1、历史（历史（1 1）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾l通信（Communication)作为电信（Telecommunication)是从19世纪30年度开始的。物理发现 通信技术发展 1831年法拉第电磁感应 1837年莫尔斯发明电报 1873年马克斯韦尔的电 1876年贝尔发明电话磁场理论 1895年马可尼发明无线电l开辟了电信（Telecommunication)的新纪元历史（历史（3 3）无线电的发明者马可尼）无线电的发明者马可尼l 马可尼（18741937）意大利人 1894年 在父亲的庄园试验 1896年 去伦敦 1897年 建立无线电报公司 1899年 首次实现英法无线通信
2、 1916年 实现短波无线电通信 1929年 建立世界性无线通信网l 曾获诺贝尔奖金l 曾参加法西斯党历史（历史（4 4）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾l 物理发现 通信技术发展 1906年发明电子管 模拟通信得到发展l 开辟了模拟通信的新纪元l 1928年奈奎斯特准则和取样定理 1948年山农定理l在理论上为数字通信准备了条件 历史（历史（5 5）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾l 物理发现通信技术发展 20世纪50年代数字通信得到发展 发明半导体 20世纪60年代 发明集成电路 l 开辟了数字通信的新纪元历史（历史（6 6）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾l 物理发现通
3、信技术发展 20世纪50年代20世纪40年代提出静止卫航天技术星概念，但无法实现1963年第一次实现同步卫星通信l 开辟了空间通信的新纪元历史（历史（7 7）通信发展历史的回顾）通信发展历史的回顾l物理发现通信技术发展 20世纪60年代企图用于通信，未成功发明激光 20世纪70年代光纤通信得到发展发明光导纤维 l 开辟了光纤通信的新纪元历史（历史（8 8）通信发展历史的启示）通信发展历史的启示l通信传输始终是最活跃的技术领域，物理上的新进展都可能在通信上找到新用途，从而形成新的通信产业。l通信传输的新要求又将推动物理和器件的进展，促使人们去研究发展新的物理机理来满足信息传输的需要。l一个优秀的
4、通信工程师和研究人员，必须对物理学和器件技术的新进展十分感兴趣，并善于抓住新方向、新突破口迎接通信技术的革命。环境（环境（1 1）：无线通信的频谱环境）：无线通信的频谱环境l长波30300 KHz10-1kml中波0.3-1.5 MHz1000-200ml短波1.5-30 MHz100-10ml超短波:米波30-300 MHz10-1ml微波：分米波0.33 GHz 100-10cm 厘米波3-30 GHz 10-1cm 毫米波30-300 GHz 10-1mm 亚毫米波300-3000 GHz1-0.1mml光波：红外光3103-3105 GHz 100-1m 可见光3105-3106 GH
5、z 0.8-0.4m面向21世纪通信的三大革命l以干线（包括部分支线）传输光纤化为标志的光纤革命l以SDH、ATM和IP为标志的数字革命l以个人通信和无线接入为标志的无线革命面向21世纪通信的两大通信平台 光纤通信平台：无线通信平台：超大容量、超长距离 宽带、移动 关键技术：波分复用、关键技术：CDMA、智 光纤放大器能天线、软件无线电IP over?无线通信面临的挑战及发展机遇l光纤通信对无线通信的巨大冲击 巨大带宽 超低损耗 较低成本 未来信息高速公路的主干道，还有 Fiber to home 的趋势l无线通信的发展机遇 灵活性 抗灾性 移动性 什么叫无线革命l20世纪通信网的基本框架中继
6、线 无线为主（微波、卫星）天上包括部分有线（电缆）用户线 有线为主（市话电缆）地下包括部分无线（无线电话）l21世纪通信网的基本框架中继线 有线为主（光缆）地下包括部分无线（微波、卫星）用户线 无线为主 天上 包括部分有线l技术关键 多址有效性与可靠性 组网 蜂窝信令与空间接口l高层无线接入 特点：蜂窝范围大 复杂的信道处理（纠错、均衡、分集）快速移动 无线交换 功率大 成本高 低速语音编码l低层无线接入 特点：蜂窝范围小 简单的信道处理 慢速移动 有线交换 功率小 成本低 中速语音编码（32Kb/s ADPCM）IMT2000简介 1985年国际电联就开始研究FPLMTS，1996年正式更名
7、为IMT2000 国际移动通信系统，工作频段2000MHz，使用日期2000年 IMT2000特点 全球性 综合性 兼容性 灵活性 第一年第一年第二年第二年第三年第三年第四年第四年第五年第五年光带宽光带宽9 个月个月存储器存储器12 个月个月 摩尔定律摩尔定律18 个月个月 传统的电信网、计算机网和有线电视网正在传统的电信网、计算机网和有线电视网正在趋于相互渗透和相互融合。趋于相互渗透和相互融合。没有一个网络能满足所有的用途。因此，没有一个网络能满足所有的用途。因此，在单一的硬件技术基础上不可能建立一种通用在单一的硬件技术基础上不可能建立一种通用网络。网络。“三网合一三网合一”将电信网有线电视
8、机，计算机网三个将电信网有线电视机，计算机网三个相互分割的网互连互通，组成一个平台，在上面传输语音，相互分割的网互连互通，组成一个平台，在上面传输语音，数据和视频图象等。数据和视频图象等。“三网合一三网合一”后应是后应是B-ISDNB-ISDN，即即“宽宽带综合业务数字网带综合业务数字网”，实质是以，实质是以IPIP为基础在同一网中处理为基础在同一网中处理传输存储多种多媒体信息。对于一个企业可以把电话、数传输存储多种多媒体信息。对于一个企业可以把电话、数据、有限电视、电视台监控系统、电视会议等各独立网纳据、有限电视、电视台监控系统、电视会议等各独立网纳入一个网中，统一管理，节省建网费用和运行维
9、护费用，入一个网中，统一管理，节省建网费用和运行维护费用，易于管理维护。易于管理维护。“三网合一三网合一”将以全新的方式给工作和将以全新的方式给工作和生活带来方便，同时也带来可观的商业利益。生活带来方便，同时也带来可观的商业利益。*其迅速发展和全面采用使电话数据和图象信号都可其迅速发展和全面采用使电话数据和图象信号都可以通过统一的编码进行传输和交换。所有业务在网络中都将成为统一的以通过统一的编码进行传输和交换。所有业务在网络中都将成为统一的0 0和和1 1比特流，没有任何区别。比特流，没有任何区别。其为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽其为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输质量。四通
10、八达，无所不及的光纤传输网是三网业务的理想和传输质量。四通八达，无所不及的光纤传输网是三网业务的理想平台。光通信的发展也使传输成本大幅度下降，使通信成本成为最平台。光通信的发展也使传输成本大幅度下降，使通信成本成为最终与传输距离几乎无关的事。终与传输距离几乎无关的事。其使得三大网及其终端都能通过软件变成最终支持各其使得三大网及其终端都能通过软件变成最终支持各种用户所需的特性、功能和业务。现在通信设备已成为高度智能和种用户所需的特性、功能和业务。现在通信设备已成为高度智能和软件化的产品，无论交换还是传输，软件量已超过硬件。软件化的产品，无论交换还是传输，软件量已超过硬件。TCP-IPTCP-IP
11、协议协议 统一的统一的TCP-IPTCP-IP协议的普遍采用，使得各种以协议的普遍采用，使得各种以IPIP为基为基础的业务都能在不同的网上实现互通。础的业务都能在不同的网上实现互通。TCP-IPTCP-IP是三大网都能接受的是三大网都能接受的通信协议，从技术上为通信协议，从技术上为“三网合一三网合一”奠定了最坚实的基础。奠定了最坚实的基础。Protection-switchingOptical Add-dropFCC_Agilent_8路由器路由器清清 华华路由器路由器路由器路由器路由器路由器基金委基金委北航北航北邮北邮2.5Gb/sInternet 2路由器路由器路由器路由器中科中科院院北北
12、 大大4 2.5Gb/s4 2.5Gb/s4 10Gb/s+4 2.5Gb/s 在1664KB/S上得到较好的话音质量 话音质量好，但编码速率高编码速率低(2.4kb/s、1.2kb/s、600800b/s 等),但自然度差 416kb/s高质量 话音质量高、编码速率低，但算法复杂光电子学是汇集光子学、电子学、光子技术与电子技术的一门学科 光光 电电 子子 学（技术）学（技术）光子学研究光子作为信息、能量载体的一门科学光子技术相干光的产生 激光原理激光原理 相干光的控制（调制、偏转），变换（频率）光电子技术光电子技术 相干光的检测及应用光电检测光电检测应用光电子技术应用光电子技术电子学；电子技
13、术 激光发展的历史回顾激光发展的历史回顾LASER-Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 1917:爱因斯坦爱因斯坦(A.Einstein)提出了受激辐射可以实现光放大的概念,导致激光发明的理论基础19171917年以后近四十年内年以后近四十年内 量子理论的发展;粒子数反转的有效实现;电子学与微波技术的发展19541954:美国汤斯汤斯(C.H.Townes)前苏联巴索夫巴索夫(N.G.Basov)和普洛普洛霍洛夫霍洛夫(A.M.Prokhorov)第一次实现氨分子微波量子振荡器(MASER)1958:1958:美国汤斯汤斯与肖洛肖洛(A.L.Schawlow)提出了利用开放式光学谐振腔实现光振荡的新思想;布隆伯根布隆伯根(N.Bloembergen)提出利用光泵浦三能级系统实现粒子数反转分布的新构思1960.71960.7：美国休斯休斯公司实验室梅曼梅曼（T.H.Maiman)演示了世界上第一台红宝石固态激光器几点启示:任何一项发明都是继前人研究的结果,不是凭空产生的 机遇偏爱有准备的头脑 大胆设想,勇于创新，勇于实践,锲而不舍1997:朱棣文朱棣文、菲利普菲利普（W.D.Phillips)和塔罗季塔罗季（C.C.Tannoudi)由于利用激光冷却和钳制原子的研究结果,共获诺贝尔物理奖
