論通信工程的發(fā)展與技術革新

季延凱

摘 ?要：通信工程作為信息領域建設發(fā)展的一個重要課題，是包括光纖傳輸、網絡通信和移動通信等在內的一項重大工程。目前隨著4G網絡的快速發(fā)展和光纖傳輸的不斷升級優(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，對通信工程的發(fā)展現狀與未來技術革新進行了詳細的論述。

關鍵詞：通信工程;光纖傳輸;發(fā)展歷程;技術革新

1.引言

通信工程（也稱為電信工程，原來稱作弱電工程和遠距離通信工程）作為電子工程的一個重要分支，是信息科學技術中一個迅速發(fā)展并極具活力的領域[1]。特別是光纖通信、數字移動通信和Internet網絡通信使人們在獲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電脈沖的形式，從發(fā)送端（信源）傳送到一個或多個接受端（信宿）的過程。而接受端是否能正確辨認信息，則取決于傳輸過程中的損耗高低。通信工程中的一個重要環(huán)節(jié)是信號處理，其中包括過濾，編碼和解碼等[3]。

2. 現代通信的發(fā)展

通信的發(fā)展歷史已經較為悠久。早在遠古時期，人們就已經通過簡單的壁畫和語言等方式交換信息。數千年來，人們一直通過圖符、語言、煙火、鐘鼓、紙書、竹簡等方式傳遞信息。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。時至今日，仍有一些國家的個別原始部落，還在保留著像擊鼓鳴號這樣悠久古老的通信方式。放眼看來，在現代社會，航海中的旗語和交警的指揮手語等也是古老通訊方式進一步發(fā)展得到的結果。這些信息傳遞的基本都是依靠人的聽覺與視覺進行。

19世紀中期以后，隨著電話、電報的發(fā)明和電磁波的發(fā)現，人類通信方式產生了本質性的變革。完全實現了通過金屬導線來傳遞信息，甚至能夠通過電磁波來進行無線通訊，使得神話故事中的“千里眼”和“順風耳”變成了現實。此后，人類之間的信息傳遞能夠擺脫常規(guī)的聽覺視覺方式，利用電信號作為新的載體，以此引發(fā)了一系列技術革新，從而開始了人類通信的新時代。

1837年，美國人塞繆樂.莫樂斯成功研制出了世界上第一臺電磁式電報機。通過他自己設計的電碼，能夠將信息轉換成一串長短不一的電脈沖，然后傳向目的地，最后再轉換為原來的信息。莫樂斯于1844年5月24日在國會大廈聯邦最高法院會議廳用莫爾斯電碼發(fā)出了人類歷史當中的第一份電報，從而將長途電報通信變?yōu)楝F實。

1864年，英國物理學家麥克斯韋建立了一套電磁理論，指出了電磁波的存在，并說明了電磁波與光具有一樣的性質，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)明了世界上第一臺電話，并在1876年申請了發(fā)明專利。1878年他在波士頓和紐約之間進行了首次長途電話實驗，實驗獲得了成功，隨后就成立了著名的貝爾電話公司。

1888年，德國物理學家海因里斯.赫茲用電波環(huán)進行了一系列實驗，在此過程中發(fā)現了電磁波的存在，實驗證明了麥克斯韋的電磁理論。這個實驗曾轟動了整個科學界，成為了近代科學技術史上的一個重要里程碑，為無線電的誕生和電子技術的發(fā)展奠定了牢固的基礎。

1894年，俄國科學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上，利用電磁波為載體，發(fā)明了可以遠距離傳輸信息的無線電報，從而開創(chuàng)了人類通信領域的新紀元。

19世紀，在人類發(fā)明無線電報之后，進一步通過電磁波來傳送聲音。英國工程師佛雷明在1906年發(fā)明了真空二極管，美國人弗雷斯特發(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現，并為以后的無線通信廣播奠定了基礎。

1906年，加拿大費森登在紐約建立了第一個廣播站，開創(chuàng)了人類無線電廣播的新紀元。

直到21世紀60年代，才正式出現了家用按鍵式電話機。歷經了120年的發(fā)展與實踐，隨著電話的普及，交換技術也在大力改進。從當初繁忙的人工接線員到現在的程控交換機的問世，電話這一名詞也慢慢變成了人們的口頭語。

20世紀90年代，開通了蜂窩電話系統。無線通信技術的持續(xù)創(chuàng)新，使得光纖通信得到普遍應用。移動電話、程控電話、傳真通信、可視電話、電子郵件、數據通信、衛(wèi)星通信、互聯網通信等標志著以計算機處理為核心的數字化的信息時代已經到來。

3.通信未來發(fā)展和技術革新

從長遠的戰(zhàn)略角度看，通信未來技術革新主要分為以下三方面：

（1）通信網絡及其應用。

（2）基于WEB的城市虛擬現實。

（3）電子制造研究。

由專家預測可知，21世紀是網絡的世紀，與信息產業(yè)相關的領域將成為關鍵領域。三次網絡浪潮的預言已成為現實，我國正在積極努力從二線國家（工業(yè)化國家）轉型為第三線國家（信息化國家）。網絡技術的發(fā)展為這一革命性的轉變提供了客觀條件，傳統產業(yè)將依賴網絡求得新生。而新興的信息產業(yè)將持續(xù)高速發(fā)展，這意味著依賴網絡生存會有更多的機會。

我們認為無線通信網絡在中國市場有著更強的適應力（社會需求）和生命力。互聯網經濟在中國經歷了全球化同樣的歷程，只是稍微滯后了一段時間。我們認為這應該歸因于中國本土國情，有線通信網絡下的互聯網電子商務在中國無法廣泛普及，但是，數億中國人卻和世界同步地使用了手機。中國人民更容易接受高效、簡潔和容易推廣的無線移動終端設備。這種情況很容易使人想到日本手機I-MODE網絡模式取得的空前成功。我們認為，在中國將會有一個無線電子商務的盛世，這與世界權威機構所作的預測一致。

5G無線移動網絡通信的運營必將帶來人們工作和生活方式的變革。其實，無線電子商務和移動辦公等無線移動通信技術應用在國外已經趨于成熟，但是這種便捷的方式卻無法大面積和國外發(fā)達國家高質量的有線通信技術相抗衡，究其原因，主要是無線通信帶寬不夠。在當今中國，這種情況將會馬上改變，信息產業(yè)部正在進行5G通信運營部署，其正式運營指日可待。到那時，我們可以邁過有線通信互聯網電子商務慘淡經營時代，直接推廣無線移動辦公和電子商務。

我們將以虛擬現實的方式提供人類的網絡交互界面。在復雜的信息時代，人們更加注重效率，節(jié)約時間將是人們獲取信息時的最大要求。虛擬現實即可讓人們以返醭歸真的簡單方式與網絡進行交互。

電子制造業(yè)是通信網絡的基礎，我們不可永遠依賴從國外購買通信芯片，必須大力開發(fā)自己的核心技術。為了國家和民族的未來，我們都有義務承擔起這個責任，為了方便人類貢獻自己的一份力量。

參考文獻

[1] ?王曉樂. 通信工程中光纖技術的設計應用和發(fā)展趨勢[J]. 通信電源技術. 2018（2）：18-22.

[2] ?孟蒙. 通信工程中光纖技術的應用及設計分析[J]. 信息通信. 2018（5）：25-33.

[3] ?宋弘亮. 光纖技術在通信工程中的設計與應用分析[J]. 科技資訊. 2018（11）：56-77.