孫 哲
(中興通訊股份有限公司,陜西 西安 710114)
通信在人類社會發展和進步中發揮的作用毋庸置疑。通信方式的變革和通信技術的進步在很大程度上改變了人類社會的發展進程。通信技術的歷程發展中,現代通信技術誕生于19世紀末至20世紀初,以電報、電話和無線電的發明為重要標志。20世紀20年代,隨著銅線和短波在通信建設中的應用,現代通信技術開始普及,長途有線通信、遠距離無線通信,甚至是國際通信都得以實現。20世紀60年代,計算機應用技術開始增多,數據通信開始興起,由模擬通信過渡到數字通信。20世紀70年代,各種現代技術呈現了跨越式發展,玻璃光纖的研發成功使光纖通信開始出現,有效提升了通信速度,拓展了信息容量;同步地球衛星的成功發射為衛星通信打下了重要基礎。20世紀80年代,信息業務呈現擴張趨勢,數字網開始不斷發展。在這個階段,城市蜂窩網無線移動通信逐漸面向公眾開放,個人通信開始興起,而壓縮編碼技術也在這個時期發展成熟,并推動了數字視圖在通信和廣播中的應用。20世紀90年代中期,國際互聯網興起并蓬勃發展,計算機用戶能夠通過網絡實現國內、國際通信,能夠獲取各種信息,數據通信的地位變得更加重要;同時,光纖通信中的波分多路技術取得了重大成功,大大拓展了通信線路的傳輸容量,從而支撐更加龐大的通信業務量。20世紀90年代中期后,城市蜂窩網技術發展到了第二代,TDMA和CDMA技術滿足了時代發展的需求,為移動電話和移動數據通信的發展打下了堅實基礎,而個人移動用戶也可以連接互聯網。之后,移動通信進入了3G時代,能夠滿足更多的通信需求[1]。目前,4G移動通信方興未艾,而5G技術的相關標準和規范已經開始制定和完善,應用和推廣也逐漸被提上了日程。
通過以上對通信技術發展的回顧可以發現,在計算機技術誕生后,通信技術開始與其初步結合,并在通信技術的后續發展中發揮了至關重要的作用,完全改變了傳統通信技術的面貌。通信技術與計算機技術融合發展的過程中,產生了各種各樣的新型通信技術。
計算機通信技術是計算機技術與通信技術融合發展的典型代表,是一種數據通信的形式,主要在計算機和終端設備或者計算機之間傳輸信息和數據。其基本原理是把電信號轉變為邏輯信號,用二進制數的0和1表示低電平和高電平,進而以二進制序列表示相應信息。
計算機通信技術的出現和不斷發展深刻改變了通信技術的面貌,拓展了通信技術的應用場景和范圍。計算機通信技術融合了通信技術和計算機技術的特點和優勢,廣泛應用于生產、生活的各個領域。在軍事通信發展中,計算機通信技術可以實現軍隊指揮的自動化,無論是武器控制、決策分析,還是情報檢索,都需要計算機通信技術的支持。另外,在社會生產中,計算機通信技術被廣泛用于辦公自動化系統,對人們的工作方式產生了重要影響。
2.1.1 計算機通信的分類
從不同的角度進行劃分,計算機通信可以分成不同的類別。從傳輸方式的角度劃分,計算機通信主要有間接式和直接式兩種。通信過程中,如果通信雙方需要通過交換網絡展開傳輸,那么采用的就是間接式;如果計算機通過直接相連進行通信,那么采用的是直接式,直接式包括點對點通信和多點通信。從覆蓋廣度劃分,計算機通信主要包括局域、城域以及廣域三種類型。局域式計算機通信的范圍較窄,通常在數千米以內,可以是學校、企業、機關單位內的通信。城域式計算機通信的覆蓋范圍擴大到了一個城市,其通信半徑可以達到10 km以上。廣域式計算機通信的地域范圍被進一步擴展,通信半徑從幾十千米到幾千千米,甚至可以達到上萬千米,覆蓋的區域可以超過一座城市或一個國家,達到全球范圍。
2.1.2 計算機通信網
計算機通信技術發展中,計算機通信網發揮了重要作用。計算機通信網將多臺計算機之間的信息傳輸作為主要目的,通過各種介質的通信線路聯系不同的計算機,從而構建一個計算機系統集合,形成計算機通信網。例如,一個規模較大的公司中通常會有數量眾多的計算機系統,它們散布于不同的地點,需要進行經常性的業務信息交換。要想實現不同地區子公司數據的傳輸和匯總,就必須在各地區子公司的計算機之間建立連接,從而構建計算機通信網。計算機通信網是計算機網絡的雛形,主要是實現數據傳輸,不具備較高的資源共享能力,是計算機網絡發展的低級階段。
通信技術與計算機技術融合發展的最佳例證是計算機網絡技術,其是計算機通信網進一步發展的產物。通過建立統一的網絡協議,分散于地球上的各個獨立計算機系統可以建立有效連接,形成一個集合,連接方式可以是雙絞線、電纜、微波和光纖等。各個計算機之間不僅可以實現數據傳輸,還可以實現軟硬件和數據資源共享;同時,計算機網絡可以集中管理、處理和維護共享數據。計算機網絡的發展主要經歷了四個階段。
一是產生階段。這一階段的模式是面向終端的遠程聯機系統,在20世紀50代由美國軍方建立,用于實現地面防控系統的半自動化。在這個階段,計算機網絡可以將地理上分散的不同終端連接到中心計算機,用戶可以通過程序獲取計算機資源或處理信息,并借由通信線路將結果送回各個終端。這一階段,終端沒有獨立處理能力,數據和通信處理工作都需要借助主機完成,隨著數據和信息量的不斷增大,主機的負擔會越來越大,效率會大大降低。這是計算機網絡的萌芽階段,主機是整個網絡的中心,各個終端無法自主處理。
二是多標準共存階段。這一階段,分組交換式網絡(ARPA網)是一個典型代表。ARPA網在計算機網絡技術歷史上是一個里程碑,推動了計算機網絡的發展。它不僅實現了多個終端和主機的連接,而且在多個不同的主機之間建立了聯系,使不同地理位置的獨立計算機可以通過通信設備及線路進行連接,進而傳遞信息、交換數據,其在實現主機資源共享的同時還實現了其他用戶資源的共享。20世紀70年代末,微機得到了推廣應用,為了實現微機聯網,各種局域網不斷涌現。這一階段,可以采用共享網絡文件服務器的方式實現不同微機的聯網。這種模式中,網內的計算機可以協同工作,分工明確。微機面向的是用戶,用戶可以在微機上完成主要任務,而服務器專門用于提供共享的文件資源。
三是互聯網階段。隨著ARPA網的出現,各個國家和公司開始加大計算機網絡體系結構的研究力度,出現了許多標準不同的網絡體系結構。由于標準不統一,導致不同體系結構的產品無法進行互聯,不兼容現象嚴重。為了推動不同體系結構網絡的互聯,ISO在1977年設置了制定了網絡通信標準,并在1984年建立了統一的標準,實現了標準化,計算機網絡技術的發展進入了一個新紀元。
四是信息高速公路階段。這一階段始于20世紀80年代末,隨著各個國家信息基礎設施的不斷完善,多媒體網絡、智能網、高速以太網、分布式計算機系統和光纖寬帶網絡等多種新技術,極大推動了計算機網絡技術的發展,建立了以互聯網為核心的高速計算機互聯網絡,全球通信進入了信息高速公路階段[2]。
現代通信技術發展的過程中,通信及計算機技術的深度融合具有里程碑的意義。通過計算機技術的進步,通信技術實現了歷史性的飛躍,通信質量上升到一個前所未有的水平。這種融合發展不僅是技術發展中的必然結果,而且是一個時代發展的必然選擇。
首先,提升通信速度和質量?,F代社會的發展速度越來越快,如果沒有快速、高質量的通信服務,不僅人們的生活質量受到嚴重影響,許多重要業務也無法開展,許多行業會停滯不前。通過與計算機技術深度融合,許多行業可以獲得高質量、快速的通信服務,使信息傳播更加順暢,為整個人類社會建立溝通的橋梁。
其次,提升通信安全性。通信安全性是通信技術發展中必須解決的一個重要課題。傳統的通信技術中,信息信號易受到影響,導致信息片段丟失,通信信息易出現不完整的情況;同時,其難以有效保證信息的保密性,存在信息泄露的風險。將通信與計算機技術相結合,不僅保障了信息的完整性,而且通過加密技術可以確保信息的安全性,從而保障通信安全。
最后,滿足更大容量數據和信息通信的需求。在信息爆炸的時代,生產、生活中需要傳輸、交換的信息和數據大大增加,傳統的通信技術手段難以滿足通信需求。通過與計算機技術相融合,不僅提升了通信質量和速度,而且極大擴展了信息容量,更好地滿足社會發展對更大容量通信的需求。
總之,通信是一個社會正常運轉和不斷進步的重要基礎,通信技術的發展至關重要。將計算機技術與通信技術有機結合,實現二者的融合發展,是通信技術發展的一個重要方向。