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全球和中国移动通信科技发展史

http://china.toocle.com 2009年09月11日15:36 生意社 点此复制全文转载!
生意社2009年09月11日讯

  全球和中国移动通信发展史移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。1897年,M.G.马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的,距离为18海里。现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代,大致经历了五个发展阶段。第一阶段从本世纪20年代至40年代,为早期发展阶段。在这期间,首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统,其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz,到40年代提高到30~40MHz可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段,特点是专用系统开发,工作频率较低。

  第二阶段从40年代中期至60年代初期。在此期间内,公用移动通信业务开始问世。1946年,根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划,贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网,称为“城市系统”。当时使用三个频道,间隔为120kHz,通信方式为单工,随后,西德(1950年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过 渡,接续方式为人工,网的容量较小。

  第三阶段从60年代中期至70年代中期。在此期间,美国推出了改进型移动电话系统(1MTS),使用150MHz和450MHz频段,采用大区制、中小容量,实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。德国也推出了具有相同技术水平的B网。可以说,这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段,其特点是采用大区制、中小容量,使用450MHz频段,实现了自动选频与自动接续。

  第四阶段从70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。1978年底,美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS),建成了蜂窝状移动通信网,大大提高了系统容量。1983年,首次在芝加哥投入商用。同年12月,在华盛顿也开始启用。之后,服务区域在美国逐渐扩大。到1985年3月已扩展到47个地区,约10万移动用户。其它工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网。日本于1979年推出800MHz汽车电话系统(HAMTS),在东京、大胶、神户等地投入商用。西德于1984年完成C网,频段为450MHz。英国在1985年开发出全地址通信系统(TACS),首先在伦敦投入使用,以后覆盖了全国,频段为900MHz。法国开发出450系统。加拿大推出450MHz移动电话系统MTS。瑞典等北欧四国于1980年开发出NMT—450移动通信网,并投入使用,频段为450MHz。

  这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统,并在世界各地迅速发展。移动通信大发展的原因,除了用户要求迅猛增加这一主要推动力之外,还有几方面技术进展所提供的条件。首先,微电子技术在这一时期得到长足发展,这使得通信设备的小型化、微型化有了可能性,各种轻便电台被不断地推出。其次,提出并形成了移动通信新体制。随着用户数量增加,大区制所能提供的容量很快饱和,这就必须探索新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在70年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网,即所谓小区制,由于实现了频率再用,大大提高了系统容量。可以说,蜂窝概念真正解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源有限的矛盾。第三方面进展是随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展,从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。

  第五阶段从80年代中期开始。这是数字移动通信系统发展和成熟时期。

  以AMPS和TACS为代表的第一代蜂窝移动通信网是模拟系统。模拟蜂窝网虽然取得了很大成功,但也暴露了一些问题。例如,频谱利用率低,移动设备复杂,费用较贵,业务种类受限制以及通话易被窃听等,最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。解决这些问题的方法是开发新一代数字蜂窝移动通信系统。数字无线传输的频谱利用率高,可大大提高系统容量。另外,数字网能提供语音、数据多种业务服务,并与ISDN等兼容。实际上,早在70年代末期,当模拟蜂窝系统还处于开发阶段时,一些发达国家就着手数字蜂窝移动通信系统的研究。到80年代中期,欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(GSM)的体系。随后,美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。泛欧网GSM已于1991年7月开始投入商用,预计1995年将覆盖欧洲主要城市、机场和公路。可以说,在未来十多年内数字蜂窝移动通信将处于一个大发展时期,及有可能成为陆地公用移动通信的主要系统。

  与其它现代技术的发展一样,移动通信技术的发展也呈现加快趋势,目前,当数字蜂窝网刚刚进入实用阶段,正方兴末艾之时,关于未来移动通信的讨论已如火如菜地展开。各种方案纷纷出台,其中最热门的是所谓个人移动通信网。关于这种系统的概念和结构,各家解释并末一致。但有一点是肯定的,即未来移动通信系统将提供全球性优质服务,真正实现在任何时间、任何地点、向任何人提供通信服务这一移动通信的最高目标。

  山雨欲来风满楼——新一代手机的诞生在网络化的今天,手机仅仅作为通话的工具无疑是一大浪费,不少有远见卓识的人看到了最好的个人电子设备就是手机,因为它是真正的个人化用品,可以随时随地无线接入网络。新一代的手机,可以单独地胜任某些原来必须要在电脑上才能完成的工作,如上网、记事、日程管理;也可以和其它设备如电脑、打印机等配合工作,而且不需要接上这根线那根插头。进入现代,发明一项科学技术或者制造一项科技产品都是团队的成果,标志新一代手机的典型技术就是现在人们正津津乐道的蓝牙、WAP和GPRS,它们的背后都有一大群科学家在为之工作,发明蓝牙技术的就是以瑞典电信巨人爱立信公司为主成立的蓝牙工作小组。用惯了电脑的人都对机箱后那堆线深恶痛绝,难道用手机和其它的设备连接也要这样?不,有了蓝牙就可不再需要,在1994年,蓝牙集团由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚和东芝公司联手成立,1999年初只有200名成员,到2000年初猛增至1400名,包括汽车、航空、媒体、消费类电子、信息、电信,其中知名的如微软、朗讯、摩托罗拉和3Com。这些企业的加入足见无线技术的前景何其诱人,目前,该组织已经囊括了几乎所有主流计算机和通讯厂商。蓝牙是以无线LANs的IEEE802.11标准技术为基础。从理论上来讲,以2.45赫兹波段运行的技术能够使相距30米以内的设备互相连接,传输速度可达到2Mbit/s,任何蓝牙设备一旦搜寻到另一个蓝牙设备,马上就可以建立联系,而无须用户进行任何设置,可以解释为“即连即用”。现在面世的蓝牙产品不仅有蓝牙耳机,还有PDA与手机的数据同步器,甚至还有了蓝牙便携式硬盘,以后蓝牙手机注定要成为生活遥控器的多面手,代替现在的钥匙、控制器等。WAP其实只是一个全球性的开放协议,最早由摩托罗拉、诺基亚、爱立信和Phone.com等联合开发,目前加入到这个标准中的成员单位已有200多个,要注意的是,WAP协议并不依赖于某种具体的网络,所以不仅能够运行于现有的GSM网络,还能在未来的CDMA、W-CDMA等多种网络下运行。GPRS(通用分组无线业务)是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS可以提供用户在外的上网需求,速度能达到115kbit/s,这可是现在ISDN双通道的速率,更重要的是GPRS可以拥有和现在电脑上网不同的模式,始终处于连接在线的状态,使用费率则只按数据流量来计算(类似于现在DDN专线的计算方式),显得十分合理,其投入实用的可能性也非常大,只要在原有的GSM系统上进行部分升级改造就可以了,避免了重复建设的昂贵投资。1999年11月,用摩托罗拉和思科(Cisco)公司的方案,英国BT Cellnet公司实现了全球首次GPRS通话,2000年7月,该公司推出了第一个商用GPRS方案,摩托罗拉则同时推出了全球第一款GPRS手机——Timeport P7389i。回顾移动通信史,主要的发展都在近几十年,而且发展的速度越来越快,蓝牙、WAP和GPRS仅仅是目前移动新技术的几个亮点而已。在这世纪之交,移动通信正是山雨欲来风满楼的时候,现在无法想像的科技产品会飞快地出现在我们身边,那时,手机不会再仅仅是你的个人通讯工具,相信它会成为你可靠的工作助手(上网、记事、制定工作计划、照相、录音)和有趣的娱乐伙伴(游戏、听MP3、收音、看电影),而它的形状也会有各种各样(手表、头戴式、分离式、笔式)以适应不同人群的要求,让我们共同期待移动通信创造的美好未来吧.

  回顾我国移动电话10多年的发展历程,我国移动通信市场的发展速度和规模令世人瞩目,中国的移动电话发展史是超常规、成倍数、跳跃式的发展史。自1987年中国电信开始开办移动电话业务以来到1993年用户增长速度均在200%以上,从1994年移动用户规模超过百万大关,移动电话用户数每年几乎比前一年翻一番。1997年7月17日,我国移动电话第1000万个用户在江苏南京诞生,标志着我国移动通信又上了一个台阶,它意味着中国移动电话用不到10年时间所发展的用户数超过了固定电话110年的发展历程。2001年8月,中国的移动通信用户数超过了1.2亿,已超过美国跃居为世界第一位。2003年6月底移动电话用户总数已达2.3447亿户。

  目前我国移动通信网的增长速度名列世界第一位,移动用户总数跃居世界第一位.GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成。

  蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来,但其复杂的控制系统,尤其是实现移动台的控制直到七十年代随着半导体技术的成熟,大规模集成电路器件和微处理器技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用,才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。蜂窝移动通信的出现可以说是移动通信的一次革命。其频率复用大大提高了频率利用率并增大系统容量,网络的智能化实现了越区转接和漫游功能,扩大了客户的服务范围,但上述模拟系统有四大缺点:

  1.各系统间没有公共接口;

  2.很难开展数据承载业务;

  3.频谱利用率低无法适应大容量的需求;

  4.安全保密性差,易被窃听,易做“假机”。尤其是在欧洲系统间没有公共接口相互之间不能漫游,对客户之间造成很大的不便.

  GSM数字移动通信系统史源于欧洲。早在1982年,欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营,例如北欧多国的NMT(北欧移动电话)和英国的TACS(全接入通信系统),西欧其它各国也提供移动业务。当时这些系统是国内系统,不可能在国外使用。为了方便全欧洲统一使用移动电话,需要一种公共的系统,1982年北欧国家向CEPT(欧洲邮电行政大)提交了一份建议书,要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会(ETSI)技术委员会下的“移动特别小组\Group SpecialMobile)简称“GSM”,来制定有关的标准和建议书.1986年在巴黎,该小组对欧洲各国及各公司经大量研究和实验后所提出的8个建议系统进行了现场实验.1990年完成了GSM900的规范,共产生大约130项的全面建议书,不同建议书经分组而成为一套12系列。

  1991年在欧洲开通了第一个系统,同时MoU组织为该系统设计和注册了市场商标,将GSM更名为“全球移动通信系统”(Globa1 system for Mobile communications)。从此移动通信跨入了第二代数字移动通信系统。同年,移动特别小组还完成了制定1800MHz频段的公共欧洲电信业务的规范,名为DCSI800系统。该系统与 GSM900具有同样的基本功能特性,因而该规范只占GSM建议的很小一部分,仅将GSM900和DCSI800之间的差别加以描述,绝大部分二者是通用的,二系统均可通称为GSM系统。

  1992年大多数欧洲GSM运营者开始商用业务。到1994年5月已有50个GSM网在世界上运营,10月总客户数已超过400万,国际漫游客户每月呼叫次数超过500万,客户平均增长超过50%。

  1993年欧洲第一个DCSI800系统投入运营。到1994年已有6个运营者采用了该系统GSM系统历史背景GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成。?蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来,但其复杂的控制系统,尤其是实现移动台的控制直到七十年代随着半导体技术的成熟,大规模集成电路器件和微处理器技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用,才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基

  开始,人们向远处喊话时,为了把声音传得更远,常常用手围成喇叭形状,放在嘴前。这样虽然可以使声音传得远些,但是,最远也只有一二百米。后来人们发现,鼓的声音浑厚有力,可以传得很远,即使在七八里外也可以听见。于是,人们编出“击鼓语汇”,用多种多样的鼓点来表达各种不同的意思。一个鼓手敲鼓时,邻近的鼓手们便一个接一个地重复着相同的鼓声,这样,一个信号站、一个信号站地传下去,两个小时便可以把信息传到百里之外。据说在19世纪末,苏丹人就曾用这种“击鼓语汇”报告过在喀士穆打败英国的消息。还有一次,意大利军队入侵埃塞俄比亚,埃塞俄比亚人立即在首都亚的斯亚贝巴敲起特殊的鼓,以预先约定的信号,向全国发布紧急动员令。近处的居民听到鼓声,也马上照样敲鼓,就这样,鼓声如同今天运动会上的接力赛跑一样,一站接一站传下去,在短短几小时之内,便传遍了全国,就连最偏僻的乡村,也接到了准备战斗的命令

  这种设置接力站传递信息的方式,为现代的微波中继通信提供了雏形。我国早在周朝,就是公元前1000年左右,就发明了类似的通信方式,并且传递速度比鼓声传递还快。这就是所谓“火光电报”——烽火通信。

  周朝的疆土在现在的陕西岐山一带,因为大力发展农业,国家逐渐富裕兴旺起来。当时西邻的戎狄,时常来侵扰和抢掠,为了抵御戎狄的侵犯,必须有迅速灵活的通信手段。于是,周朝在边疆一带,设置了很多烽火台,这些烽火台是用石头砌成的方形台子,高出地面约7米,每个烽火台相隔5里左右,台台相望。平时台上堆满柴草和狼粪干,由士兵昼夜看守。一旦遇有紧急军情,夜间举火,就是点燃柴草;白天举烟,就是点燃狼粪。狼粪燃烧时黑烟直上,即使在很远的地方也能看见,所以烽火台又称狼烟台。根据敌情的不同,还可用不同的举火放烟方式。如敌人在500人以下时,放一道烽火,在500人以上时,放二道烽火等。这样,每当一个台“报警”,邻近的台看见之后,马上也放烽火,一台接一台把消息迅速传到远处。军队见到那熊熊火光和滚滚浓烟,会立即整鞍备马,准备迎击。即使把消息传到千里之外的京都,也不过一天的时间。而如果用快马报信则慢得多。看来烽火是古代最快的通信工具了,怪不得人们誉它为“火光电报”在没有烽火台的地方,人们怎样传递消息呢?文字出现之前,人们让那些记忆力好,又擅长跑路的人口头传递信息。文字诞生以后,信息便以书信的方式传送。送信人乘车或骑马,每经一段路设立一个驿站,像现在的邮局一样。到了元朝,邮递制度更加完备,还有了“急递铺”。急递铺就是专门投寄“快信”的“邮局”,送信的人精壮彪悍,腰悬铜铃,身骑快马,昼夜兼程,用最快的速度传送信件。路上的行人只要一听到“叮当、叮当”的铜铃和疾驰的马蹄声,就知道是送急信的,要赶快让路。用这样的办法,一天可走300里。第一代------模拟移动电话我们曾经使用过的大砖头手机,俗称“大哥大”,是第一代移动通信,它是70年代末80年代初在全球发展起来的模拟移动电话。模拟手机是能提供基本通话业务,不能提供非话音业务,且保密性差,易被并机盗打。

  第二代------数字移动通信目前,广大客户广泛使用的中国移动通信GSM数字移动电话“全球通”,和“神州行”(网号139.138.137.136.135),中国联通GSM网(网号130)和即将开通的IS-95(窄带)CDMA(网号133),都属于第二代数字移动电话。数字移动电话不但可提供通话服务,还可以提供增值业务和低速数据业务,并具有通话清晰,保密性好,传送数据快,可实现国内国际漫游等优点。

  第2.5代-----数字移动通信GPRS是第2.5代数字移动通信,是GSM向第三代移动通信发展的必由之路,可提供基本通话,多种增值业务和高速数据业务。其特点是永远在线,按信息流量收费,高速数据传输,客户可同时实现通话和上网。

  第三代------多媒体移动通信第三代多媒体移动通信(3G)主要采用宽带CDMA技术,具有高带宽,高速率,多媒体化,综合化,智能化和个人的特点,可真正实现个人移动通信的理想境界。

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