通信。
3、1864年,英國物理學家麥克斯韋(J.c.Maxwel)建立了一套電磁理論,預言了電磁波的存在,說明了電磁波與光具有相同的性質,兩者都是以光速傳播的。
4、1875年,蘇格蘭青年亞歷山大.貝爾(A.G.Bell)發明了世界上第一台電話機。並於1876年申請了發明專利。1878年在相距300公里的波士頓和紐約之間進行了首次長途電話實驗,並獲得了成功,後來就成立了著名的貝爾電話公司。
5、1888年,德國青年物理學家海因里斯.赫茲(H.R.Hertz)用電波環進行了一系列實驗,發現了電磁波的存在,他用實驗證明了麥克斯韋的電磁理論。這個實驗轟動了整個科學界,成為近代科學技術史上的一個重要里程碑,導致了無線電的誕生和電子技術的發展。
(4)消防通信技術發展歷史擴展閱讀
1、互聯移動跨時空:移動通信能力飛速發展,全國實現聯網
移動通信能力飛速發展。在1988年到1997年的十年間,我國經歷了移動通信發展的第一個高峰期間移動交換機容量從不到3萬戶猛增到2585.7萬戶,10年間增長861倍。
我國選用900MHz頻段的TACS系統主要引進了摩托羅拉(A網)和愛立信(B網)的交換機、基站、控制系統等設備,1995年底,A網覆蓋的21個省市和B網覆蓋的15個省市實現自動漫遊,形成真正的全國聯網。
1994年,由電子部聯合鐵道部、電力部及廣電部組建成立中國聯通。1998年,中國電信從當時的郵電部脫離組建。1999年,網通成立。
2、布局重組謀生態:「動感地帶」推向全國,電信業重組拉開帷幕
2001年,中國移動廣東分公司在廣州和深圳兩地召開品牌推介會,「動感地帶」作為新品牌進行試驗推行。2003年,中國移動正式將「動感地帶」品牌推向全國,它成為中國移動通信史上第一個客戶品牌。
2006年8月,紐約證券交易所收市,中國移動段價以33.42美元收盤,總市值達到1325.8億美元,成為全球市值最高的電信運營公司。2007年,中國移動成功收購Paktel。
2004年1月,村通工程面向全國推行。截至2007年,六家基礎電信企業共為3759個無電話行政村新開通電話,全國行政村通電話比重達99.5%,29個省區市實現了所有行政村通電話。2007年5月,政府繼續在全國啟動自然村的村通工程,形成了行政村和自然村兩方面工程並進的局面。
2007年3月,中國移動正式啟動超過200億元的TD—SCDMA網路建設招標,多家中外企業組成的四大陣營競爭激烈。
2008年5月,電信業重組拉開帷幕。隨後,工信部等聯合發布《關於深化電信體制改革的通告》。通告稱,鼓勵中國電信收購中國聯通CDMA網,中國聯通與中國網通合並,中國衛通的基礎電信業務並入中國電信,中國鐵通並入中國移動。這次改革重組完成後發放3G牌照。
專家稱,電信重組在於打破壟斷,隨著通信技術的發展,移動替代固話趨勢明顯。重組後,三家運營商都擁有全業務能力,形成充分的競爭格局。
3、代際宏圖標准中:通信業增長率高,5G將帶動通信產業下一輪發展
不久前召開的全國工業和信息化工作會議中,工信部明確了2018年多項重點工作。其中涉及強化信息通信市場監管方面,工信部相關文件透露,計劃開展VoLTE號碼攜帶技術試驗,研究制定號碼攜帶全國推廣方案。
工信部數據顯示,初步核算,2017年電信業務總量達到27557億元(按照2015年不變單價計算),比上年增長76.4%,增幅同比提高42.5個百分點;電信業務收入12620億元,比上年增長6.4%,增速同比提高1個百分點。
2018年1-2月,電信業務總量完成6853億元,同比增長117%;電信業務收入完成2168億元,同比增長4.9%。
近年來,我國通信產業發展迅速,主要經營指標向好,5G將成為下一個發展契機。2017年8月,國務院印發了《關於進一步擴大和升級信息消費持續釋放內需潛力的指導意見》,指出「加快第五代移動通信(5G)標准研究、技術試驗和產業推進,力爭2020年啟動商用」。
由於5G應用前景廣泛,5G戰略制高點爭奪戰已風起雲涌。
E. 防火牆技術的發展歷史
對於防火牆的發展歷史,基於功能劃分,可分為如下五個階段:
20世紀年代,最早的防火牆幾乎與路由器同時出現,第一代防火牆主要基於包過濾(Packet filter)技術,是依附於路由器的包過濾功能實現的防火牆;隨著網路安全重要性和性能要求的提高,防火牆漸漸發展為一個獨立結構的、有專門功能的設備。
到1989年,貝爾實驗室的Dave Presotto和Howard Trickey最早推出了第二代防火牆,即電路層防火牆;到20世紀90年代初,開始推出第三代防火牆,即應用層防火牆(或者叫做代理防火牆);到1992年,USC信息科學院的BobBraden開發出了基於動態包過濾(Dynamic packet filter)技術的,後來演變為目前所說的狀態監視(Stateful inspection)技術。
1994年,市面上出現了第四代防火牆,即以色列的CheckPoint公司推出的基於這種技術的商業化產品;到了1998年,NAI公司推出了一種自適應代理(Adaptive proxy)技術,並在其產品Gauntlet Firewall for NT中得以實現,給代理類型的防火牆賦予了全新的意義,可以稱之為第五代防火牆。
基於實現方式劃分,可分為如下四個階段:
第一代防火牆:基於路由器的防火牆,由於多數路由器中本身就包含有分組過濾功能,故網路訪問控制可通過路由控制來實現,從而使具有分組過濾功能的路由器成為第一代防火牆產品。
第二代防火牆:用戶化的防火牆,將過濾功能從路由器中獨立出來,並加上審計和告警功能。針對用戶需求,提供模塊化的軟體包,是純軟體產品。
第三代防火牆:建立在通用操作系統上的防火牆,近年來在市場上廣泛使用的就是這一代產品。包括分組過濾和代理功能。第三代防火牆有以純軟體實現的,也有以硬體方式實現的。
第四代防火牆:具有安全操作系統的防火牆:具有安全操作系統的防火牆本身就是一個操作系統,因而在安全性上得到提高。
F. 通信發展的歷史
1、形體時代通過身體、眼神、手勢及山石樹木等自然媒體相結合傳遞信息。
2、口語時代直立行走使得人類對信息傳遞方式的需求提高從而催生了語言。
3、文字書寫時代 隨著生產力的發展人類對信息記錄有了需求,文字隨之產生。
4、印刷時代1044年,畢升發明活字印刷術。1450年,日耳曼人古騰堡發明金屬活字印刷術。
5、1837年,美國人莫爾斯發明電報機。
6、1857年,橫跨大西洋海底電報電纜完成。
7、1875年,貝爾發明史上第一支電話。
8、1895年,俄國人波波夫和義大利人馬可尼同時成功研製了無線電接收機。
9、1895年,法國的盧米埃兄弟,在巴黎首映第一部電影。
10、1912年,泰坦尼克號沉船事件中,無線電救了700多條人命。
11、1920年代,收音機問世。
(6)消防通信技術發展歷史擴展閱讀
通信的組成:
1、信源:消息的產生地,其作用是把各種消息轉換成原始電信號,稱之為消息信號或基帶信號。
2、發送設備:將信源和信道匹配起來,即將信源產生的消息信號變換為適合在信道中搬移的場合,調制是最常見的變換方式。
3、信道:傳輸信號的物理媒質。
4、接收設備:完成發送設備的反變換,即進行解調、解碼、解碼等等。它的任務是從帶有干擾的接收信號中正確恢復出相應的原始基帶信號來。
5、信宿:傳輸信息的歸宿點,其作用是將復原的原始信號轉換成相應的信息。
G. 通信發展的歷史是什麼
世界移動通信發展史
移動通信可以說從無線電通信發明之日就產生了。1897年,M·G·馬可尼所完成的無線通信試驗就是在固定站與一艘拖船之間進行的,距離為18海里。
現代移動通信技術的發展始於本世紀20年代,大致經歷了五個發展階段。
第一階段從本世紀20年代至40年代,為早期發展階段。在這期間,首先在短波幾個頻段上開發出專用移動通信系統,其代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統。該系統工作頻率為2MHz,到40年代提高到30~40MHz,可以認為這個階段是現代移動通信的起步階段,特點是專用系統開發,工作頻率較低。
第二階段從40年代中期至60年代初期。在此期間內,公用移動通信業務開始問世。1946年,根據美國聯邦通信委員會(FCC)的計劃,貝爾系統在聖路易斯城建立了世界上第一個公用汽車電話網,稱為「城市系統」。當時使用三個頻道,間隔為120kHz,通信方式為單工,隨後,西德(1950年)、法國(1956年)、英國(1959年)等國相繼研製了公用行動電話系統。美國貝爾實驗室完成了人工交換系統的接續問題。這一階段的特點是從專用移動網向公用移動網過渡,接續方式為人工,網的容量較小。
第三階段從60年代中期至70年代中期。在此期間,美國推出了改進型行動電話系統(IMTS),使用150MHz和450MHz頻段,採用大區制、中小容量,實現了無線頻道自動選擇並能夠自動接續到公用電話網。德國也推出了具有相同技術水平的B網。可以說,這一階段是移動通信系統改進與完善的階段,其特點是採用大區制、中小容量,使用450MHz頻段,實現了自動選頻與自動接續。
第四階段從70年代中期至80年代中期。這是移動通信蓬勃發展時期。1978年底,美國貝爾試驗室研製成功先進行動電話系統(AMPS),建成了蜂窩狀移動通信網,大大提高了系統容量。1983年,首次在芝加哥投入商用。同年12月,在華盛頓也開始啟用。之後,服務區域在美國逐漸擴大。到1985年3月已擴展到47個地區,約10萬移動用戶。其它工業化國家也相繼開發出蜂窩式公用移動通信網。日本於1979年推出800MHz汽車電話系統(HAMTS),在東京、神戶等地投入商用。西德於1984年完成C網,頻段為450MHz。英國在1985年開發出全地址通信系統(TACS),首先在倫敦投入使用,以後覆蓋了全國,頻段為900MHz。法國開發出450系統。加拿大推出450MHz行動電話系統MTS。瑞典等北歐四國於1980年開發出NMT-450移動通信網,並投入使用,頻段為450MHz。
這一階段的特點是蜂窩狀移動通信網成為實用系統,並在世界各地迅速發展。移動通信大發展的原因,除了用戶要求迅猛增加這一主要推動力之外,還有幾方面技術進展所提供的條件。首先,微電子技術在這一時期得到長足發展,這使得通信設備的小型化、微型化有了可能性,各種輕便電台被不斷地推出。其次,提出並形成了移動通信新體制。隨著用戶數量增加,大區制所能提供的容量很快飽和,這就必須探索新體制。在這方面最重要的突破是貝爾試驗室在70年代提出的蜂窩網的概念。蜂窩網,即所謂小區制,由於實現了頻率再用,大大提高了系統容量。可以說,蜂窩概念真正解決了公用移動通信系統要求容量大與頻率資源有限的矛盾。第三方面進展是隨著大規模集成電路的發展而出現的微處理器技術日趨成熟以及計算機技術的迅猛發展,從而為大型通信網的管理與控制提供了技術手段。
第五階段從80年代中期開始。這是數字移動通信系統發展和成熟時期。
以AMPS和TACS為代表的第一代蜂窩移動通信網是模擬系統。模擬蜂窩網雖然取得了很大成功,但也暴露了一些問題。例如,頻譜利用率低,移動設備復雜,費用較貴,業務種類受限制以及通話易被竊聽等,最主要的問題是其容量已不能滿足日益增長的移動用戶需求。解決這些問題的方法是開發新一代數字蜂窩移動通信系統。數字無線傳輸的頻譜利用率高,可大大提高系統容量。另外,數字網能提供語音、數據多種業務服務,並與ISDN等兼容。實際上,早在70年代末期,當模擬蜂窩系統還處於開發階段時,一些發達國家就接手數字蜂窩移動通信系統的研究。到80年代中期,歐洲首先推出了泛歐數字移動通信網(GSM)的體系。隨後,美國和日本也制定了各自的數字移動通信體制。泛歐網GSM已於1991年7月開始投入商用,預計1995年將覆蓋歐洲主要城市、機場和公路。可以說,在未來十多年內數字蜂窩移動通信將處於一個大發展時期,及有可能成為陸地公用移動通信的主要系統。
與其它現代技術的發展一樣,移動通信技術的發展也呈現加快趨勢,目前,當數字蜂窩網剛剛進入實用階段,正方興未艾之時,關於未來移動通信的討論已如火如荼地展開。各種方案紛紛出台,其中最熱門的是所謂個人移動通信網。關於這種系統的概念和結構,各家解釋並未一致。但有一點是肯定的,即未來移動通信系統將提供全球性優質服務,真正實現在任何時間、任何地點、向任何人提供通信服務這一移動通信的最高目標。
傅立葉變換最早是在19世紀由法國的數學家J.B. Fourier提出,他認為任何信號(例如聲音,影像等)均可被分解為頻率、振幅。由於傅立葉變換的性質,可以把圖象或者信號在頻域中進行處. 理,從而達到簡化處理過程、增強處理效 對電信發展貢獻可想而知...
H. 消防的發展歷程
「御災防患」,各級地方行片長官職責所在,他們為保一方平安,也曾大力推行「火政」。像漢代成都太守廉范,唐代嶺南節度使杜預、永州司馬柳宗元,宋代的戶縣知縣陳希亮,明代徽州知府何歆等,因大力推行「火政」,造福人民,「民感之」,史家為他們立傳,人民為他們建祠立碑,有的古跡至今猶存。清朝的封疆大臣林則徐,每到一地,發生火災,必到場參加撲救,更為人們稱頌。 在宋朝,管理公眾事務的消防治理,最突出的成就在於誕生了世界上第一支由國家建立的城市消防隊。這種城市消防隊,無論組織形式及其本質,與今天的城市消防隊有著驚人的相似之處。這支國家消防隊創建於北宋開封,完善於南宋臨安,到淳佑十二年(1252年)臨安已有消防隊20隅,7隊,總計5100人,有望火樓10座。 中國古代的消防,作為社會治安的一個方面,沒有獨立分離出來設置專門的機構。從漢代中央管理機構的「二千石曹尚書」和京城的「執金吾」開始,均「主水火盜賊」,或「司非常水炎」、「擒討姦猾」。消防機構同治安機構始終在一起,也就是水火盜賊不分家。這種始終一體的治安消防體制直到社會分工已相當細化的今天,盡管我國的消防治理已有相當獨立的管理范圍,但就國家體制而言,消防治理同維護社會治安的各項工作仍由公安部門統一管理,這是中國的一種歷史傳統。 西漢長安「每街一亭」,設有16個街亭;東漢洛陽城內二十四街,共有24個街亭。這種需內的街亭,又稱都亭。唐代京師長安,沒有亭,卻建有「武候鋪」的治安消防組織,分布各個城市和坊里。這種「武候鋪」,大城門100人,大坊30人;小城門20人,小坊5人。受左右金吾下屬左右翊府領導。在全城形成一個治安消防網路系統。北宋開封「每坊三百步有軍巡鋪一所,鋪兵五人」,顯然是唐代「武候鋪」制度的繼承和發展。元化的正史中未見有「軍巡鋪「的記載,但在《馬可波羅游記中》卻有與軍巡鋪完體相同的「遮蔭哨所」。而明朝內外皇城則設有「紅鋪」112外,每鋪官軍10人。這些雖然各異,但它們都是城市基層的治安消防機構,相當於今天的公安派出所或警亭。
從元、明、清到中華民國時期,隨著經濟、社會的發展,火災也隨之增加,而消防治理、消防技術又都與時俱進,不斷發展。 數千年的人類歷史證明,消防是世界文明進步的產物,社會愈頻繁,防範和治理火災的消防工作愈顯重要。 我國古代的防火法令,早在春秋戰國時期就已經出現了。當時,越王為了檢驗老百姓肯不肯為自己賣命,有一次曾下令將宮室點著,自己坐在一旁等待老百姓前來救火,但是等了半天,無一人前往。在這種情況下,越王只得下了一道命令:「救火而死的,可以與殺敵而死得到同樣的獎賞。」於是,老百姓才有的用防火物質塗抹身體,有的披著用水浸濕的衣服奔走而來,總算把火撲滅了。這說明,當時的統治者已開始意識到在火攻管理中運用法的威力。其實,春秋戰國時期的防火法令還僅僅處在雛形階段,應當說,到了秦代才逐步完善。
公元前221年,秦滅六國,建立起我國歷史上第一個封建中央集權國家。在法家思想的指導下,秦朝的封建制度、法律日臻完善。在這些法律制度中,有關防火內容的法令也得到了發展和加強。當然,這些法令決非為了確保人民生命財產的安全,而是為了維護統治階級的切身利益而建立的。關於這方面的法令條文,僅在《秦律十八種》中,就有以下的記載:
倉儲防火。秦自從接受了商鞅等法家重本抑末的思想,十分重視農業生產,農業的發展給經濟帶來了繁榮,為統治階級創造了大量財富。為了保護好這些財富,統治階級就不得不嚴加註意倉儲防火。秦王朝明文規定,貯藏穀物的倉庫要加高牆垣,在貯存芻草的倉和用茅草覆蓋的糧倉附近不得住人。夜間要嚴加巡查防範,閑雜人員不得過入倉儲區,倉儲區關門時必須滅掉火燭。
庫府防火。庫府在古代是專門收藏器械、財物和文書的地方,是非常重要的場所。因此,秦法規定,嚴格禁止把火種帶進庫府,吏員將物品收好後官吏派嗇夫和吏員輪番晝夜看守,夜間關門之前還要仔細檢查一遍,看看有無可疑的火種。
為了保證這些防火法令的實行,秦法還規定了懲罰制度。《秦律十八種》和秦簡《法律問答》中明確規定:看守倉庫的吏員如果違反法令或玩忽職守而導致火災,吏員本身和主管官吏都必須承擔罪責。
為了區別失火後的責任,秦簡《法律問答》中還以是不是火災的肇事者為依據規定了賠償的標准。如在官府的施捨居住的人,如果因旅舍發生火災而燒毀了他所攜帶的官家物品,官府則不要求賠償,如焚及所借用的車馬,官府還可作適當的補償。至於百姓家失火,如果蔓延燒毀里門的,肇事者罰盾牌一個;如燒毀城門,罰甲一領。
總的來講,秦朝的防火法令同其他法律制度一樣,對於鞏固秦王朝的統一,發展生產和繁榮經濟以及加強封建的中央集權統治,是起了一定重要作用的。但是,由於秦朝的統治時間較短,加上年代久遠,大量史料的散落和遺失,因此,有關火事方面的內容則不得其詳,值得一提的僅僅是秦末項羽火燒阿房宮和始皇陵的事。那是秦始皇在統一六國之後,嫌原先的宮廷規模狹小,於始皇三十五年(公元前212年),在渭南上林林苑中大砌宮室,全部工程到秦亡時尚未完成,可見規模之大。已建成的前殿名叫「阿房」。
據《史記·秦始皇本紀》載:阿房「東西五百步,南北五十丈,上可以坐萬人,下可以建五丈旗。」封建帝王不僅生前窮奢極欲,在靈魂永存的迷信思想支配下,還企圖把生前的生活享受搬到冥間。秦始皇13歲(公元前247年)即王位時,就開始了陵墓工程,直到死時(公元前210年)還未完工。從1977年發現並隨後發掘出來的始皇陵墓兵馬俑來看,其工程之大、隨葬品的豐富都達到了驚人的程度。雖說這兩大工程興建的目的是為了封建統治者生前和死後的享受,並且是犧牲了無數勞動人民的生命來完成的,但這是勞動人民創造的工程奇跡,是我國古代勞動人民智慧的結晶。
I. 防火牆技術的發展歷史是什麼
對於防火牆的發展歷史,基於功能劃分,可分為如下五個階段:
20世紀80年代,最早的防火牆幾乎與路由器同時出現,第一代防火牆主要基於包過濾(Packet filter)技術,是依附於路由器的包過濾功能實現的防火牆;隨著網路安全重要性和性能要求的提高,防火牆漸漸發展為一個獨立結構的、有專門功能的設備。
到1989年,貝爾實驗室的Dave Presotto和Howard Trickey最早推出了第二代防火牆,即電路層防火牆;到20世紀90年代初,開始推出第三代防火牆,即應用層防火牆(或者叫做代理防火牆);到1992年,USC信息科學院的BobBraden開發出了基於動態包過濾(Dynamic packet filter)技術的,後來演變為目前所說的狀態監視(Stateful inspection)技術。
1994年,市面上出現了第四代防火牆,即以色列的CheckPoint公司推出的基於這種技術的商業化產品;到了1998年,NAI公司推出了一種自適應代理(Adaptive proxy)技術,並在其產品Gauntlet Firewall for NT中得以實現,給代理類型的防火牆賦予了全新的意義,可以稱之為第五代防火牆。
基於實現方式劃分,可分為如下四個階段:
第一代防火牆:基於路由器的防火牆,由於多數路由器中本身就包含有分組過濾功能,故網路訪問控制可通過路由控制來實現,從而使具有分組過濾功能的路由器成為第一代防火牆產品。
第二代防火牆:用戶化的防火牆,將過濾功能從路由器中獨立出來,並加上審計和告警功能。針對用戶需求,提供模塊化的軟體包,是純軟體產品。
第三代防火牆:建立在通用操作系統上的防火牆,近年來在市場上廣泛使用的就是這一代產品。包括分組過濾和代理功能。第三代防火牆有以純軟體實現的,也有以硬體方式實現的。
第四代防火牆:具有安全操作系統的防火牆:具有安全操作系統的防火牆本身就是一個操作系統,因而在安全性上得到提高。