通信網(wǎng)絡(luò )底層知識梳理

一、相關(guān)概念

無(wú)源器件：指工作時(shí)不需要外部能量源的器件，電容電阻等

有源器件：指工作時(shí)需要外部能量源的器件，該器件有個(gè)輸出，并且是輸入信號的一個(gè)函數,LED、比較器等

高頻通信的好處：

1 無(wú)線(xiàn)通信中，為獲得較高輻射效率，天線(xiàn)尺寸必須與波長(cháng)差不多，因此只有高頻(短波長(cháng))信號能滿(mǎn)足要求。

2 可把多個(gè)基帶信號搬移到不同的頻段的載波信號上，實(shí)現信道復用，提高信道利用率。

3 頻率越高，衰落越大，因此對基站的發(fā)射機有更高要求，同時(shí)其頻段內用戶(hù)數量少，抗干擾能力自然更好。

模擬通信系統兩種基本變換：

1 發(fā)送端消息轉換為電信號，接收端作逆變換

2 基帶信號變換為適合在信道中傳輸的信號，即調制和解調

基帶信號：頻譜從零頻附近開(kāi)始的原始信號，如語(yǔ)音信號頻譜300~3400Hz，圖像信號頻譜0~6MHz

帶通信號：基帶信號經(jīng)調制后都具有帶通特性，故稱(chēng)帶通信號

帶寬與寬帶：

帶寬定義一：兩頻率間的差值，即某個(gè)特定頻率成分占據的頻率范圍。

帶寬定義二：?jiǎn)挝粫r(shí)間內，通信網(wǎng)絡(luò )中某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能傳輸的數據量。數字通信(二進(jìn)制)帶寬的計算公式是 時(shí)鐘頻率*總線(xiàn)位數/8

比特率和波特率：

波特率: 每秒傳輸碼元個(gè)數(批注：每個(gè)碼元可以取2、4、8...個(gè)可能值)

比特率: 每秒傳輸的二進(jìn)制位數.單位bps

兩者關(guān)系: (比特率)S = (波特率)B Log2 N (碼元可能值的個(gè)數)

討論帶寬時(shí),一般采用波特率,討論線(xiàn)路實(shí)際傳輸數據的能力時(shí),一般采用比特率.

寬帶是相對窄帶而言的,一般帶寬較大,能滿(mǎn)足一般需求的通信網(wǎng)絡(luò )稱(chēng)為寬帶.

PCM: pulse code modulation,脈沖編碼調制。對音頻、圖像、視頻信號的離散化、數字化的一種編碼方式，由取樣、量化和編碼三個(gè)基本環(huán)節構成

并行通信和串行通信：從原理上講，并行通信擁有更多數據線(xiàn)，理應擁有更高的信息傳輸能力。但現實(shí)并非如此，因為并行傳輸的前提是各路信號同一時(shí)序傳播且同一時(shí)序接收，時(shí)鐘頻率過(guò)高時(shí)各路信號難以合拍，布線(xiàn)稍有差異就會(huì )引起錯誤。另外，并行線(xiàn)路占用了更多空間，消耗更多成本。因此近幾年串行通信技術(shù)回歸主流，典型代表無(wú)疑就是USB

同步通信和異步通信：同步通信要求發(fā)收雙方具有同頻的時(shí)鐘信號，只要傳送報文前添加同步字符即可;異步通信無(wú)需同步時(shí)鐘，兩字符間的時(shí)間間隔是不固定的，所以比較自由，但要求接收方時(shí)刻做好接收準備，異步通信的優(yōu)點(diǎn)正在于此，缺點(diǎn)是每個(gè)字符幀都包含起始位和停止位，有效信息位占比降低。

信道中的干擾分為有源干擾和無(wú)源干擾：有源干擾即來(lái)自外界的因素產(chǎn)生的干擾，一般指噪聲;無(wú)源干擾即與外界因素無(wú)關(guān)的干擾，即信道本身傳輸特性不良。

無(wú)線(xiàn)通信中，根據通信距離、頻率和位置的不同，電磁波分為地波、天波和視線(xiàn)傳播三種：

地波：頻率較低，2MHz以下，沿地球表面傳播，有一定繞射能力，傳播范圍數百千米到數千千米

天波：(2~30MHz)依賴(lài)電離層(距離地面60~400千米)反射傳播，通過(guò)這種方式覆蓋到地面上可能不是連續區域。經(jīng)多次反射后傳播距離可達10000千米以上。

視線(xiàn)：30MHz以上，即像光波那樣沿直線(xiàn)傳播，為了擴大傳輸距離，最簡(jiǎn)單的辦法就是提升天線(xiàn)高度，有公式天線(xiàn)高度h=pow(d,2)/50，d為傳輸距離，由于視距傳輸距離有限通?？梢圆捎脽o(wú)線(xiàn)電中繼的方法，即多次轉發(fā)實(shí)現遠程通信。理論上有一個(gè)較好的方法全球覆蓋，即用三個(gè)相對靜止衛星做中繼站，這樣增加了一次轉發(fā)可達距離，但是提升了對發(fā)射功率的要求，也增加了傳輸延時(shí)，另外發(fā)射衛星也是個(gè)巨大的工程。今年來(lái)一個(gè)類(lèi)似的想法是平流層(17~22km)通信，即把基站用沖氮飛艇懸在半空，這樣只要250個(gè)飛艇就能覆蓋全球90以上人口和地區，性?xún)r(jià)比極高。

有線(xiàn)信道主要分為明線(xiàn)(裸線(xiàn)，傳輸損耗低，但易受環(huán)境影響)，雙絞線(xiàn)(對稱(chēng)電纜)和同軸電纜。

信道特性的描述可以用幅頻特性或者相頻特性，無(wú)失真的傳輸要求幅頻特性曲線(xiàn)是一條直線(xiàn)，即振幅與頻率無(wú)關(guān)，相頻曲線(xiàn)為一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，即傳輸時(shí)延與頻率無(wú)關(guān)。幅頻特性不理想則稱(chēng)有頻率失真、相位特性不理想則稱(chēng)為有相位失真，兩種失真都是線(xiàn)性的，故可以通過(guò)線(xiàn)性補償解決。

熱噪聲，一種自然噪聲，導線(xiàn)、電阻、半導體內部電子熱運動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，不可避免，也稱(chēng)白噪聲，由于其噪聲是自由電子運動(dòng)產(chǎn)生，具有正態(tài)分布特性，故又稱(chēng)高斯白噪聲。

vsb殘留便帶調制是介于dsb雙邊帶調制和ssb單邊帶調制之間的一種調制方式，它既克服了dsb信號占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了ssb信號實(shí)現中的困難。

DSB一般用于點(diǎn)對點(diǎn)通信，其他應用較少。

SSB一般用于頻分多路復用系統，帶寬利用和功率利用都較好。

VSB抗噪聲性能與頻帶利用率與SSB相當，一般用于電視廣播系統。

AM是最簡(jiǎn)單的調制方式，但抗干擾能力差，功率利用率低，一般用于中短波調幅廣播。

FM抗干擾能力強，在長(cháng)距離高質(zhì)量通信中常用，如衛星通信、調頻廣播電臺等。

數字調制與模擬調制基本原理相同，但數字信號具有取值離散的特點(diǎn)，一般有兩種數字調制技術(shù)方法，一是用模擬調制的方法調制數字信號，將數字信號視為待調制信號的一個(gè)特例;而是使用鍵控法(2ASK,2FSK,2PSK)。

模擬信號的數字化：抽樣、量化、編碼。其中量化分為均勻量化和非均勻量化，對小信號而言，信噪比較小，均勻量化并不科學(xué)，例如話(huà)音信號，因此有了A律和u律等非均勻量化法。我國采用的是A律13折線(xiàn)。美國日本使用的是u律。

以A律13折線(xiàn)為例簡(jiǎn)要介紹編碼方法，13折線(xiàn)法8位，c1位表示正負，c2~c4位表示8個(gè)非均勻劃分的段落，c5~c8表示16個(gè)均勻量化的電平。

按照加性干擾引起的錯嗎分布規律不同，信道分為三類(lèi)：隨機信道、突發(fā)信道、混合信道

隨機信道：錯碼隨機出現，相互統計獨立

突發(fā)信道：錯碼集中出現，在一些短暫的時(shí)間片上集中，之后又存在較長(cháng)的無(wú)錯碼段

混合信道：上面二者共存的信道

四種主要差錯控制技術(shù)：

1 檢錯重發(fā)：在發(fā)送時(shí)附加監督碼元，接收端利用這些碼元檢測到有錯時(shí)，通知發(fā)送端重發(fā)，它的局限是不能判斷錯碼位置以及如何糾正，如奇偶校驗。

2 前向糾錯(FEC：forward error correction)：能糾正錯碼，優(yōu)點(diǎn)是不需重發(fā)，沒(méi)有因反復重發(fā)引發(fā)的時(shí)延。

3 檢錯刪除：即以碼元為單位，發(fā)現錯誤碼元即刪除，這種方式使用于少數特定系統，那些即使刪除部分碼元不影響接受的系統。

4 反饋校驗：無(wú)需差錯碼元或監督碼元，接收端接到碼元后回發(fā)給發(fā)送端，在發(fā)送端進(jìn)行比較，如一致則認為無(wú)錯，否則重發(fā)。這種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易理解，缺點(diǎn)是需要雙向信道且傳輸時(shí)間翻倍，且有可能發(fā)送過(guò)來(lái)時(shí)無(wú)錯回發(fā)時(shí)出錯也被判錯，降低了傳輸效率。

在評價(jià)信道的檢錯能力時(shí)有一個(gè)矛盾點(diǎn)，即檢錯能力與冗余度(監督碼元數目與總碼元數目之比)的矛盾，一般來(lái)講，檢錯能力越強，需要越多的監督碼元，冗余度也越高，作選擇時(shí)應根據具體情況取舍。

四個(gè)同步：

1 載波同步：即在接收端產(chǎn)生一個(gè)和接收信號的載波同頻同相的本地震蕩，供解調器使用。

2 碼元同步：即在接收端產(chǎn)生一個(gè)與接收碼元嚴格同步的時(shí)鐘脈沖序列，確定接收碼元的起止時(shí)刻，以便判決。

3 群同步：即幀同步，即在發(fā)送端插入輔助同步信息，確定幀接收的起止時(shí)刻。

4 網(wǎng)同步：在多個(gè)通信對象組成的數字通信網(wǎng)中，為了使各站點(diǎn)保持同步，還需解決網(wǎng)同步的問(wèn)題。例如時(shí)分復用通信網(wǎng)中，為了正確地將來(lái)自不同地點(diǎn)的兩路時(shí)分多路信號復接時(shí)，就需使各路信號同步后開(kāi)始合并。

有線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)通信：

1 理論上講，無(wú)線(xiàn)通信速率要優(yōu)于有線(xiàn)通信，無(wú)線(xiàn)通信介質(zhì)是空氣或真空，傳輸速率接近光速，有線(xiàn)通信是不可能達到的，一來(lái)介質(zhì)的限定，而來(lái)不可能實(shí)現直線(xiàn)傳播。假若實(shí)現月亮和地球的點(diǎn)對點(diǎn)通信，無(wú)線(xiàn)通信必須建立中繼站，否則月球背對我們的時(shí)候是無(wú)法通信的

2 有線(xiàn)通信開(kāi)通必須架設電纜，面臨挖溝和架線(xiàn)的問(wèn)題，時(shí)間成本和材料、人力成本較高，另外，除電信部門(mén)外，其他部門(mén)沒(méi)有在城區內挖溝鋪設電纜的權力，相比之下，搭建無(wú)線(xiàn)通信系統成本更低

另外時(shí)間成本優(yōu)勢在應急、抗災時(shí)的無(wú)可替代性將被凸顯

3 有線(xiàn)通信系統的通信質(zhì)量會(huì )隨著(zhù)線(xiàn)路擴展急劇下滑，超過(guò)5公里后誤碼率提升，傳輸速率下降，而對于無(wú)線(xiàn)擴頻通信(擴展帶寬)方式，50公里內幾乎沒(méi)有影響

4 有線(xiàn)通信鋪線(xiàn)受地理限制，不能任意鋪設，無(wú)線(xiàn)通信覆蓋范圍廣，幾乎不受地理條件限制

5 在后續改善通信方面，無(wú)線(xiàn)通信僅需架設擴頻設備，而有線(xiàn)通信光纜深埋地底下，靈活性極低

6 當出現故障時(shí)，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )需沿線(xiàn)檢查，難以及時(shí)找出故障點(diǎn)，而無(wú)線(xiàn)擴頻通信很容易試出故障點(diǎn)，維護擴頻電臺即可，可快速恢復通信。

7 安全方面，無(wú)線(xiàn)電路可能被搭線(xiàn)監聽(tīng)，而無(wú)線(xiàn)擴頻通信本身就起源于軍事上的防監聽(tīng)，廣袤的頻帶大大提升了監聽(tīng)的難度。

綜上，無(wú)線(xiàn)通信在時(shí)間、財力、人力上的低成本，安全性、靈活性、可維護性等方面具有很大優(yōu)勢。有線(xiàn)通信目前的優(yōu)勢在于媒介的限定提升了穩定性、減少了對人體輻射。無(wú)線(xiàn)通信信號較差原因在于母機與子機之間可能存在障礙物，而高頻無(wú)線(xiàn)信號的衍射能力是比較弱的;此外也有可能是(來(lái)自家電)同頻段信號的干擾

IPV4:32位，約40億個(gè)地址，這個(gè)分配是非常不均的，北美獨占30億個(gè)，中國才3千萬(wàn)，僅相當于一個(gè)麻省理工學(xué)院，擦

IPV6:128位，多的不好形容了，一般用8*4個(gè)十六進(jìn)制數表示

0000：3333：6666：9999：CCCC：FFFF：0000：0000

通信網(wǎng)：指多點(diǎn)之間傳遞信息的通信系統。(批注：僅兩點(diǎn)間傳遞信息的通信系統稱(chēng)為專(zhuān)線(xiàn))

通信網(wǎng)的基本組成：終端設備、通信鏈路、交換設備，有些還有轉發(fā)設備。

通信鏈路：占用給定空域和頻域的通信渠道。其占用的空域可以是大氣層、水下或者人造電磁傳到煤質(zhì)，前者為無(wú)線(xiàn)通信，后者為有線(xiàn)通信。

時(shí)分復用：TDM time-division multiplexing 一條鏈路在不同時(shí)間段內可以被不同用戶(hù)使用

頻分復用：FDM frequency-division multiplexing 給定頻帶劃分給不同用戶(hù)使用，要求總頻帶大于各個(gè)子頻帶之和，同時(shí)為保證安全性，各個(gè)子頻帶之間會(huì )有一段隔離帶

信令：網(wǎng)絡(luò )中傳輸的信號一般包括兩部分，一是使用信息(語(yǔ)音、數據包等)，二是控制信息(還有計費、監控信息等)，即信令。

終端設備：發(fā)送和接收信號的設備。包括電話(huà)機、傳真機、電臺、計算機

交換設備：依照信令將通信鏈路傳來(lái)的信號轉接到另一條鏈路

路由器：網(wǎng)絡(luò )通信的交通警察，負責信息的分流，與交換機的區別在于，交換機處于osi模型的第二層數據鏈路層，而路由器處于第三層網(wǎng)絡(luò )層。兩者工作時(shí)使用不同的控制信息。

綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng)：Integrated Services Digital Network , ISDN

20世紀80年代誕生，主要是將電話(huà)、電報等低速率業(yè)務(wù)，綜合在一個(gè)通信網(wǎng)中傳輸。

隨著(zhù)視頻、多媒體信號傳輸需求的逼近，傳統的低速率(2Mb/s以下)傳輸已經(jīng)不能符合需求了，隨之誕生了寬帶綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng) Broadband ISDN ,故將前者又稱(chēng)為窄帶綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng) Narrowband ISDN

隨后，隨著(zhù)通信技術(shù)向個(gè)人通信方向發(fā)展，蜂窩網(wǎng)應運而生

通信網(wǎng)拓撲結構：

1 網(wǎng)形：要求任意兩節點(diǎn)間都有一條鏈路直接相連，故假設N個(gè)節點(diǎn)的話(huà)，會(huì )有N(N-1)/2條鏈路，當節點(diǎn)增加時(shí)，鏈路條數急劇上漲，且鏈路利用率低，經(jīng)濟性差，它可以不需要轉發(fā)設備，但是若各節點(diǎn)有轉發(fā)功能，則系統可靠性極高

2 星形：除中心節點(diǎn)外，其他節點(diǎn)間的通信都需要中心節點(diǎn)轉接。從可靠性上考慮，極度依賴(lài)中心節點(diǎn)，中心癱瘓，全局皆崩

3 環(huán)形：每個(gè)節點(diǎn)都有轉發(fā)功能，任意兩點(diǎn)間有兩條可達路線(xiàn)，這一點(diǎn)好于于星形，但多次轉發(fā)可能帶來(lái)較長(cháng)延時(shí)，可靠性也可能降低

4 總線(xiàn)形：利用一條總線(xiàn)連接所有節點(diǎn)，總線(xiàn)一個(gè)時(shí)間段只為兩個(gè)節點(diǎn)通信服務(wù)，節點(diǎn)數目較多時(shí)會(huì )有較大延時(shí)，故它跟環(huán)形一樣不適合節點(diǎn)過(guò)多的網(wǎng)絡(luò )

幾項典型的通信網(wǎng)：

1 電話(huà)網(wǎng)：以公共交換電話(huà)網(wǎng)(PSTN Public Switch Telephone Network)為例

本地網(wǎng)：一般各電話(huà)機通過(guò)用戶(hù)線(xiàn)接到端局，一個(gè)端局內部一般是星形網(wǎng)，端局與匯接局通過(guò)(中繼線(xiàn))大容量電纜連接

國內長(cháng)途網(wǎng)：分為四級樹(shù)狀結構

國際長(cháng)途網(wǎng)：每個(gè)國家至少設定一個(gè)，連入國際網(wǎng)

我國目前的公用電話(huà)網(wǎng)中電話(huà)機到端局的用戶(hù)線(xiàn)是模擬線(xiàn)路，端局中繼線(xiàn)是數字線(xiàn)路

電話(huà)機信令分為兩類(lèi)：撥號脈沖和雙音多頻

撥號脈沖：每個(gè)脈沖占100ms，脈沖個(gè)數表示數字(0用十個(gè)脈沖表示)，平均撥號時(shí)長(cháng)是0.55秒

雙音多頻：16組頻率組合使用，兩位表示一個(gè)數字，共可表示16種，已經(jīng)投入使用12種，除十個(gè)數字外還有*和#

電話(huà)網(wǎng)性能指標有兩個(gè)：話(huà)務(wù)量和呼損率

話(huà)務(wù)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內 每次平均呼叫時(shí)間*呼叫次數

成功話(huà)務(wù)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內 每次平均呼叫時(shí)間*呼叫成功的次數

呼損率：

1 - 成功話(huà)務(wù)量/話(huà)務(wù)量

2 數據通信網(wǎng)：傳輸內容包括信件、語(yǔ)音、圖片、視頻、計算機軟件、數據、控制指令等，事實(shí)上當前數據通信網(wǎng)已經(jīng)部分取代電話(huà)網(wǎng)，但尚未完全取代

依據覆蓋范圍，可劃分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)

通信協(xié)議：即數據通信網(wǎng)中的信令

通信網(wǎng)中交換方式分為兩大類(lèi)：電路交換和信息交換

電路交換要求通話(huà)時(shí)間內有一條通信電路始終處于連接狀態(tài)，這會(huì )造成時(shí)間上的浪費，信息交換是按照存儲-轉發(fā)方式工作的，即發(fā)送端發(fā)來(lái)的信息先保存起來(lái)再按信令轉發(fā)，直到達到目的地，這節省了時(shí)間片，但也隨之帶來(lái)了延時(shí)的問(wèn)題，一個(gè)緩沖延時(shí)問(wèn)題的方法是分組交換，即將整個(gè)報文分成若干組，分別編號傳輸，這樣多路并行雖不能保證每組信息都準時(shí)到達，卻能保證一定的實(shí)時(shí)性，另外，若分組數據都經(jīng)過(guò)同一路由并用同一方式處理，可以認為這是一條虛擬信道。

通信協(xié)議：撥號脈沖長(cháng)度、雙音多頻的頻率、撥號音和忙音等的頻率和持續、間隔時(shí)間等一系列終端和交換設備必須遵守的規定。

OSI七層：物理層、數據鏈路層、網(wǎng)絡(luò )層、傳輸層、會(huì )話(huà)層、表示層、應用層

TCP/IP四層：網(wǎng)絡(luò )接口層(HDLC)、網(wǎng)絡(luò )層(選擇適當路由和交換節點(diǎn)，使數據透明地傳輸到目的地IP,IPX)、傳輸層(TCP/UDP)、應用層(HTTP、SMTP、FTP)

以太網(wǎng)：局域網(wǎng)的典型代表。星形結構，中心是集線(xiàn)器

集線(xiàn)器分兩大類(lèi)：轉發(fā)網(wǎng)絡(luò )集線(xiàn)器(將某一臺設備上發(fā)送的信號轉發(fā)給所有其他連接的設備，目標設備選擇接收，非目標設備選擇放棄)和開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò )集線(xiàn)器(只向目標網(wǎng)絡(luò )集線(xiàn)器發(fā)送信號)

光纖電纜分兩種：?jiǎn)文９饫|(直徑短，帶寬高，但連接困難，一般用于遠距離傳輸)和多模光纜(一般用于局域網(wǎng))

以太網(wǎng)中，數據是以幀為單位進(jìn)行交換的，這里必須提到的一個(gè)技術(shù)是CSMA/CD帶碰撞檢測的載波偵聽(tīng)多址訪(fǎng)問(wèn)，即任何設備在發(fā)送數據前先確認網(wǎng)絡(luò )是否忙碌，只有空閑狀態(tài)下才發(fā)送信息，但是這里有個(gè)問(wèn)題，如果兩臺機器同時(shí)判定空閑，同時(shí)發(fā)送信息就會(huì )引發(fā)沖突從而導致數據包毀壞，解決辦法是確認空閑后等待一個(gè)隨機決定的時(shí)間重新發(fā)送，這樣隨機數小的網(wǎng)絡(luò )設備先發(fā)送，這個(gè)隨機決定的時(shí)間叫做補償時(shí)間。根據網(wǎng)絡(luò )的擁擠程度，可以調整最大補償時(shí)間值，當較為擁擠時(shí)擴大它的值，相反則可以減小之。

以太網(wǎng)中的幀，即數據包包含兩部分，報頭和報文，類(lèi)似于信封和信件內容，信封理所當然包含接收端和發(fā)送端的地址，以及監督碼，報文則是有效信息內容。最開(kāi)始是64位的前同步碼(56位1010101010.。。)和幀首界定符(8位10101011)，隨后接收端mac址(48位，全部為1時(shí)表示廣播址，即對所有相連設備發(fā)送)和發(fā)送端mac址(48位)，類(lèi)型字段(16位，上層協(xié)議)，數據(最大12000位)和錯誤檢驗校正碼(32位)。

蜂窩網(wǎng)：移動(dòng)通信網(wǎng)典型代表，1981年瑞典愛(ài)立信在北歐建立第一個(gè)蜂窩網(wǎng)。蜂窩網(wǎng)中每個(gè)小區域用一個(gè)六邊形包含，這樣的優(yōu)點(diǎn)是可以無(wú)縫覆蓋整個(gè)區域同時(shí)單位區域也接近圓形，在微波頻段附近，電磁波僅在視距范圍內傳播，距離較遠時(shí)使用同一頻段相互之間沒(méi)有影響，為保證安全性，相鄰兩個(gè)單元不使用同一頻段，即便這樣，也可以極大的復用頻段，當用戶(hù)激增時(shí)，可以減小服務(wù)半徑(降低基站天線(xiàn)高度和發(fā)射功率)進(jìn)一步復用頻段。

蜂窩網(wǎng)的缺陷是要求每個(gè)單元的中心建一個(gè)電臺，即基站，理論上講可以無(wú)縫的覆蓋全球，但沙漠、海洋、山區是不大可能建立蜂窩網(wǎng)的，因此未來(lái)的希望可能是衛星移動(dòng)通信網(wǎng)，典型代表是“銥”系統，它實(shí)現了全球覆蓋，但如要提升性能則需要更高的技術(shù)，添加衛星、降低高度、提升速率等。

二、通信發(fā)展史(三代)及其主要特征

第一代：模擬通信，主要特征為頻分多址技術(shù)

英文名稱(chēng)：frequency-division multiple access;

FDMA 定義：利用不同的頻率分割成不同信道的多址技術(shù)

這種通信系統的基站必須同時(shí)發(fā)射和接收多個(gè)不同頻率的信號;任意兩個(gè)移動(dòng)用戶(hù)之間進(jìn)行通信都必須經(jīng)過(guò)基站的中轉，因而必須同時(shí)占用4個(gè)頻道才能實(shí)現雙工通信。不過(guò)，移動(dòng)臺在通信時(shí)所占用的頻道并不是固定指配的，它通常是在通信建立階段由系統控制中心臨時(shí)分配的，通信結束后，移動(dòng)臺將退出它占用的頻道，這些頻道又可以重新給別的用戶(hù)使用。

第二代：數字通信，主要特征為時(shí)分多址技術(shù)和碼分多址技術(shù)

time division multiple access 簡(jiǎn)稱(chēng)tdma

原理就是時(shí)分復用，把信息按幀傳輸，每一幀分多個(gè)時(shí)隙(比如32個(gè))，每個(gè)時(shí)隙為一個(gè)特定用戶(hù)傳輸信號。

隨著(zhù)通信網(wǎng)發(fā)展，時(shí)分復用設備的各路輸入信號不再是單路模擬信號，在通信網(wǎng)中又多次多重復用，低層次復用信號經(jīng)過(guò)整合再次復用構成高層復用信號，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為復接。

code division multiple access 即cdma

它不同于時(shí)分復用技術(shù)和頻分復用技術(shù)，而是利用不同的如波形類(lèi)特征來(lái)區分子信道，引用以前看到的網(wǎng)友的一個(gè)比方，一群人在一個(gè)大房子里，如果他們用一樣的語(yǔ)言(波形)一起說(shuō)話(huà)，我們就很難區分哪些信息是要接受的，但是如果他們使用不同的語(yǔ)言說(shuō)話(huà)，我們就能夠過(guò)濾掉那些不感興趣的信息，這便是cdma的基礎，因此不需要分頻段或是時(shí)隙就可以同時(shí)傳輸多路信號，提升了信道利用率，進(jìn)一步提升了傳輸速率。

數字通信相對于模擬通信有很多好處，主要是抗干擾能力強、傳輸差錯可控、安全性高等，但數字通信有一個(gè)缺點(diǎn)就是一般需要較大的傳輸帶寬，以電話(huà)為例，一路模擬通話(huà)只占用4kHz帶寬，但一路接近同樣話(huà)音質(zhì)量的數字電話(huà)要占據20~60kHz帶寬。

第三代：多媒體通信，相較于第二代主要是帶寬的改進(jìn)使得其具備傳輸圖像、多媒體等數據的能力。

同樣使用了tdma和cdma技術(shù)，通信能力進(jìn)一步提升。

現在我們正在歷經(jīng)第四代通信技術(shù)的改革，其實(shí)縱觀(guān)通信發(fā)展史，都是不斷提升的用戶(hù)需求拉動(dòng)的變革，那話(huà)怎么說(shuō)來(lái)著(zhù)，沒(méi)什么是革命性的，全是進(jìn)化。通信、計算機或者說(shuō)整個(gè)IT行，就是這樣。我們網(wǎng)頁(yè)開(kāi)的慢啊，網(wǎng)銀安全問(wèn)題啊，游戲延時(shí)啊等等都是拉動(dòng)技術(shù)變革的動(dòng)力。

三、通信業(yè)劃時(shí)代事件

1 莫爾斯電報：1844年5月24日，莫爾斯向巴爾的摩發(fā)出了人類(lèi)歷史上的第一份電報:“上帝創(chuàng )造了何等奇跡!”，此舉開(kāi)創(chuàng )了人類(lèi)用電信號傳輸信息的歷史。(說(shuō)到這里，還有一個(gè)故事必須提到，1912年“泰坦尼克”號撞到冰山后，發(fā)出電報“SOS，速來(lái)，我們撞上了冰山。”幾英里之外的“加利福尼亞”號客輪本應能夠救起數百條生命，但是這條船上的報務(wù)員不值班，因此沒(méi)有收到這條信息。從此以后，所有的輪船都開(kāi)始了全天候的無(wú)線(xiàn)電信號監聽(tīng)。)

2 電話(huà)：1892年紐約芝加哥的電話(huà)線(xiàn)路開(kāi)通。電話(huà)發(fā)明人貝爾第一個(gè)試音：“喂，芝加哥”，這一歷史性聲音被記錄下來(lái)。