前言
隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來,人們對(duì)數(shù)據(jù)和流量的需求急劇增長(zhǎng),傳統(tǒng)的光通信技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足人們的需求,這就讓人們不斷地尋求新的傳輸協(xié)議。
通信,是指人與人或者人與自然之間,通過某些行為或者媒介進(jìn)行信息交流與傳輸,廣義來講,需要信息的雙方會(huì)采用任意方法、任意媒介,將信息從某一方準(zhǔn)確、安全地傳送給對(duì)方。
通信一詞的由來
通信一詞,最初出現(xiàn)于《晉書·王澄傳》:“因下牀而謂澄曰:‘何與杜弢通信?” ,“通信”一詞,在這里是指互通音信。唐·李德裕的《代劉沔與回鶻宰相書意》:“又恐回鶻與吐蕃通信,已令兵馬把斷三河口道路?!币蔡岬酵ㄐ乓辉~。從以上兩個(gè)說法來看,大抵是指:部族之間,相互聯(lián)絡(luò)、結(jié)盟之意。
后來,《初刻拍案驚奇》卷五:“那裴仆射家揀定了做親日期,叫媒人到張尚書家來通信?!薄毒琶嬖返谑嘶兀骸澳囊粋€(gè)不受過侄老爹大恩,誰還去通信呢?”通信一詞,又泛指通報(bào)消息。
到了近現(xiàn)代,通信指用電訊設(shè)備或用書信傳遞消息,反映情況。張鴻在為曾樸做《續(xù)孽?;ā返谖迨兀骸?華福又奏明請(qǐng)頒一種密電本,以便秘密通信。”至此,通信一詞,基本成型。
古代通信技術(shù)的演進(jìn)
廣義來說,通信是指信息傳遞的意思,原始人為了捕獲獵物,通過吶喊溝通,呼喚同伴過來共同捕獲野獸,即為通信的開端。
再后來,到了商周時(shí)期,天子為了迅速傳遞邊關(guān)戰(zhàn)報(bào),遍設(shè)烽火臺(tái),一有敵情,便點(diǎn)燃烽火狼煙,下級(jí)烽火臺(tái)看到上級(jí)狼煙,也迅速點(diǎn)燃烽火傳遞,這樣一級(jí)一級(jí)往下傳,直到信息到達(dá)京畿,然后由天子號(hào)令諸侯勤王,歷史上最著名的烽火戲諸侯就來源于此,這也是最早的光通信。
除了采用光做通信介質(zhì),古人也采用鼓鑼來傳遞消息。大凡帝王早朝,首先要鳴鞭,云板三響,鼓樂聲中開始議題;又如行軍打仗,鼓手擊鼓號(hào)令三軍,變換陣法;再者,衙門升堂,先要擊鼓。
以上這些都是比較簡(jiǎn)單的信息傳遞,略微復(fù)雜一點(diǎn)的信息如果需要傳輸?shù)脑?,該怎么辦呢?這里就涉及到兩個(gè)問題,首先是把信息編輯成文字,我們稱之為明文。有些情況下,為了防止敵人破獲這些信息情報(bào),還會(huì)專門翻譯成密文。文字寫好了,怎么送出去呢?一般會(huì)修建驛道,開設(shè)驛站,派遣專門的驛卒,飛馬傳書,部分交通不便的地方,又有人專門訓(xùn)練鴻雁或者飛鴿,做飛鴿傳書。
近、現(xiàn)代通信
近代通信技術(shù)主要是以1820年,法蘭西人安德烈·瑪麗·安培發(fā)明電報(bào)通信,作為近代數(shù)字通信的開始。此后,電報(bào)技術(shù)不斷完善,到1838年,摩爾斯將電報(bào)通信推向?qū)嵱眯浴?/p>
再后來,英吉利人亞歷山大·貝爾于1875年發(fā)明了電話機(jī),被稱為模擬通信的開始。不過,關(guān)于電話的發(fā)明人,眾說紛紜,一說是羅馬人安東尼奧·梅烏奇,一說是美利堅(jiān)的伊萊沙·格雷。
電話通信作為一種實(shí)時(shí)、交互式通信,比電報(bào)更便于使用。所以,在20世紀(jì)上半葉,采用這種模擬模擬通信技術(shù)的電話通信,得到迅速和廣泛的應(yīng)用。但模擬通信有一個(gè)最大的弊端,即信號(hào)衰減快,容易產(chǎn)生畸變。
到了20世紀(jì)60年代,隨著半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)和激光技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字通信在數(shù)據(jù)計(jì)算、字符傳輸、防止信號(hào)失真等方面都大大優(yōu)于模擬通信,因此,數(shù)字通信又得到了爆發(fā)性的增長(zhǎng)。
數(shù)字通信技術(shù)
數(shù)字通信基本概念
通信的目的是傳遞消息。比如,語音、文字、圖像等等,都是消息。我們的消息來源,可能是模擬信號(hào),也可能是數(shù)字信號(hào)。對(duì)于模擬信號(hào),需要做數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字調(diào)制、壓縮打包。這就跟我們午餐點(diǎn)外賣一個(gè)道理,首先需要購(gòu)買食材、然后加工、再后打包,一個(gè)道理。
為何要強(qiáng)烈建議采用數(shù)字通信
通信系統(tǒng)分為模擬通信和數(shù)字通信,無論是模擬通信系統(tǒng)還是數(shù)字通信系統(tǒng),總存在噪聲和干擾,引起傳輸信號(hào)的失真,從而影響信號(hào)傳輸質(zhì)量。
在模擬通信系統(tǒng)中,傳輸?shù)氖沁B續(xù)的模擬波形,因此要求接收端能以高保真度來復(fù)原接收到的模擬波形。而這個(gè)過程需要估算信噪比,是一項(xiàng)非常復(fù)雜的過程,而且大概率會(huì)丟數(shù)據(jù)。在數(shù)字通信系統(tǒng)中,傳輸信息為離散值,只要接收端能正確判斷出離散值即可。對(duì)于接收波形失真,只要不足以影響接收端的判斷,就沒有什么關(guān)系。
打個(gè)比方,我們?nèi)ベI菜,即使極新鮮的白菜,如果運(yùn)輸距離有點(diǎn)遠(yuǎn),等你買回家里一看,發(fā)現(xiàn)壞了就只能扔了。這就跟模擬傳輸一個(gè)道理,不太好保真。
我很小時(shí)候,最喜歡一種美食——方便面。方便面工廠把方便面里的蔬菜通過脫水、切割等程序,變成容易保存的食材,等到需要的時(shí)候,再加水還原,即可食用。中國(guó)大多數(shù)老百姓也都利用這一原理來保存食材,這大概就是數(shù)字傳輸?shù)木杷诎伞?/p>
在數(shù)字通信中,除了對(duì)失真波形的有效恢復(fù)之外,還可以采用糾錯(cuò)編碼,提高系統(tǒng)的抗干擾性;采用數(shù)字加密技術(shù),提高系統(tǒng)保密系數(shù);利用數(shù)字集成電路易于集成的特點(diǎn),縮小產(chǎn)品體積等。
數(shù)字通信系統(tǒng)模型
現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù),主要是對(duì)信源信號(hào)和信道做編碼、調(diào)制,通過信道發(fā)送到接收端,再通過解調(diào)、解碼,還原信號(hào)到信宿。
Microchip通信系統(tǒng)一攬子解決方案
隨著5G技術(shù)的加速,世健代理的Microchip產(chǎn)品線,可以為客戶提供通信系統(tǒng)一攬子解決方案,加上世健代理的ADI和高通等其他產(chǎn)品線,更能為客戶提供完整和系統(tǒng)化的產(chǎn)品解決方案。
關(guān)于世健
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原文標(biāo)題:【世說芯語】漫談數(shù)字通信技術(shù)起源與演變
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