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1、通信发展史 1 课程目的 北邮第一次开设这门课 目的 作为未来的通信领域的工作者和建设者 有必要了解通信发展史通过了解通信发展史 激发同学们学习通信知识和课程的兴趣 更加自觉地努力学习好自己的专业课程 成绩写一篇文章 报告 可以不听 但不能影响别人 可以不来上课 但需要按时交作业 否则没成绩 2 通信的起源 什么是通信 人类进行通信的历史已很悠久 早在远古时期 人们就通过简单的语言 壁画等方式交换信息 千百年来 人们一直在用语言 图符 钟鼓 烟火 竹简 纸书等传递信息 古代人的烽火狼烟 飞鸽传信 驿马邮递就是这方面的例子 在现代社会中 交通警的指挥手语 航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发
2、展的结果 这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉 3 通信的起源 19世纪中叶以后 随着电报 电话的发现 电磁波的发现 人类通信领域产生了根本性的巨大变革 实现了利用金属导线来传递信息 甚至通过电磁波来进行无线通信 使神话中的 顺风耳 千里眼 变成了现实 从此 人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式 用电信号作为新的载体 同此带来了一系列技术革新 开始了人类通信的新时代 4 电报的诞生和发展 19世纪30年代 有线电报通信试验成功后 用电磁系统传递信息的电信事业便迅速发展起来 它的兴起与发展 大致经历了电报的发明和应用 电话的发明和应用 大容量自动化通信网的发展和应用 数字通信的诞生和发展
3、等四个时期 5 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 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 1753年2月17日 在 苏格兰人 杂志上发表了一封署名C M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 电报的诞生和
4、发展 6 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 电报的诞生和发展 7 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
5、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 电报的诞生和发展 8 1835年莫尔斯创造了电报通信用的
6、莫尔斯电码 1837年他得到机械师A L 维尔的帮助 研制出了电磁式电报机 后来被称为莫尔斯人工电报机 并在纽约试验成功 电报的诞生和发展 桌子上放着的是莫尔斯人工电报机 偏左的那一个 和韦斯登重锤式电报机 9 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
7、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古代的通信工具所望尘莫及的 电报的诞生和发展 10 说到电报 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 电报的诞生和发展 11 电报的发明是电气通信的开始 人们利用电报 可以远距离快速地传送文字信息 萨缪尔 莫尔斯 12 此后莫尔斯人工电报机和莫尔斯电码在世界各国得到广泛的应用 电报最初用架空铁
8、线传送 只能在陆地上使用 1850年英国在英吉利海峡敷设了海底电缆 1866年横渡大西洋的海底电缆敷设成功 实现了越洋电报通信 后来 各大洲之间和沿海各地敷设了许多条海底电缆 构成了全球电报通信网 13 莫尔斯码表 14 电报通信是一种数据通信 下面简单介绍一下数据通信的有关概念和原理 数据 是指用数字信号代表的字母 英文大 小写字母共52个 数字 0 9共10个 字符 共32个 及符号 共34个 以上字母 数字 字符及符号共128个 每个编为7bit二进制码组 再加上第8位做奇偶校验位 b1b2b3b4b5b6b7b8奇偶校验位1奇校验位1001010偶校验位所谓数据本质上仍是以8bit为一
9、个字节的二进制数字信号 数据通信的概念 15 电报的发明给人类的通信带来了前所未有的变化 但是 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 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
10、 但无法投入真正的使用 电话的发明 16 早在1854年 电话原理就已由法国人鲍萨尔设想出来了 6年之后德国人赖伊斯又重复了这个设想 原理是 将两块薄金属片用电线相连 一方发出声音时 金属片振动 变成电 传给对方 但这仅仅是一种设想 问题是送话器和受话器的构造 怎样才能把声音这种机械能转换成电能 并进行传送 1875年世界第一台电话机问世 这台电话机的发明者是苏格兰青年亚历山大 贝尔 电话的发明 17 1869年22岁的贝尔受聘为美国波士顿大学语言学教授 担任声学讲座的主讲 在莫尔斯电报发明后的20多年中无数科学家试图直接用电流传递语音 贝尔也把发明电话作为自己义不容辞的责任 由于电话是传递连
11、续的信号而不是电报那样不连续的通断信号 在当时的难度好比登天 他曾试图用连续振动的曲线来使聋哑人看出 话 来 没有成功 但在实验中发现了一个有趣现象 每次电流通断时线圈发出类似于莫尔斯电码的 滴答 声 这引起贝尔大胆的设想 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 电话的发明 18 随后的两年内贝尔刻苦用功掌握了电学 再加上他扎实的语言学知识 使他如同插上了翅膀 他辞去了教授职务 一心扎入发明电话的试验中 在万事俱备只缺合作者时他偶然遇到了18岁的电气工程师沃特森 两年后 经过无数次失败后他们终于制成了两台粗糙的样机 圆筒底部的薄膜中央连接着插入硫酸的碳棒 人说话时薄膜振动改变电阻
12、使电流变化 在接收处再利用电磁原理将电信号变回语音 但不幸的是试验失败了 两人的声音是通过公寓的天花板而不是通过机器互相传递的 电话的发明 19 正在他们冥思苦想之时 窗外吉他的丁冬声提醒了他们 送话器和受话器的灵敏度太低了 他们连续两天两夜自制了音箱 改进了机器 1875年6月2日 贝尔和助手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 1875年6月2日傍晚 当时贝
13、尔28岁 沃特森21岁 他们趁热打铁 几经半年的改进 终于制成了世界上第一台实用的电话机 电话的发明 20 贝尔在1876年2月14日在美国专利局申请电话专利权的 就在他提出申请两小时之后 一个名叫E 格雷的人也申请了电话专利权 由于这几个小时之差 美国最高法院裁定贝尔为电话的发明者 1876年3月3日 贝尔的29岁生日 贝尔的专利申请被批准 专利号为美国174465 格雷的设计原理与贝尔有所不同 是利用送话器内部液体的电阻变化 而受话器则与贝尔的完全相同 1877年 爱迪生又取得了发明碳粒送话器的专利 同时 还有很多人对电话的工作方式进行了各种各样的改进 1878年在相距300公里的波士顿和
14、纽约之间进行了首次长途电话实验 并获得了成功 后来就成立了著名的贝尔电话公司 电话的发明 21 专利之争错综复杂 直到1892年才算告一段落 造成这种局面的一个原因是 当时美国最大的西部联合电报公司买下了格雷和爱迪生的专利权 与贝尔的电话公司对抗 长时期专利之争的结果是双方达成一项协议 西部联合电报公司完全承认贝尔的专利权 从此不再染指电话业 交换条件是17年之内分享贝尔电话公司收入的20 电话的发明 22 贝尔电话公司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
15、 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 电话的发明 23 美国科学家A G 贝尔于1876年发明了电话 有了电话 人们可以远距离进行交谈 最早的商用电话局于1878年设立于美国纽黑文市 有21家用户 亚历山大 格雷厄姆 贝尔 24 1880年许多城市之间也架
16、设了电话线 开通了长途电话 欧洲一些国家也纷纷设立电话局 早期的电话机非常简陋 通话的声音不很清晰 通话的距离也不远 炭精粉送话器的发明 传输话音的单铁线改用双铜线 使通话质量有所提高 通话距离有所增加 贝尔发明的第一部电话 25 1899年美国M I 普平教授成功地采用了加感技术 使利用电缆传输电话的通信距离增加了三倍以上 1906年L D 福雷斯特发明了三极电子管 以后 利用电子管制成的增音机 实现了长距离电话通信 26 1889年A B 史端乔发明了自动交换的步进制电话交换机 可以装更多的用户电话 不但使用方便 并可节省许多话务员 步进制电话交换机是由选择器和继电器组成的一种自动电话交换机 它以机械动作代替人工电话交换机话务员的接线动作 当用户拨号时 交换机内相应的选择器就随着拨号时发出的脉冲电流一步一步地改变接续位置 将主叫和被叫用户间的电话线路自动接通 27 1889年美国人A B 史端乔发明步进制电话交换机的关键部件三磁铁上升旋转型选择器 1892年第一个史端乔步进制电话局投入使用 1909年德国西门子公司对史端乔步进制电话交换机作了改进 主要是将三磁铁上升旋转型选择器改为
