數(shù)據(jù)通信
數(shù)據(jù)通信是依照一定的協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息的一種通信方式和通信業(yè)務(wù)。它可實現(xiàn)計算機(jī)和計算機(jī)、計算機(jī)和終端以及終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。是繼電報、電話業(yè)務(wù)之后的第三種最大的通信業(yè)務(wù)。
數(shù)據(jù)通信不同于電報、電話通信，它所實現(xiàn)的主要是“人（通過終端）－機(jī)（計算 機(jī)）”通信與“機(jī)－機(jī)”通信，但也包括“人（通過智能終端）－人”的通信。數(shù)據(jù)通信中傳遞的信息均以二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式來表現(xiàn)。數(shù)據(jù)通信的另一個特點是它總是與遠(yuǎn)程信 息處理相聯(lián)系的，是包括科學(xué)計算、過程控制、信息檢索等內(nèi)容的廣義的信息處理。
數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是由計算機(jī)、遠(yuǎn)程終端和數(shù)據(jù)電路以及有關(guān)通信設(shè)備組成的一個完整系統(tǒng)。任何一個遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)或計算機(jī)網(wǎng)都必須實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與信息處理兩方面的 功能，前者為后者提供信息傳輸服務(wù)，而后者則是利用前者提供的服務(wù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng) 的應(yīng)用。
為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，必須進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即將位于一地的數(shù)據(jù)源發(fā)出的數(shù)據(jù)信息通 過傳輸信道傳送到另一地數(shù)據(jù)接收設(shè)備。為了改善傳輸質(zhì)量、降低差錯率、并使傳輸過 程有效地進(jìn)行，系統(tǒng)根據(jù)不同應(yīng)用要求，規(guī)定了不同類型的具有差錯控制的數(shù)據(jù)鏈路控 制規(guī)程，這些規(guī)程有的符合國際標(biāo)準(zhǔn)，有的是國家標(biāo)準(zhǔn)，也有的是公司自己制定的。但對開放性的用戶接口通常是采用國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn)，以利于互連互通。
數(shù)據(jù)交換的方式主要有兩種：即電路交換和分組交換，其中分組交換在實際的數(shù)據(jù)網(wǎng)中較多采用。在一個采用分組交換的數(shù)據(jù)網(wǎng)中，除了在相鄰交換節(jié)點之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳 輸與數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程所要求的各項功能外，在每一交換節(jié)點上尚需完成分組的存儲與 轉(zhuǎn)發(fā)、路由選擇、流量控制、擁塞控制、用戶入網(wǎng)連接以及有關(guān)網(wǎng)路維護(hù)、管理等諸方 面的工作。通信協(xié)議是雙方為準(zhǔn)確有效地進(jìn)行通信所必須遵循的規(guī)則和約定。它可以分 為兩類，一類是與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（從計算機(jī)網(wǎng)構(gòu)成來講，有時也稱之為通信子網(wǎng)）有關(guān)的 協(xié)議，包括網(wǎng)內(nèi)節(jié)點與節(jié)點間，以及網(wǎng)與端系統(tǒng)間的協(xié)議。另一類是端系統(tǒng)與端系統(tǒng)之 間的協(xié)議，它們是在前一類協(xié)議所實現(xiàn)的功能基礎(chǔ)上，為了實現(xiàn)端系統(tǒng)間的互通與達(dá)到 一定的應(yīng)用目的所必須的協(xié)議。
作為一種通信業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)通信為實現(xiàn)廣義的遠(yuǎn)程信息處理提供服務(wù)。典型應(yīng)用有：文件傳輸、電子信箱、話音信箱、可視圖文、目錄查詢、信息檢索、智能用戶電報以及 遙測、遙控等等。
多路通信
在同一個公共傳輸信道上，同時傳輸多路信號的通信方式稱為多路通信。
實現(xiàn)多路通信的方法可以有：頻分多路復(fù)用；時分多路復(fù)用；碼分多路復(fù)用；統(tǒng)計時分多路復(fù)用等多種復(fù)用方式。目前主要用的是頻分多路復(fù)用和時分多路復(fù)用這兩種方式。
頻分多路復(fù)用是指在適合于某種傳輸媒體的頻帶中，分割成若干個頻段，每個頻段 構(gòu)成一路獨立的通信信道。這樣，若干路信號就可以同時進(jìn)入這一公共傳輸媒體。因此，在各路信號進(jìn)入這公共媒體前，首先要按次序搬移其頻率至指定的頻段，然后綜合這多 路頻段集中對一個載頻進(jìn)行調(diào)制，從而把整個頻帶搬移到所指定的頻率范圍上，再送入 公共傳輸媒體中。
在接收端，利用上述相反的調(diào)制過程，把各路信號通過反調(diào)制再搬回原來的頻段上， 并進(jìn)一步恢復(fù)各路原來的信號。從而實現(xiàn)在一個傳輸頻帶上，分割為多個頻段，讓多路 信號通過這多個頻段同時進(jìn)行傳輸。
時分多路通信是使多路信號輪流占用同一個公共傳輸信道中的規(guī)定時隙。如圖5-1 所示，其基本原理是利用發(fā)送端和收信端同步啟閉的開關(guān)（ST和SR）來保證發(fā)送端 的某一時隙對某一路信號開啟ST，讓信號通過；同時在收信端SR同步開啟，以便接收 發(fā)送端送出的這一路信號。其余時隙則分配給其它各路使用，從而實現(xiàn)在同一個公共傳 輸信道上以時間分割方式進(jìn)行多路傳輸。可見，時分多路通信的主要特點是利用不同時隙來傳送各路不同的信號。各路信號在頻譜上是重疊的，但在時間上是不重疊的。目前， 時分多路復(fù)用通信方式大都用于數(shù)字通信系統(tǒng)。
保密通信
數(shù)據(jù)通信的迅速發(fā)展帶來了數(shù)據(jù)失密問題。信息被非法截取和數(shù)據(jù)庫資料被竊的事例經(jīng)常發(fā)生，在日常生活中信用卡密碼被盜是常見的例子。數(shù)據(jù)失密造成嚴(yán)重后果（如金融信息、軍事情報等），所以數(shù)據(jù)保密成為十分重要的問題。
數(shù)據(jù)保密技術(shù)包括三個方面：
�。ǎ保┯脩羯矸輼�(biāo)志不同的用戶享有不同的權(quán)利，可以對不同的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)庫的不同部分進(jìn)行訪問，用戶身分標(biāo)志最常用的方法是口令學(xué)。
（２）物理性保護(hù)一般保密性較高的數(shù)據(jù)庫除了用戶身分標(biāo)志外，還需要數(shù)據(jù)加密，例如信用卡。
�。ǎ常┦褂脵�(quán)數(shù)據(jù)庫的每一個受保護(hù)部分保持一份各個用戶使用權(quán)的清單。在數(shù)據(jù)通信中傳統(tǒng)的保密方法是采用通信雙方協(xié)定的密鑰字（定期或不定期變換），在通信開始時先驗證對方身分。傳輸?shù)男盘栆彩墙?jīng)過加密的。
在數(shù)據(jù)加密法中最有代表性的是美國“數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)”（DES）。DES算法本身是公開的知識，但是各廠家生產(chǎn)的設(shè)備具體加密方式都各不相同。DES加密方法是用56位密鑰字加上8位校驗成為64位碼字，密鑰的變化范圍有256種，對明文加密時采用分組移位操作。經(jīng)過加密任何人企圖截取信息用隨機(jī)試驗去解某一密鑰事實上是辦不到的。DES加密設(shè)備是一個插件，裝入通信雙方終端即構(gòu)成保密通信，使用者并不知道所用密鑰內(nèi)容。當(dāng)該保密系統(tǒng)工作時，由一隨機(jī)數(shù)字發(fā)生器產(chǎn)生密鑰，存儲在一個電氣可消失的存儲器內(nèi)，任何非法的人打開該單元或誤用則密鑰自動消失。
但是盡管算法復(fù)雜，由于設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，加密本身也存在標(biāo)準(zhǔn)化問題，既是標(biāo)準(zhǔn)化就有失密可能。同時還存在密鑰管理問題，通信雙方要有相同密鑰，一旦密鑰丟失或泄露，或雙方失去信任發(fā)生爭執(zhí)，就影響通信保密難于解決。所以還需要開發(fā)能驗證身份的更有效的加密技術(shù)。
1976年美國人M．E．Hellman提出了一種公開密鑰理論，其基本概念是給每一用戶分配一對密鑰，其中一個是只有使用者本人掌握的秘密密鑰，另一個是可以公開的密鑰，兩個密鑰通過算法結(jié)成一定的關(guān)系。公開密鑰只用于加密，秘密密鑰只用于解密，而且要想從一個密鑰導(dǎo)出另一個密鑰事實上是不可能的，也就是說，從數(shù)學(xué)觀點來看，函數(shù)是單向的，而且只有唯一的解。這一方法的特點是把經(jīng)過加密的報文發(fā)送出去而無需雙方進(jìn)行密鑰互換、分配或同步。
1978年L．Rivest、A．Shamir和L．Adleman三人合作在Hellman理論基礎(chǔ)上提出了稱為RSA法的新的數(shù)字簽名驗證法，可以確證對方用戶身分。他們認(rèn)為，數(shù)字簽名可以由公開密鑰系統(tǒng)產(chǎn)生出來，其前提是公開密鑰和秘密密鑰是互逆的，就是說，假使一個明文報文是用某個秘密密鑰“解密”的，則公開密鑰“加密”就可以將報文恢復(fù)為明文格式。
RSA法的操作步驟如下：
（１）由發(fā)報人用自己的秘密密鑰將報文“解密”（即用解密鑰加密）；
�。ǎ玻┯檬請笕说墓_密鑰將被“解密”的報文加密；
�。ǎ常┦請笕讼扔盟约旱拿孛苊荑�解密，然后用發(fā)報人的公開密鑰“加密”，如能成功地譯出原報文，則可以確保報文是真實的，否則對方的簽名就是假冒。
個人通信
個人通信是指用戶能在任何時間、任何地點與任何地點的另一個人進(jìn)行各種通信（ 語音、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等）的一種新的通信方式。個人通信以人為中心，它把現(xiàn)在“ 服務(wù)到家”的通信推向“服務(wù)到人”，具有最好的服務(wù)質(zhì)量，是21世紀(jì)通信發(fā)展的重 要方向。
個人通信的主要特點，是每一個用戶有一個屬于個人的唯一通信號碼，取代了以設(shè) 備為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)通信的號碼（現(xiàn)在的電話號碼、傳真號碼等，是某一臺電話機(jī)、傳真機(jī) 等的號碼）。電信網(wǎng)隨時跟蹤用戶為他服務(wù)。不論被呼叫的用戶是在車上、船上、飛機(jī) 上，還是在辦公室里、家里、公園里，電信網(wǎng)都能根據(jù)呼叫人所撥的個人號碼找到他， 接通電路提供通信。用戶通信完全不受地理位置的限制。
實現(xiàn)個人通信，需要解決許多技術(shù)問題。主要有：
跟蹤用戶和位置登記：用戶從一地移到另一地時，電信網(wǎng)要跟蹤并隨時登記他的所 在位置，跟蹤交換，根據(jù)用戶所在位置自動選接用戶所在地點的交換局。
自動靈活計費：因為個人通信是根據(jù)個人號碼向個人計費的，不是向固定的設(shè)備計 費，必須要能自動靈活地記下用戶的通信費用。
超大容量的數(shù)據(jù)庫：個人通信的用戶數(shù)量非常龐大，狀態(tài)變化復(fù)雜，必須要有超大 容量的數(shù)據(jù)庫才能隨時存儲各種狀態(tài)（例如用戶的個人通信號碼、隨時變動地址的信息，具有何種性能的通信終端設(shè)備等），實現(xiàn)先進(jìn)的服務(wù)。
“無縫網(wǎng)”的實現(xiàn)：實現(xiàn)個人通信，必須要把各種技術(shù)的通信網(wǎng)組合到一起，把移 動通信網(wǎng)和固定的通信網(wǎng)結(jié)合在一起，把有線接入和無線接入結(jié)合到一起，才能綜合成 一個容量極大、無處不通的個人通信網(wǎng)，稱之為“無縫網(wǎng)”，形成所謂萬能個人通信網(wǎng) （UPT）。這是21世紀(jì)電信技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)之一。
目前個人通信還只是在研究起步的階段，但是已經(jīng)有一些重大的技術(shù)成果是實現(xiàn)個 人通信的基礎(chǔ)。例如：
智能網(wǎng)：個人通信在服務(wù)時間、地區(qū)、業(yè)務(wù)種類等方面有很大的隨意性，必須有發(fā) 達(dá)的智能網(wǎng)支持。智能網(wǎng)將在個人號碼識別、業(yè)務(wù)認(rèn)定、選擇路由、信令傳輸、計費等 許多方面對個人通信起支撐的作用。
數(shù)字蜂窩移動通信：數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)將為首先在大中城市等人口密集地區(qū)實 現(xiàn)具有部分個人通信功能的通信提供了可能，是未來個人通信的重要基礎(chǔ)。
低軌道移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)：低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供了全球通信的網(wǎng)路，它使任何 一個系統(tǒng)的用戶能在任何時間、任何地方與任何人進(jìn)行通信，特別為人口稀少、不能建 設(shè)其他通信設(shè)施的地區(qū)提供方便的移動通信服務(wù)。
要實現(xiàn)個人通信還需要很長的歷程，但是隨著通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，全球 范圍的個人通信是一定能實現(xiàn)的。
電視會議
電視會議是用電視和電話在兩個或多個地點的用戶之間舉行會議，實時傳送聲音、 圖像的通信方式。它同時還可以附加靜止圖像、文件、傳真等信號的傳送。
參加電視會議的人，可以通過電視發(fā)表意見，同時觀察對方的形象,動作,表情等， 并能出示實物、圖紙、文件等實拍的電視圖像或者顯示在黑板、白板上寫的字和畫的圖，使在不同地點參加會議的人感到如同和對方進(jìn)行“面對面”的交談，在效果上可以代替現(xiàn)場舉行的會議。
會議電視經(jīng)歷了模擬電視會議和數(shù)字電視會議兩個階段。
模擬會議電視是早期的會議電視，在７０年代就有了這種通信業(yè)務(wù)。當(dāng)時傳送的是 黑白圖像，并且只限于在兩個地點之間舉行會議。盡管如此，電視會議還是要占用很寬 的頻帶，費用很高，因此這種電視會議沒有得到發(fā)展。
數(shù)字電視會議是８０年代出現(xiàn)的，是在數(shù)字圖像壓縮技術(shù)的發(fā)展中研制出來的，它 占用頻帶比較窄，圖像質(zhì)量也比較好。從此，數(shù)字電視會議就取代了模擬電視會議，并 且得到發(fā)展，在某些地區(qū)開始形成了電視會議網(wǎng)。但是各地使用的標(biāo)準(zhǔn)不一，難于實現(xiàn) 國際電視會議。
１９８８年到１９９２年期間，國際電報電話咨詢委員會在各國會議電視研究的基 礎(chǔ)上，形成了國際電視會議的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（H.２００系列建議），規(guī)定了統(tǒng)一的視頻輸 入輸出標(biāo)準(zhǔn)、編碼壓縮算法的標(biāo)準(zhǔn)、誤碼校正的標(biāo)準(zhǔn)以及一系列網(wǎng)上通信模式交換標(biāo)準(zhǔn) 等，從此就出現(xiàn)了現(xiàn)在的國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電視會議系統(tǒng)，為國際電視會議提供了條件。
電視會議可以節(jié)省大量的會議費用，并且可以在辦公自動化、緊急救援、現(xiàn)場指揮 調(diào)度等許多方面發(fā)揮作用，因此有較好的發(fā)展前景。
電視會議系統(tǒng)由終端設(shè)備、數(shù)字通信網(wǎng)路、網(wǎng)路節(jié)點交換設(shè)備等組成：
終端設(shè)備：包括攝像機(jī)、顯示器、調(diào)制解調(diào)器、編譯碼器、圖像處理設(shè)備、控制切 換設(shè)備等。終端設(shè)備主要完成電視會議信號發(fā)送和接收任務(wù)。
傳輸設(shè)備：主要是使用電纜、光纜、衛(wèi)星、數(shù)字微波等長途數(shù)字信道，根據(jù)電視會 議的需要臨時組成。不開放電視會議時，這些信道就是長途電信的信道。
節(jié)點交換設(shè)備：它是電視會議開通必不可少的設(shè)備，是設(shè)在網(wǎng)路節(jié)點上的一種交換 設(shè)備。三個或多個會議電視終端就必須使用一個或多個這種節(jié)點交換設(shè)備（簡稱MCU）。 終端發(fā)出的視頻、聲頻、控制信號等要在節(jié)點交換設(shè)備完成同一種模式的變換，實現(xiàn)通 信。節(jié)點交換設(shè)備具有模型交換、視頻交換和速率轉(zhuǎn)換的功能。節(jié)點交換設(shè)備的多少決 定了電視會議的規(guī)模。
目前，會議電視業(yè)務(wù)正以每年翻一番的速度發(fā)展。８０年代開始，我國開放了國際 電視會議，國內(nèi)會議電視業(yè)務(wù)也逐步投入商用。
可視圖文
可視圖文是利用數(shù)據(jù)庫存儲的信息向社會提供信息服務(wù)的一種交互型的電信新業(yè)務(wù)。利用可視圖文業(yè)務(wù)，人們可以毫不費力地把需要的資料“點”到家中觀看，這和給廣播電臺打個電話便可以點播自己心愛的歌曲，有異曲同工之妙。
隨著計算機(jī)的迅速普及以及社會上建立的數(shù)據(jù)庫的日益增多，人們對信息的需求日益迫切，可視圖文業(yè)務(wù)得到迅速發(fā)展，成為信息資源共享的一種公用開放式的電信新業(yè)務(wù)。
可視圖文是在７０年代后期首先在英國電信部門出現(xiàn)的業(yè)務(wù)，當(dāng)時的名稱叫做“可視數(shù)據(jù)”，以后法國、德國、加拿大、日本、美國等國也陸續(xù)開發(fā)這種系統(tǒng)。到９０年代，世界上已經(jīng)有三十多個國家開辦了這種業(yè)務(wù)。
可視圖文業(yè)務(wù)是在現(xiàn)有的公用電話網(wǎng)和公用數(shù)據(jù)分組交換網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立起來的。由可視圖文的用戶終端、編輯終端、接入設(shè)備、數(shù)據(jù)庫以及可視圖文業(yè)務(wù)管理中心等設(shè)備組成可視圖文網(wǎng)。這些設(shè)備的功能分別是：
用戶終端：是裝設(shè)在用戶單位或家中，或是安裝在電信營業(yè)廳、賓館等公共場所的設(shè)備。有的是與電話機(jī)結(jié)合使用的專用終端；有的是在微機(jī)上附加硬件插卡和相應(yīng)軟件構(gòu)成的微機(jī)終端；也有的是在家用電視機(jī)上加裝鍵盤和附加器組成的終端。用戶通過鍵盤輸入控制命令，就可以實現(xiàn)檢索可視圖文的目的。
編輯終端：是可視圖文信息提供者和數(shù)據(jù)庫之間的橋梁，可以實現(xiàn)對文字、圖形信息的編輯、刪除、拷貝、移動等，并且可實現(xiàn)文件的存入和讀取等。
接入設(shè)備：是可視圖文系統(tǒng)的管理和控制中心，是電話網(wǎng)上的用戶終端訪問公用數(shù)據(jù)分組交換網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)間連接設(shè)備。它對電話網(wǎng)來說，好比是自動應(yīng)答的服務(wù)臺；對于用戶來說，能接續(xù)用戶呼叫、識別用戶終端，為用戶提供菜單提示以及對用戶的入網(wǎng)使用過程進(jìn)行管理等；而對于分組交換網(wǎng)，接入設(shè)備則是一個接到分組交換機(jī)的分組終端。
數(shù)據(jù)庫：是存儲信息的設(shè)備，好像一個大圖書館，里面存有大量的分類資料信息。數(shù)據(jù)庫有電信部門經(jīng)營管理的公用數(shù)據(jù)庫和一些專業(yè)部門建立的向公眾開放專業(yè)信息的專用數(shù)據(jù)庫。
業(yè)務(wù)管理中心：是對全網(wǎng)接入設(shè)備點進(jìn)行管理的設(shè)備，負(fù)責(zé)登記、更新、刪除和顯示入網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的有關(guān)信息；各數(shù)據(jù)庫一旦有信息更新，就立即轉(zhuǎn)發(fā)給各接入設(shè)備點，使全網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息一致。對用戶則有用戶登錄、資費計算、統(tǒng)計等多種管理功能。
可視圖文系統(tǒng)根據(jù)用戶終端輸入的檢索要求，從數(shù)據(jù)庫中找出用戶所需的信息，以數(shù)據(jù)的形式通過電信網(wǎng)傳送到用戶終端，經(jīng)過解碼，也就是把數(shù)據(jù)變換成字符、圖形或圖像的方式，在用戶終端的屏幕上顯示出來，有的還加上聲音說明。資料讓全社會共享，這就是可視圖文的魅力所在！
數(shù)字通信
根據(jù)信號方式的不同，通信可分為模擬通信和數(shù)字通信。什么是模擬通信呢？比如在電話通信中，用戶線上傳送的電信號是隨著用戶聲音大小的變化而變化的。這個變化的電信號無論在時間上或是在幅度上都是連續(xù)的，這種信號稱為模擬信號。在用戶線上傳輸模擬信號的通信方式稱為“模擬通信”。
數(shù)字信號與模擬信號不同，它是一種離散的、脈沖有無的組合形式，是負(fù)載數(shù)字信 息的信號。電報信號就屬于數(shù)字信號�，F(xiàn)在最常見的數(shù)字信號是幅度取值只有兩種（用 0和1代表）的波形，稱為“二進(jìn)制信號”�！皵�(shù)字通信”是指用數(shù)字信號作為載體來傳 輸信息，或者用數(shù)字信號對載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?/P>
數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯的優(yōu)點：首先是抗干擾能力強(qiáng)。模擬信號在傳輸 過程中和疊加的噪聲很難分離，噪聲會隨著信號被傳輸、放大、嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。數(shù) 字通信中的信息是包含在脈沖的有無之中的，只要噪聲絕對值不超過某一門限值，接收 端便可判別脈沖的有無，以保證通信的可靠性。其次是遠(yuǎn)距離傳輸仍能保證質(zhì)量。因為數(shù)字通信是采用再生中繼方式，能夠消除噪音，再生的數(shù)字信號和原來的數(shù)字信號一樣， 可繼續(xù)傳輸下去，這樣通信質(zhì)量便不受距離的影響，可高質(zhì)量地進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。此外， 它還具有適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)要求（如電話、電報、圖像、數(shù)據(jù)等），便于實現(xiàn)統(tǒng)一的綜 合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，便于采用大規(guī)模集成電路，便于實現(xiàn)加密處理，便于實現(xiàn)通信網(wǎng)的計算 機(jī)管理等優(yōu)點。
實現(xiàn)數(shù)字通信，必須使發(fā)送端發(fā)出的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，這個過程稱為“模數(shù) 變換”。模擬信號數(shù)字化最基本的方法有三個過程：第一步是“抽樣”，就是對連續(xù)的 模擬信號進(jìn)行離散化處理，通常是以相等的時間間隔來抽取模擬信號的樣值。第二步是 “量化”，將模擬信號樣值變換到最接近的數(shù)字值。因抽樣后的樣值在時間上雖是離散的，但在幅度上仍是連續(xù)的，量化過程就是把幅度上連續(xù)的抽樣也變?yōu)殡x散的。第三步 是“編碼”，就是把量化后的樣值信號用一組二進(jìn)制數(shù)字代碼來表示，最終完成模擬信 號的數(shù)字化。數(shù)字信號送入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。接收端則是一個還原過程，把收到的數(shù)字 信號變?yōu)槟M信號，即“數(shù)模轉(zhuǎn)換”，從而再現(xiàn)聲音或圖像。
如果發(fā)送端發(fā)出的信號本來就是數(shù)字信號，則用不著進(jìn)行模數(shù)變換過程，數(shù)字信號可直接進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。
由于人們對各種通信業(yè)務(wù)的需求迅速增加，數(shù)字通信正向著小型化、智能化、高速大容量的方向迅速發(fā)展，最終必將取代模擬通信。
衛(wèi)星通信
自1957年前蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來，人造衛(wèi)星即被廣泛應(yīng)用于通信，廣 播，電視等領(lǐng)域。1965年第一顆商用國際通信衛(wèi)星被送入大西洋上空同步軌道，開始了 利用靜止衛(wèi)星的商業(yè)通信。
衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的作用，即把地球 站發(fā)上來的電磁波放大后再返送回另一地球站。地球站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接 口，地面用戶通過地球站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路。由于靜止衛(wèi)星在赤道上空3600Km，它 繞地球一周時間恰好與地球自轉(zhuǎn)一周（23小時56分4秒）一致，從地面看上去如同靜止 不動一般。三顆相距120度的衛(wèi)星就能覆蓋整個赤道圓周。故衛(wèi)星通信易于實現(xiàn)越洋和 洲際通信。最適合衛(wèi)星通信的頻率是1-10GHZ頻段，即微波頻段。為了滿足越來越多的 需求，已開始研究應(yīng)用新的頻段，如12GHZ，14GHZ，20GHZ及30GHZ。
衛(wèi)星通信的主要特點如下：優(yōu)點方面（１）通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋 的范圍均可進(jìn)行通信。（２）不易受陸地災(zāi)害影響。（３）建設(shè)速度快。（４）易于實 現(xiàn)廣播和多址通信。（５）電路和話務(wù)量可靈活調(diào)整。（６）同一信道可用于不同方向 和不同區(qū)域。缺點方面：（１）由于兩地球站向電磁波傳播距離有72000KM，信號到達(dá) 有延遲。（２）10GHZ以上頻帶受降雨雪的影響。（３）天線受太陽噪聲的影響。
在微波頻帶，整個通信衛(wèi)星的工作頻帶約有500MHZ寬度，為了便于放大和發(fā)射及減 少變調(diào)干擾，一般在星上設(shè)置若干個轉(zhuǎn)發(fā)器。每個轉(zhuǎn)發(fā)器的工作頻帶寬度為36MHZ或 72MHZ。目前的衛(wèi)星通信多采用頻分多址技術(shù)，不同的地球站占用不同的頻率，即采用 不同的載波。它對于點對點大容量的通信比較適合。近年來，已逐漸采用時分多址技術(shù)，即每一地球站占用同一頻帶，但占用不同的時隙，它比頻分多址有一系列優(yōu)點，如不會產(chǎn)生互調(diào)干擾，不需用上下變頻把各地球站信號分開，適合數(shù)字通信，可根據(jù)業(yè)務(wù)量的變化按需分配，可采用數(shù)字話音插空等新技術(shù)，使容量增加5倍。另一種多址技術(shù)是碼 分多址（CDMA），即不同地地球站占用同一頻率和同一時間，但有不同的隨機(jī)碼來區(qū)分 不同的地址。它采用了擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，有較好的保密通信能力，可靈活調(diào)度話路等優(yōu)點。其缺點是頻譜利用率較低。它比較適合于容量小，分布廣，有一定保密要求的系統(tǒng)使用。
近年來衛(wèi)星通信新技術(shù)的發(fā)展層出不窮。例如甚小口徑天線地球站（VSAT）系統(tǒng)， 中低軌道的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)等都受到了人們廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。衛(wèi)星通信也是未來全 球信息高速公路的重要組成部分。
光纖通信
各種電信號對光波進(jìn)行調(diào)制后，通過光纖進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞�，稱
光纖通信不同于有線電通信，后者是利用金屬媒體傳輸信號，光纖通信則是利用透明的光纖傳輸光波。雖然光和電都是電磁波，但頻率范圍相差很大。一般通信電纜最高 使用頻率約9-24兆赫（10（6）Hz），光纖工作頻率在10（14）-10（15））Hz之間。
光纖通信最主要的優(yōu)點是：（１） 容量大。光纖工作頻率比目前電纜使用的工作頻率高出8-9個數(shù)量級，故所開發(fā)的容量很大。（２） 衰減小。光纖每公里衰減比目前容量最大的通信同軸電纜的每公里衰減要低一個數(shù)量級以上。（３） 體積小，重量輕。 同時有利于施工和運(yùn)輸。（４） 防干擾性能好。光纖不受強(qiáng)電干擾、電氣化鐵道干擾 和雷電干擾，抗電磁脈沖能力也很強(qiáng)，保密性好。（５） 節(jié)約有色金屬。一般通信電 纜要耗用大量的銅、鋁或鉛等有色金屬。光纖本身是非金屬，光纖通信的發(fā)展將為國家 節(jié)約大量有色金屬。（６） 成本低。目前市場上各種電纜金屬材料價格不斷上漲，而 光纖價格卻有所下降。這為光纖通信得到迅速發(fā)展創(chuàng)造了重要的前提條件。
光纖通信首先應(yīng)用于市內(nèi)電話局之間的光纖中繼線路，繼而廣泛地用于長途干線網(wǎng)上，成為寬帶通信的基礎(chǔ)。光纖通信尤其適用于國家之間大容量、遠(yuǎn)距離的通信，包括 國內(nèi)沿海通信和國際間長距離海底光纖通信系統(tǒng)。目前，各國還在進(jìn)一步研究、開發(fā)用于廣大用戶接入網(wǎng)上的光纖通信系統(tǒng)。
隨著光纖放大器、光波分復(fù)用技術(shù)、光弧子通信技術(shù)、光電集成和光集成等許多新技術(shù)不斷取得進(jìn)展，光纖通信將會得到更快的發(fā)展。
用戶接入網(wǎng)
全國的電信網(wǎng)是由長途網(wǎng)和本地網(wǎng)兩大部分組成。本地網(wǎng)又是由連接著各個電信局 之間的中繼網(wǎng)和各個局交換設(shè)備連接到每個用戶的用戶接入網(wǎng)所組成。
用戶接入網(wǎng)包括由電信局至用戶間全部機(jī)線設(shè)備（圖5-5）。從電信局至用戶的 用戶線路主要包括三大部分：主干線路、配線線路、引入線。一般主干線較長，約2公 里左右，配線較短，約幾百米，引入線一般不超過幾十米。目前用作主干線和配線的多 是對絞銅纜，用作引入線是對稱線。隨著各種電信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，用戶將不僅要求利 用電話業(yè)務(wù)，還將要求接入計算機(jī)數(shù)據(jù)、傳真、電子郵件、圖像、有線電視等多媒體服 務(wù)。原來連接用戶的銅纜性能已不能滿足新業(yè)務(wù)的需要，必須對用戶接入網(wǎng)進(jìn)行改造或 新建。其建設(shè)方式可以對現(xiàn)有銅纜構(gòu)成的用戶接入網(wǎng)進(jìn)行改造以達(dá)到要求。也可利用光 纖構(gòu)成用戶接入網(wǎng)。
光纖直接接入家庭是將來用戶接入網(wǎng)的發(fā)展方向。但不可能立即丟棄全部現(xiàn)有銅纜， 新建一個光纖用戶接入網(wǎng)。且當(dāng)前建立光纖用戶線路也比銅纜用戶線路要貴。故必須根 據(jù)各種用戶性質(zhì)，所需要的業(yè)務(wù)類型，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上分析比較來選擇最合理的方式方 案。當(dāng)前，可以考慮以下一些方式：
�。ǎ保├矛F(xiàn)有銅纜方式 可以采用HDSL（高速率數(shù)字用戶環(huán)路）方式，它是 利用兩對銅線開通2MB/S，以滿足一般用戶線平均距離的用戶需要�；虿捎肁DSL（不對 稱數(shù)字用戶環(huán)路）方式，它是利用一對銅線，除了可以傳送原有電話業(yè)務(wù)外， 還可以單向傳送約6MB/S速率的業(yè)務(wù)。
（２）光纖和同軸電纜混合方式 當(dāng)用戶接入的業(yè)務(wù)量較大，和需要接入有線電視 等業(yè)務(wù)時，可以采用一段光纖，連接一段銅纜的混合方式。比如在發(fā)送端把模擬信號和 有線電視信號調(diào)制成光信號后，送入光纖。在接收端通過光電變換后，用同軸電纜把有 線電視信號送至各用戶電視接收機(jī)，其它信號可以用對絞銅線分別接入各有關(guān)家庭中。
（３）光纖到路邊和光纖到家 根據(jù)發(fā)展需要，可以用光纖光纜代替原主干電纜，或代替原主干電纜和配線電纜，其它段落仍用銅纜或銅線。這種連接方式，可以根據(jù)光 纖到達(dá)地點分別稱為FTTC（光纖到路邊），或FTTB（光纖到大樓）等。 對于已經(jīng)具備或即將具備寬帶需求的用戶，也可以考慮直接把光纖引入家庭，稱作 FTTH（光纖到家）。
�。ǎ矗┻�可利用無線構(gòu)成的用戶接入網(wǎng)。對于距離局交換設(shè)備較遠(yuǎn)、用戶密度較稀的一些郊區(qū)、農(nóng)村、山區(qū)等用戶，由于用戶線太長，分布很分散，投資較大。采用無線接入方式往往顯得比較方便，節(jié)省投資。
尤其對于可能出現(xiàn)自然災(zāi)害（如水災(zāi)、地震等）地區(qū)來說，為了提高通信的可靠性， 也可以考慮采用無線接入方式。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）是為用戶提供專用的中高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信道，以便用戶用它來組織自己的計算機(jī)通信網(wǎng)。當(dāng)然也可以用它來傳輸壓縮的數(shù)字話音或傳真信號。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路包括用戶線路在內(nèi)，主要是由數(shù)字傳輸方式進(jìn)行的，它有別于模擬線路，也就是頻分制（FDM）方式的多路載波電話電路。傳統(tǒng)的模擬話路一般只能提供2400-9600b/s的速率，最高能達(dá)14.4KB/S-28.8KB/S的速率。而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路一個話路可為64kb/s，如果將多個話路集合在一起可達(dá)N*64kb/s，因此數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)就是為用戶提供點對點、點對多點的中、高速電路，其速率可由2.4、4.8、9.6、19.2、64、N*64kb/s以至2mb/s。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的基礎(chǔ)是數(shù)字傳輸網(wǎng)，它必須采用以光纜、數(shù)字微波、數(shù)字衛(wèi)星電路為基礎(chǔ)，才能建立起數(shù)字傳輸網(wǎng)。而過去傳統(tǒng)的明線、電纜、同軸電纜、模擬微波、短波等很難建立起數(shù)字傳輸網(wǎng)。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)與傳統(tǒng)的模擬數(shù)據(jù)網(wǎng)相比具有以下優(yōu)點：（１）傳輸質(zhì)量好。一般模擬信道的誤碼率在1*10（-5）-- 1*10（-6）之間，并隨著距離和轉(zhuǎn)接次數(shù)的增加而質(zhì)量下降，而數(shù)字傳輸則是分段再生不產(chǎn)生噪音積累，通常光纜的誤碼率會優(yōu)于1*10（-8）以上；（２）利用率高。一條脈碼調(diào)制（PCM）數(shù)字話路的典型速率為64kb/s，用于傳輸數(shù)據(jù)時，實際可用達(dá)48kb/s或56kb/s，通過同步復(fù)用可以傳輸5個9.6kb/s，或10個4.8kb/s或更多的低速數(shù)據(jù)電路，而一條300-3400HZ標(biāo)準(zhǔn)的模擬話路通常只能傳輸9.6kb/s速率，即使采用復(fù)雜的調(diào)制解調(diào)器（MODEM）也只能達(dá)到14.4kb/s和28.8kb/s；（３）不需要價格昂貴的調(diào)制解調(diào)器。對用戶而言，只需一種功能簡單的基帶傳輸?shù)恼{(diào)制解調(diào)器，價格只有三分之一左右。
系統(tǒng)組成：一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)主要由四部分組成：（１）本地傳輸系統(tǒng)，指從終端用戶至數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)的本地局之間的傳輸系統(tǒng)，即用戶線路，一般采用普通的市話用戶線，也可使用電話線上復(fù)用的數(shù)據(jù)設(shè)備（DOV）。（２）交叉連接和復(fù)用系統(tǒng)，復(fù)用是將低于64kb/s的多個用戶的數(shù)據(jù)流按時分復(fù)用的原理復(fù)合成64kb/s的集合數(shù)據(jù)信號，通常稱之為零次群信號（DS0），然后再將多個DS0信號按數(shù)字通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)用成一次群即2.048mb/s或更高次信號。交叉連接是將符合一定格式的用戶數(shù)據(jù)信號與零次群復(fù)用器的輸入或者將一個復(fù)用器的輸出與另一復(fù)用器的輸入交叉連接起來，實現(xiàn)半永久性的固定連接，如何交叉由網(wǎng)管中心的操作員實施；（３）局間傳輸及同步時鐘系統(tǒng)，局間傳輸多數(shù)采用已有的數(shù)字信道來實現(xiàn)。在一個DDN網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點必須保持時鐘同步極為重要。通常采用數(shù)字通信網(wǎng)的全網(wǎng)同步時鐘系統(tǒng)，例如采用銫原子鐘，其精度可達(dá)N*10（-12），下接若干個銣鐘，其精度應(yīng)與母鐘一致。也可采用多衛(wèi)星覆蓋的全球定位系統(tǒng)（GPS）來實施；（４）網(wǎng)路管理系統(tǒng)，無論是全國骨干網(wǎng)，還是一個地區(qū)網(wǎng)應(yīng)設(shè)網(wǎng)絡(luò)管理中心，對網(wǎng)上的傳輸通道，用戶參數(shù)的增刪改、監(jiān)測、維護(hù)與調(diào)度實行集中管理。
當(dāng)代通信的特點
從1837年莫爾斯發(fā)明電報，1876年貝爾發(fā)明電話以來，經(jīng)歷了長達(dá)一個多世紀(jì)的發(fā)展，電信服務(wù)已走進(jìn)了千家萬戶，成為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會生活和人們交流信息所不可缺少的重要工具。電信服務(wù)由傳統(tǒng)的電報、電話單一品種擴(kuò)大到傳真、數(shù)據(jù)通信、圖像通信、電視廣播、多媒體通信等新業(yè)務(wù)領(lǐng)域；電信技術(shù)的演變?nèi)招略庐�，傳輸媒介由明線、無線短波、電纜到微波、衛(wèi)星、海纜和光纜；交換設(shè)備由機(jī)電制布線邏輯方式向計算機(jī)程序控制方式發(fā)展；傳輸設(shè)備由模擬載波向數(shù)字脈碼調(diào)制方式發(fā)展；終端設(shè)備由機(jī)電方式向微處理器控制的多功能終端發(fā)展；通信方式由人工、半自動向全自動方向發(fā)展；通信網(wǎng)由單一的業(yè)務(wù)網(wǎng)向綜合方向發(fā)展形成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)；通信的地點由固定方式轉(zhuǎn)向移動方式，并逐步實現(xiàn)個人化�？傊�，最近二十年來電信技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)生了巨大變化。
當(dāng)今，世界電信總的發(fā)展趨勢是在電信網(wǎng)數(shù)字化、綜合化的基礎(chǔ)上，向智能化、移動化、寬帶化和個人化方向發(fā)展。
�。ǎ保┚C合化綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）是在綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN）上發(fā)展起來的，ISDN可將電話、電報、數(shù)據(jù)、圖像、電視廣播等業(yè)務(wù)網(wǎng)路利用數(shù)字程控電話交換機(jī)和光纖傳輸系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)信息收集、傳遞、處理和控制一體化，提供傳輸速度更快、容量更大、質(zhì)量更好的信息通道。90年代，法國、日本、美國、英國、德國、韓國、新加坡等開通以64kb/s為基礎(chǔ)的窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（N-ISDN），在普通的一對電話銅線上開放2B+D（即2*64kb/s+1*16kb/s）和30B+D（30*64KB/S+1*64KB/S)的業(yè)務(wù)。發(fā)達(dá)國家ISDN的通道在所有電話網(wǎng)中的比例已達(dá)3%左右，隨著ISDN技術(shù)和應(yīng)用日趨成熟，標(biāo)準(zhǔn)也更加完善，ISDN將由窄帶走向?qū)拵�，高速�?shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)也將得到進(jìn)一步發(fā)展，并向異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）發(fā)展，將電信網(wǎng)引入智能化和個人化。
�。ǎ玻┲悄芑悄芫W(wǎng)是近年來迅速發(fā)展的新的通信技術(shù)。智能網(wǎng)的基本設(shè)計思想是：改變傳統(tǒng)的網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)的單元之間重新分配網(wǎng)功能，把交換機(jī)的交換邏輯與業(yè)務(wù)邏輯功能分開，分別由不同的網(wǎng)元來完成。智能網(wǎng)最終將實現(xiàn)電信網(wǎng)經(jīng)營者和業(yè)務(wù)提供者能自行編程，使電信經(jīng)營公司、業(yè)務(wù)提供者和用戶三者均可參與業(yè)務(wù)生成過程，從而更經(jīng)濟(jì)、有效地、全面地為用戶提供各種電信業(yè)務(wù)。美國第一代智能網(wǎng)于1989年投入使用，法國、英國、日本、德國等也相繼開放了智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。目前，我國也已開放和即將開放部分智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。隨著微電子、光電子、計算機(jī)、軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，智能網(wǎng)正在向著不斷增強(qiáng)和完善網(wǎng)管新功能、進(jìn)一步拓寬智能新業(yè)務(wù)的方向發(fā)展。
（３）移動化20世紀(jì)80年代，世界上移動電話業(yè)務(wù)發(fā)展非常迅速。80年代后期，全世界使用無線電話終端的用戶數(shù)年增長率為40%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同期有線電話用戶的年增長率。在90年代的前幾年中，無線尋呼用戶的年增長率達(dá)30%-40%，無繩電話用戶的年增長率為30%左右，而蜂窩移動電話用戶的年增長率則高達(dá)40%-50%。移動電話已由模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字發(fā)展，包括GSM和CDMA制式的數(shù)字移動電話正在世界范圍內(nèi)高速發(fā)展。在移動電話發(fā)展的同時，各種個人通信技術(shù)也將得到很大發(fā)展，包括低軌道衛(wèi)星提供的移動衛(wèi)星在內(nèi)的各種移動通信手段綜合在一起，形成了一個龐大的移動通信網(wǎng)。除話音外，各種無線分組數(shù)據(jù)網(wǎng)和無線計算機(jī)局域網(wǎng)也會得到很大發(fā)展。
�。ǎ矗⿲拵Щ癁闈M足日益增長的高速數(shù)據(jù)傳輸、高速文件傳送、電視會議、可視電話、寬帶可視圖文、高清晰度電視、多媒體通信等對寬帶通信的業(yè)務(wù)需要，各國紛紛研究開發(fā)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）。B-ISDN支持所有不同類型不同速率的業(yè)務(wù)，不僅包括連續(xù)性寬帶業(yè)務(wù)，還包括突發(fā)型寬帶業(yè)務(wù)。國際電信聯(lián)盟ITU-T確定將異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）作為B-ISDN的“目的轉(zhuǎn)移模式”。實現(xiàn)B-ISDN的關(guān)鍵技術(shù)－同步光纖網(wǎng)/同步數(shù)字系列（SONET/SDH）、異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）交換機(jī)、光纖用戶網(wǎng)等近來取得了迅速發(fā)展，不少樣品和產(chǎn)品已在試用網(wǎng)或商用網(wǎng)上使用。
�。ǎ担﹤�人化個人通信就是要求在任何時間、任何地點與任何人進(jìn)行各種業(yè)務(wù)（話音、數(shù)字、視頻）的通信。個人通信把屬于某個人的終端提供廣泛的移動性，把電信服務(wù)從終端推向個人。實現(xiàn)個人通信，除了發(fā)展公共信令NO．7和智能網(wǎng)技術(shù)外，還要解決用戶的位置登記、跟蹤交換、自動識別、號碼轉(zhuǎn)換、大容量數(shù)據(jù)庫、超小型無線終端等問題，尤其要大量發(fā)展移動通信系統(tǒng)、無線電話系統(tǒng)等無線接入設(shè)備。將各種移動通信系統(tǒng)結(jié)合在一起，將固定網(wǎng)與移動網(wǎng)結(jié)合在一起，把有線接入與無線接入結(jié)合在一起，形成通用個人通信網(wǎng)（UPT），個人通信將是跨世紀(jì)的新型通信技術(shù)．
