河海大學(xué)常州校區(qū) 杜一凡 劉楷文 曹榮芊

通信技術(shù)是自人類誕生以來就存在的古老技術(shù)，人類通過語言、肢體動作進行交流，通過驛送、信鴿、信狗、以及烽煙等方式向遠方傳遞信息。十九世紀，電報、電話和無線電的發(fā)明標志著通信技術(shù)走上了一個新的臺階。時至今日，高度發(fā)達的通信網(wǎng)絡(luò)將世界緊密地連接在了一起。先進的通信技術(shù)不但讓人與人之間的交流溝通變得更加的便捷，同時也催生了很多諸如遠程辦公、電話會議、遠程會診等提高生產(chǎn)力、降低生產(chǎn)成本的生產(chǎn)方式。

通信技術(shù)由有線通信和無線通信組成。有線通信在過去的一百多年的時間里一直占據(jù)主導(dǎo)地位，但由于社會的發(fā)展與人民對更便捷的通信技術(shù)的需求讓無線通訊得到了長足的發(fā)展。過去的二十年間，無線通訊從無線電話機發(fā)展到如今的5G技術(shù)，從根本上改變了人們的生活方式。如今，社會的進步對通信技術(shù)的發(fā)展提出了新的需求，如何有機地結(jié)合有線通信與無線通信將是通信技術(shù)將要面對的新的問題。

1.有線通信及其發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 有線通信的定義與特點

有線通信（wire communication），又稱有線電信，指通過有形的媒介來傳送信息。一般而言，有線通信通過電纜或光纜，用電信號或光信號，將信息從一個通信端口傳遞到另一個通信端口。由于有線通信受到傳播媒介的限制，因而在部分強調(diào)成本和便攜性的場合，如長距離信號的傳輸與便攜通訊設(shè)備，并不占據(jù)優(yōu)勢。然而，正因有線通信需要借助傳播媒介，其表現(xiàn)出具有更強的穩(wěn)定性，對于外界的干擾會比較小，并可以通過一定的技術(shù)手段，如在電纜外包裹一層金屬屏蔽層或安裝磁環(huán)來減小或消除干擾。除此之外，有線通信在信號傳輸速度和質(zhì)量上比無線通信更具優(yōu)勢，尤其在中短距離的信息傳輸中，這種優(yōu)勢更加明顯。另外，有線通信在安全方面也有出色的表現(xiàn)。

1.2 有線通信的發(fā)展現(xiàn)狀

與無線通信相似，有線通信為了提高穩(wěn)定性，往往也會設(shè)立中繼站。按照目前的通信技術(shù)，中繼站的距離可達到100-200km，如果使用效率較高、噪音較低的光放大器，中繼站之間的距離可延長至500-600km。另一方面，準同步數(shù)字系列（PDH）已經(jīng)被同步數(shù)字系列（SDH）所取代，并且在SDH的體系下，有線通信的信號傳輸速率可達10Gb/s。

2.無線通信及其發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 無線通信的定義與特點

無線通信（wireless communication）指通過電磁波的形式傳播信息，其最大的特點是信息的傳遞不需要借助媒介。無線通信所使用的電磁波種類繁多，但一般以微波（頻率在300MHz與300GHz之間）為主。無線通信在日常生活中有著廣泛的運用，如無線網(wǎng)絡(luò)大多使用2.4GHz和5GHz的微波作為信息的載體，近年來熱門的“無人超市”使用了具有射頻識別技術(shù)（RFID）的條形碼，無人機通過無線圖像傳輸模塊將拍攝的圖像回傳。

與有線通信相比，無線通信的信息傳遞不需要依賴電纜、光纜等媒介，因此在超長距離通信等場合，如衛(wèi)星通信，無線通信有著不可替代的優(yōu)勢。同樣，沒有電纜的束縛，無線通信讓信息的傳遞更加自由。囿于無線通信的穩(wěn)定性不及有線通信，在進行長距離的信息傳遞的情況下，須沿途設(shè)立中繼站以確保信息傳遞的正確率與傳遞速度。另外，無線通訊依賴一定頻率的無線電波，相同或相近頻段的無線電波會影響信息的傳遞效率，如在足球必比賽、演唱會、火車站等場合，由于人流密度大，手機使用的信號集中在2.5GHz～2.6GHz頻段，在這種情況下即使身處信號覆蓋面積較大的市中心區(qū)域，手機也會出現(xiàn)信號弱或無信號的情況。

2.2 無線通信的發(fā)展現(xiàn)狀

無線通信是近年來發(fā)展最迅猛的通信技術(shù)。一般無線通信技術(shù)可分為基于蜂窩的接入技術(shù)與基于局域網(wǎng)的技術(shù)。蜂窩技術(shù)類型繁多，常見的有TACS、AMPS、GSM、CDMA等。目前世界范圍內(nèi)使用最廣的是第四代移動通信技術(shù),即4G，而第五代通信技術(shù)也將于2020年前后投入商業(yè)化。對于局域網(wǎng)技術(shù)而言，IEEE 802.11標準、WLAN、Wi-Fi是普通人在日常生活中接觸最多的技術(shù)。對于近距離通信，Bluetooth、RFID、iBeacom、Zigbee等技具有很強的針對性，在特定的場合能夠發(fā)揮很大的作用，如室內(nèi)定位、無人超市、手機NFC支付等，這些技術(shù)讓物聯(lián)網(wǎng)成為了可能，從很大程度上方便了普通人的生活。

由于無線通信主要借助電磁波來傳遞信息，而電磁波具有輻射，許多人認為電磁波對人體會造成癌癥等不良影響。近年來國內(nèi)發(fā)生過多起居民強拆通信基站的不良事件，這對國內(nèi)無線通信商業(yè)化造成了一定的負面影響。近期調(diào)查顯示，基站造成的射頻接觸范圍為國際接觸準則標準的0.002%至2%，宋欣陽等報道，移動通信微波輻射對老年小鼠學(xué)習(xí)記憶能力可能影響不大或有正面影響,但對正常的青年小鼠可能有一定的負面影響。迄今為止沒有證據(jù)能夠表明基站產(chǎn)生的射頻信號會造成短期或長期的不良健康影響。因此，增強對公眾無線通信方面的科普對于今后國內(nèi)無線通信商業(yè)化的發(fā)展有著重大的意義。

3.有線通信與無線通信特點的比較

從上述對有線通信和無線通信特點的分析，不難看出兩者的優(yōu)勢與劣勢十分明顯，具體分析如下表所示。

表3 -1 有線通信與無線通信優(yōu)勢與劣勢的比較

4.通信技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

有線通信具有可靠性高、傳輸速度快等優(yōu)點，而無線通信最大的優(yōu)點是成本低，架設(shè)方便。將有線通信與無線通信兩者的優(yōu)點結(jié)合起來將是通信技術(shù)未來的發(fā)展方向。如在工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)中，傳感器、精密機床、機械臂等對信號精確性要求高的場合以及網(wǎng)關(guān)等對數(shù)據(jù)傳輸速度要求高的場合適合使用有線通信，在對信號精確性要求不高的場合，如操作員之間的通信以及有線電纜架設(shè)難度大、成本高的場合，如路橋建設(shè)等，就可以用無線通信代替有線通信，通過網(wǎng)關(guān)以有線通信的方式連接至控制系統(tǒng)。本質(zhì)上，通信技術(shù)的發(fā)展并非用無線通信來取代有線通信，而是需要讓兩者在適應(yīng)的地方發(fā)揮相應(yīng)的優(yōu)勢，最大限度地提高生產(chǎn)力，以此來滿足社會發(fā)展與人民群眾的需要。

5.結(jié)語

通信技術(shù)在人們的日常生活和社會的發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著社會的不斷發(fā)展，通信技術(shù)也需要滿足社會的需要。在研發(fā)出新技術(shù)的同時，也要有效利用現(xiàn)有的技術(shù)，將有線通信與無線通信有機地結(jié)合起來，讓成熟的技術(shù)在新的領(lǐng)域煥發(fā)新的活力，這是通信工作者近幾年的工作目標。