世界通信与中国通信发展史.doc

世界通信与中国通信发展史全球和中国移动通信发展史发展过程 移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。1897年，M.G.马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的，距离为18海里。 现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代，大致经历了五个发展阶段。 第一阶段从本世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。在这期间，首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统，其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到3040MHz可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段，特点是专用系统开发，工作频率较低。 第二阶段从40年代中期至60年代初期。在此期间内，公用移动通信业务开始问世。1946年，根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。当时使用三个频道，间隔为120kHz，通信方式为单工，随后，西德(1950年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过 渡，接续方式为人工，网的容量较小。 第三阶段从60年代中期至70年代中期。在此期间，美国推出了改进型移动电话系统(1MTS)，使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。德国也推出了具有相同技术水平的B网。可以说，这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。 第四阶段从70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。1978年底，美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。1983年，首次在芝加哥投入商用。同年12月，在华盛顿也开始启用。之后，服务区域在美国逐渐扩大。到1985年3月已扩展到47个地区，约10万移动用户。其它工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网。日本于1979年推出800MHz汽车电话系统(HAMTS)，在东京、大胶、神户等地投入商用。西德于1984年完成C网，频段为450MHz。英国在1985年开发出全地址通信系统(TACS)，首先在伦敦投入使用，以后覆盖了全国，频段为900MHz。法国开发出450系统。加拿大推出450MHz移动电话系统MTS。瑞典等北欧四国于1980年开发出NMT450移动通信网，并投入使用，频段为450MHz。 这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展。移动通信大发展的原因，除了用户要求迅猛增加这一主要推动力之外，还有几方面技术进展所提供的条件。首先，微电子技术在这一时期得到长足发展，这使得通信设备的小型化、微型化有了可能性，各种轻便电台被不断地推出。其次，提出并形成了移动通信新体制。随着用户数量增加，大区制所能提供的容量很快饱和，这就必须探索新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在70年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网，即所谓小区制，由于实现了频率再用，大大提高了系统容量。可以说，蜂窝概念真正解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源有限的矛盾。第三方面进展是随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展，从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。 第五阶段从80年代中期开始。这是数字移动通信系统发展和成熟时期。 以AMPS和TACS为代表的第一代蜂窝移动通信网是模拟系统。模拟蜂窝网虽然取得了很大成功，但也暴露了一些问题。例如，频谱利用率低，移动设备复杂，费用较贵，业务种类受限制以及通话易被窃听等，最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。解决这些问题的方法是开发新一代数字蜂窝移动通信系统。数字无线传输的频谱利用率高，可大大提高系统容量。另外，数字网能提供语音、数据多种业务服务，并与ISDN等兼容。实际上，早在70年代末期，当模拟蜂窝系统还处于开发阶段时，一些发达国家就着手数字蜂窝移动通信系统的研究。到80年代中期，欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(GSM)的体系。随后，美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。泛欧网GSM已于1991年7月开始投入商用，预计1995年将覆盖欧洲主要城市、机场和公路。可以说，在未来十多年内数字蜂窝移动通信将处于一个大发展时期，及有可能成为陆地公用移动通信的主要系统。 与其它现代技术的发展一样，移动通信技术的发展也呈现加快趋势，目前，当数字蜂窝网刚刚进入实用阶段，正方兴末艾之时，关于未来移动通信的讨论已如火如菜地展开。各种方案纷纷出台，其中最热门的是所谓个人移动通信网。关于这种系统的概念和结构，各家解释并末一致。但有一点是肯定的，即未来移动通信系统将提供全球性优质服务，真正实现在任何时间、任何地点、向任何人提供通信服务这一移动通信的最高目标。 移动通信史上的十件大事 一、上帝创造了何等奇迹！电报的发明二、“沃森特先生，快来帮我啊”电话的发明 三、无形的信使电磁波的发现 四、“要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界”无线电报的发明 五、载着声音飞翔的电波无线电通信的发明六、个人通信的发源地传呼的诞生 七、实现个人电话的梦想 蜂窝式移动电话的诞生八、让手机走近每一个人GSM手机的出现 九、辉煌的失败 全球“铱”星系统十、山雨欲来风满楼新一代手机的诞生 一、上帝创造了何等奇迹！电报的发明人类历史上最早的通信手段和现在一样是“无线”的，如利用以火光传递信息的烽火台，通常大家认为这是最早传递消息的方式了。事实上不是，在我国和非洲古代，击鼓传信是最早最方便的办法，非洲人用圆木特制的大鼓可传声至三四公里远，再通过“鼓声接力”和专门的“击鼓语言”，可在很短的时间内把消息准确地传到50公里以外的另一个部落，不会像前段时间湖南卫视的“悄悄话接力”那样传得完全变了样。其实，不论是击鼓、烽火、旗语(通过各色旗子的舞动)还是今天的移动通信，要实现消息的远距离传送，都需要中继站的层层传递，消息才能到达目的地。不过，由于那时人类还没有发现电，所以要想畅通快速地实现远距离传递消息只有等待了 人类通信史上革命性变化，是从把电作为信息载体后发生的。1753年2月17日，在苏格兰人杂志上发表了一封署名CM的书信。在这封信中，作者提出了用电流进行通信的大胆设想。虽然在当时还不十分成熟，而且缺乏应用推广的经济环境，却使人们看到了电信时代的一缕曙光。1793年，法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。据说两兄弟是第一个使用“电报”这个词的人。 1832年，俄国外交家希林在当时著名物理学家奥斯特电磁感应理论的启发下，制作出了用电流计指针偏转来接收信息的电报机;1837年6月，英国青年库克获得了第一个电报发明专利权。他制作的电报机首先在铁路上获得应用。不过，这种方式很不方便和实用，无法投入真正的实用阶段。历史到了这关键的时候，仿佛停顿了下来，还得等待一个画家来解决。美国画家莫尔斯在1832年旅欧学习途中，开始对这种新生的技术发生了兴趣，经过3年的钻研之后，在1835年，第一台电报机问世。但如何把电报和人类的语言连接起来，是摆在莫尔斯面前的一大难题，在一丝灵感来临的瞬间，他在笔记本上记下这样一段话:“电流是神速的，如果它能够不停顿走十英里，我就让他走遍全世界。电流只要停止片刻，就会出现火花，火花是一种符号，没有火花是另一种符号，没有火花的时间长又是一种符号。这里有三种符号可组合起来，代表数字和字母。它们可以构成字母，文字就可以通过导线传送了。这样，能够把消息传到远处的崭新工具就可以实现了！”随着这种伟大思想的成熟，莫尔斯成功地用电流的“通”、“断”和“长断”来代替了人类的文字进行传送，这就是鼎鼎大名的莫尔斯电码。1843年，莫尔斯获得了3万美元的资助，他用这笔款修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路，全长64.4公里。1844年5月24日，在座无虚席的国会大厦里，莫尔斯用他那激动得有些颤抖的双手，操纵着他倾十余年心血研制成功的电报机， 向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹！”电报的发明，拉开了电信时代的序幕，开创了人类利用电来传递信息的历史。从此，信息传递的速度大大加快了。“嘀嗒”一响(1秒钟)，电报便可以载着人们所要传送的信息绕地球走上7圈半。这种速度是以往任何一种通信工具所望尘莫及的。说到这里，还有一个故事必须提到，1912年“泰坦尼克”号撞到冰山后，发出电报“SOS，速来，我们撞上了冰山。”几英里之外的“加利福尼亚”号客轮本应能够救起数百条生命，但是这条船上的报务员不值班，因此没有收到这条信息。从此以后，所有的轮船都开始了全天候的无线电信号监听。二、“沃森特先生，快来帮我啊”电话的发明电报传送的是符号。发送一份电报，得先将报文译成电码，再用电报机发送出去;在收报一方，要经过相反的过程，即将收到的电码译成报文，然后，送到收报人的手里。这不仅手续麻烦，而且也不能进行及时双向信息交流。因此，人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式，这就是现在无人不晓的“电话”。欧洲对于远距离传送声音的研究，始于18世纪，在1796年，休斯提出了用话筒接力传送语音信息的办法。虽然这种方法不太切合实际， 但他赐给这种通信方式一个名字Telephone(电话)，一直沿用至今。 1861年，德国一名教师发明了最原始的电话机，利用声波原理可在短距离互相通话，但无法投入真正的使用。如何把电流和声波联系在一起而实现远距离通话？亚历山大贝尔是注定要完成这个历史任务的人，他系统地学习了人的语音、发声机理和声波振动原理，在为聋哑人设计助听器的过程中，他发现电流导通和停止的瞬间，螺旋线圈发出了噪声，就这一发现使贝尔突发奇想“用电流的强弱来模拟声音大小的变化，从而用电流传送声音。”从这时开始，贝尔和他的助手沃森特就开始了设计电话的艰辛历程，1875年6月2日，贝尔和沃森特正在进行模型的最后设计和改进，最后测试的时刻到了，沃森特在紧闭了门窗的另一房间把耳朵贴在音箱上准备接听，贝尔在最后操作时不小心把硫酸溅到自己的腿上，他疼痛地叫了起来:“沃森特先生，快来帮我啊！”没有想到，这句话通过他实验中的电话传到了在另一个房间工作的沃森特先生的耳朵里。这句极普通的话，也就成为人类第一句通过电话传送的话音而记入史册。1875年6月2日，也被人们作为发明电话的伟大日子而加以纪念，而这个地方美国波士顿法院路109号也因此载入史册，至今它的门口仍钉着块铜牌，上面镌有:“1875年6月2日电话诞生在此。”1876年3月7日，贝尔获得发明电话专利，专利证号码NO:174655。1877年，也就是贝尔发明电话后的第二年，在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通了，两地相距300公里。也就在这一年，有人第一次用电话给波士顿环球报发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。一年之内，贝尔共安装了230部电话，建立了贝尔电话公司，这是美国电报电话公司(AT&T)前身。电话传入我国，是在1881年，英籍电气技师皮晓浦在上海十六铺沿街架起一对露天电话，付36文制钱可通话一次，这是中国的第一部电话。1882年2月，丹麦大北电报公司在上海外滩扬于天路办起我国第一个电话局，用户25家。1889年，安徽省安庆州候补知州彭名保，自行设计了一部电话，包括自制的五六十种大小零件，成为我国第一部自行设计制造的电话。最初的电话并没有拨号盘，所有的通话都是通过接线员进行，由接线员将通话人接上正确的线路，拨号盘始于20世纪初，当时马萨诸塞州流行麻疹，一位内科医生因担心一旦接线员病倒造成全城电话瘫痪而提起的。不过在我国70年代，部分区县还在使用干电池为动力，没有拨号盘的手摇电话机。今天，世界上大约有7.5亿电话用户，其中还包括1070万因特网用户分享着这个网络。写信进入了一个令人惊讶的复苏阶段，不过，这些信件也是通过这根细细的电话线来传送的。三、无形的信使电磁波的发现自从贝尔发明了电话机，这样人人都能手拿一个“话柄”，和远方的亲朋好友谈天说地了。电报和电话的相继发明，使人类获得了远距离传送信息的重要手段。但是，电信号都是通过金属线传送的。线路架设到的地方，信息才能传到，这就大大限制了信息的传播范围，特别是在大海、高山，有没有能让信息无线传播的办法？1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，当金属导线中有电流通过时，放在它附近的磁针便会发生偏转。接着，学徒出身的英国物理学家法拉第明确指出，奥斯特的实验证明了“电能生磁”。他还通过艰苦的实验，发现了导线在磁场中运动时会有电流产生的现象，此即所谓的“电磁感应”现象。 著名的科学家麦克斯韦进一步用数学公式表达了法拉第等人的研究成果，并把电磁感应理论推广到了空间。他认为，在变化的磁场周围会产生变化的电场，在变化的电场周围又将产生变化的磁场，如此一层层地像水波一样推开去，便可把交替的电磁场传得很远。1864年，麦氏发表了电磁场理论，成为人类历史上预言电磁波存在的第一人。那么，又有谁来证实电磁波的存在呢?此人便是亨利希鲁道夫赫兹。1887年的一天，赫兹在一间暗室里做实验。他在两个相隔很近的金属小球上加上高电压，随之便产生一阵阵噼噼啪啪的火花放电。这时，在他身后放着一个没有封口的圆环。当赫兹把圆环的开口处调小到一定程度时，便看到有火花越过缝隙。通过这个实验，他得出了电磁能量可以越过空间进行传播的结论。赫兹的发现公布之后，轰动了全世界的科学界，1887年成为了近代科学技术史的一座里程碑，为了纪念这位杰出的科学家，电磁波的单位便命名为“赫兹(Hz)”。赫兹的发现具有划时代的意义，它不但证明了麦克斯韦理论的正确，更重要的是导致了无线电的诞生，开辟了电子技术的新纪元，标志着从“有线电通信”向“无线电通信”的转折点。也是整个移动通信的发源点，应该说，从这时开始，人类开始进入了无线通信的新领域。四、“要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界”无线电报的发明赫兹通过闪烁的火花，第一次证实了电磁波的存在，但他却断然否定利用电磁波进行通信的可能性。他认为，若要利用电磁波进行通信，需要有一个面积与欧洲大陆相当的巨型反射镜，显然这是不可能的。赫兹发现电磁波的消息远远扩散开来，到了俄国一位正从事电灯推广工作的青年波波夫那儿，他兴奋地说:“用我一生的精力去装电灯，对广阔的俄罗斯来说，只不过照亮了很小一角，要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界！”1894年，波波夫改进了无线电接收机并为之增加了天线，使其灵敏度大大提高。1896年，波波夫成功地用无线电进行莫尔斯电码的传送，距离为250米，电文内容为“海因里斯赫兹”。在1897年5月18日，另一位研究无线电的年轻人马可尼，改进了无线电传送和接收设备，在布里斯托尔海峡进行无线电通信取得成功，把信息传播了12公里。1898年，英国举行了一次游艇赛，终点设在离岸20英里的海上。都柏林快报特聘马可尼为信息员。他在赛程的终点用自己发明的无线电报机向岸上的观众及时通报了比赛的结果，引起了很大的轰动。这被认为是无线电通信的第一次实际应用。紧接着，马可尼在英国建立了世界上第一家无线电器材公司英国马可尼公司。 1901年，英国的无线电报能发送到大西洋彼岸，不过当时的天线是用风筝牵着的金属导线。1902年在英国与加拿大之间正式开通了越洋无线电报通信电路，使国际间电报通信跃入到一个新的阶段。在中国，电报的最早应用是1920年7月中华邮政开办邮传电报业务。由于无线电通信不需要昂贵的地面通信线路和海底电缆，因而很快便受到人们的重视。它首先被用于敷设线路困难的海上通信。第一艘装有无线电台的船只是美国的“圣保罗”号邮船。后来，海上无线电通信接二连三地在援救海上遇险船只的行动中发挥作用，从而初露头角。让我们想起波波夫的那句话:“要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界”。二、“沃森特先生，快来帮我啊”电话的发明电报传送的是符号。发送一份电报，得先将报文译成电码，再用电报机发送出去;在收报一方，要经过相反的过程，即将收到的电码译成报文，然后，送到收报人的手里。这不仅手续麻烦，而且也不能进行及时双向信息交流。因此，人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式，这就是现在无人不晓的“电话”。欧洲对于远距离传送声音的研究，始于18世纪，在1796年，休斯提出了用话筒接力传送语音信息的办法。虽然这种方法不太切合实际， 但他赐给这种通信方式一个名字Telephone(电话)，一直沿用至今。 1861年，德国一名教师发明了最原始的电话机，利用声波原理可在短距离互相通话，但无法投入真正的使用。如何把电流和声波联系在一起而实现远距离通话？亚历山大贝尔是注定要完成这个历史任务的人，他系统地学习了人的语音、发声机理和声波振动原理，在为聋哑人设计助听器的过程中，他发现电流导通和停止的瞬间，螺旋线圈发出了噪声，就这一发现使贝尔突发奇想“用电流的强弱来模拟声音大小的变化，从而用电流传送声音。”从这时开始，贝尔和他的助手沃森特就开始了设计电话的艰辛历程，1875年6月2日，贝尔和沃森特正在进行模型的最后设计和改进，最后测试的时刻到了，沃森特在紧闭了门窗的另一房间把耳朵贴在音箱上准备接听，贝尔在最后操作时不小心把硫酸溅到自己的腿上，他疼痛地叫了起来:“沃森特先生，快来帮我啊！”没有想到，这句话通过他实验中的电话传到了在另一个房间工作的沃森特先生的耳朵里。这句极普通的话，也就成为人类第一句通过电话传送的话音而记入史册。1875年6月2日，也被人们作为发明电话的伟大日子而加以纪念，而这个地方美国波士顿法院路109号也因此载入史册，至今它的门口仍钉着块铜牌，上面镌有:“1875年6月2日电话诞生在此。”1876年3月7日，贝尔获得发明电话专利，专利证号码NO:174655。1877年，也就是贝尔发明电话后的第二年，在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通了，两地相距300公里。也就在这一年，有人第一次用电话给波士顿环球报发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。一年之内，贝尔共安装了230部电话，建立了贝尔电话公司，这是美国电报电话公司(AT&T)前身。电话传入我国，是在1881年，英籍电气技师皮晓浦在上海十六铺沿街架起一对露天电话，付36文制钱可通话一次，这是中国的第一部电话。1882年2月，丹麦大北电报公司在上海外滩扬于天路办起我国第一个电话局，用户25家。1889年，安徽省安庆州候补知州彭名保，自行设计了一部电话，包括自制的五六十种大小零件，成为我国第一部自行设计制造的电话。最初的电话并没有拨号盘，所有的通话都是通过接线员进行，由接线员将通话人接上正确的线路，拨号盘始于20世纪初，当时马萨诸塞州流行麻疹，一位内科医生因担心一旦接线员病倒造成全城电话瘫痪而提起的。不过在我国70年代，部分区县还在使用干电池为动力，没有拨号盘的手摇电话机。今天，世界上大约有7.5亿电话用户，其中还包括1070万因特网用户分享着这个网络。写信进入了一个令人惊讶的复苏阶段，不过，这些信件也是通过这根细细的电话线来传送的。三、无形的信使电磁波的发现自从贝尔发明了电话机，这样人人都能手拿一个“话柄”，和远方的亲朋好友谈天说地了。电报和电话的相继发明，使人类获得了远距离传送信息的重要手段。但是，电信号都是通过金属线传送的。线路架设到的地方，信息才能传到，这就大大限制了信息的传播范围，特别是在大海、高山，有没有能让信息无线传播的办法？1820年，丹麦物理学家奥斯特发现，当金属导线中有电流通过时，放在它附近的磁针便会发生偏转。接着，学徒出身的英国物理学家法拉第明确指出，奥斯特的实验证明了“电能生磁”。他还通过艰苦的实验，发现了导线在磁场中运动时会有电流产生的现象，此即所谓的“电磁感应”现象。 著名的科学家麦克斯韦进一步用数学公式表达了法拉第等人的研究成果，并把电磁感应理论推广到了空间。他认为，在变化的磁场周围会产生变化的电场，在变化的电场周围又将产生变化的磁场，如此一层层地像水波一样推开去，便可把交替的电磁场传得很远。1864年，麦氏发表了电磁场理论，成为人类历史上预言电磁波存在的第一人。那么，又有谁来证实电磁波的存在呢?此人便是亨利希鲁道夫赫兹。1887年的一天，赫兹在一间暗室里做实验。他在两个相隔很近的金属小球上加上高电压，随之便产生一阵阵噼噼啪啪的火花放电。这时，在他身后放着一个没有封口的圆环。当赫兹把圆环的开口处调小到一定程度时，便看到有火花越过缝隙。通过这个实验，他得出了电磁能量可以越过空间进行传播的结论。赫兹的发现公布之后，轰动了全世界的科学界，1887年成为了近代科学技术史的一座里程碑，为了纪念这位杰出的科学家，电磁波的单位便命名为“赫兹(Hz)”。赫兹的发现具有划时代的意义，它不但证明了麦克斯韦理论的正确，更重要的是导致了无线电的诞生，开辟了电子技术的新纪元，标志着从“有线电通信”向“无线电通信”的转折点。也是整个移动通信的发源点，应该说，从这时开始，人类开始进入了无线通信的新领域。四、“要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界”无线电报的发明赫兹通过闪烁的火花，第一次证实了电磁波的存在，但他却断然否定利用电磁波进行通信的可能性。他认为，若要利用电磁波进行通信，需要有一个面积与欧洲大陆相当的巨型反射镜，显然这是不可能的。赫兹发现电磁波的消息远远扩散开来，到了俄国一位正从事电灯推广工作的青年波波夫那儿，他兴奋地说:“用我一生的精力去装电灯，对广阔的俄罗斯来说，只不过照亮了很小一角，要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界！”1894年，波波夫改进了无线电接收机并为之增加了天线，使其灵敏度大大提高。1896年，波波夫成功地用无线电进行莫尔斯电码的传送，距离为250米，电文内容为“海因里斯赫兹”。在1897年5月18日，另一位研究无线电的年轻人马可尼，改进了无线电传送和接收设备，在布里斯托尔海峡进行无线电通信取得成功，把信息传播了12公里。1898年，英国举行了一次游艇赛，终点设在离岸20英里的海上。都柏林快报特聘马可尼为信息员。他在赛程的终点用自己发明的无线电报机向岸上的观众及时通报了比赛的结果，引起了很大的轰动。这被认为是无线电通信的第一次实际应用。紧接着，马可尼在英国建立了世界上第一家无线电器材公司英国马可尼公司。 1901年，英国的无线电报能发送到大西洋彼岸，不过当时的天线是用风筝牵着的金属导线。1902年在英国与加拿大之间正式开通了越洋无线电报通信电路，使国际间电报通信跃入到一个新的阶段。在中国，电报的最早应用是1920年7月中华邮政开办邮传电报业务。由于无线电通信不需要昂贵的地面通信线路和海底电缆，因而很快便受到人们的重视。它首先被用于敷设线路困难的海上通信。第一艘装有无线电台的船只是美国的“圣保罗”号邮船。后来，海上无线电通信接二连三地在援救海上遇险船只的行动中发挥作用，从而初露头角。让我们想起波波夫的那句话:“要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界”。