衛(wèi)星通信歷史與發(fā)展

通訊網(wǎng)路世界第9組報告

跨入太空通信

全臺通信網(wǎng)的健全組員名單:9613053李巖芳衛(wèi)星通訊歷史與發(fā)展9613057曹世承微波歷史與發(fā)展96130古嘉偉交換機歷史與發(fā)展96130李世琛電話的歷史與發(fā)展衛(wèi)星通信歷史與發(fā)展

科技的腳步從一小步到一大步,然而,科技的發(fā)展也從地面到天空,天空到天空到太空,通訊科技也從有線到無線,更進入了太空,科技的進步帶來了對生活產(chǎn)生莫大的幫助1958年12月美國宇航局發(fā)射了"斯柯爾"(SCORE)廣播試驗衛(wèi)星,進行磁帶錄音信號的傳輸1960年8月發(fā)射"回聲"(ECHO)無源發(fā)射衛(wèi)星,首次完成有源延遲中繼通信1962年7月美國電話電報公司AT&T發(fā)射了"電星一號"(TELESTAR-1)低軌道通信衛(wèi)星在6GHz/4GHz實現(xiàn)了橫跨大西洋的電話,電視,傳真和數(shù)據(jù)的傳輸,奠定了商用衛(wèi)星的技術(shù)基礎(chǔ)那時,由於火箭推力有限,衛(wèi)星高度均沒有超過1萬公里,這些衛(wèi)星稱為低軌道衛(wèi)星為了接收來自衛(wèi)星地信號,地球站的天線要不停地跟蹤衛(wèi)星,而當衛(wèi)星轉(zhuǎn)到地球的另一側(cè)的時候,地球站只有暫停工作,等再一次轉(zhuǎn)到這一側(cè)的時後繼續(xù)跟蹤,所以地球站與衛(wèi)星間的通信只能進行幾個小時1963年7月美國宇航局發(fā)射"辛康二號"(SYNCOM-II)其軌道高度升高後,可使衛(wèi)星在赤道上空繞地球一週的時間與地球自轉(zhuǎn)一週的時間相等,這種衛(wèi)星和地球站是相對的,故稱為靜止衛(wèi)星至此,經(jīng)歷了二十年的時間,完成了通信衛(wèi)星的試驗,並衛(wèi)星通信的實用價值得到廣泛的承認

衛(wèi)星通訊的種類同步衛(wèi)星作為空間導航定位的人造地球衛(wèi)星,綜合了傳統(tǒng)天文導航定位及地面無線電導航定位的優(yōu)點,實現(xiàn)了全球全天候,高精確度的導航定位50年代,美國開始著手衛(wèi)星導航定位的研究工作60年代,初建了"子午儀"導航定位系統(tǒng),為第一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)80年代,發(fā)展了"導航定位星"全球定位系統(tǒng),也就是現(xiàn)在大名鼎鼎的GPS系統(tǒng)直播衛(wèi)星直播衛(wèi)星已跟我們生活上息息相關(guān),傳統(tǒng)的無線電視臺電波常受到干擾,必須加設(shè)中繼站,否則電視會收視不良,以日本與印尼來講,狹長的島嶼國家,設(shè)立中繼站的經(jīng)費遠超過直播衛(wèi)星,因此發(fā)展專屬的直播電視衛(wèi)星,以改善收視的效果,而日本更以直播衛(wèi)星發(fā)展高解析電視,臺灣投資製作節(jié)目或租用其他衛(wèi)星頻道已達三十幾個,是衛(wèi)星電視很普遍的國家直播衛(wèi)星的出現(xiàn),讓我們想看哪個球賽都有現(xiàn)場直播,提高在電視看球賽的刺激性,也讓民眾覺得看電視比以前有新鮮感非同步衛(wèi)星非同步衛(wèi)星在軌道上環(huán)繞地球,當他飛越地球某個地區(qū)時,只有那個地區(qū)能對衛(wèi)星發(fā)射與接受訊息,因此藉多個衛(wèi)星作接力式轉(zhuǎn)播衛(wèi)星通訊事故1988年5月,出現(xiàn)了無線電通訊最嚴重的事故,由潘安賽製造的價值2.65億美元的信斯太空通訊衛(wèi)星"銀河四號"發(fā)生故障,結(jié)果美國大約有4100萬人的無線電呼叫器立即失聯(lián),由此可知,通訊衛(wèi)星一旦發(fā)生了事故,對人民的影響是很大的,也顯示出人們對於通訊衛(wèi)星的依賴日漸加重衛(wèi)星對環(huán)境的汙染根據(jù)科學家雜誌報導,廢棄的衛(wèi)星永遠遺留在軌道上,雜亂的形成一堆廢棄物,除非衛(wèi)星管理者將他們清除,要不然很容易造成衛(wèi)星的碰撞,任何一個碎片都足以摧毀一個衛(wèi)星,所以我們必須嚴格的監(jiān)控以保護同步衛(wèi)星軌道,不要讓這汙染繼續(xù)擴大電話交換機的發(fā)展變化

電話交換技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了三個階段1.人工交換2.機電式自動交換3.電子式自動交換人工交換電話一發(fā)明，由於要求各地電話機之間靈活地交換連接，於是很快發(fā)明了交換機。最早採用的是磁石式電話交換機(MagnetoTelephoneExchange)，接著出現(xiàn)了共電式電話交換機(CommonBatteryTelephoneExchange)，這些都是人工交換機，必須由接線生(Operator)來完成使用者電話間的接線和拆線，其特點是設(shè)備簡單，容量小，需佔用大量人力，話務(wù)員工作煩重，速度又慢，因此，人工交換機逐漸被自動交換機所取代。機電式自動交換世界上第一部自動交換機是1898年由美國人A.B.史端喬(AlmonB.Strowger)發(fā)明的，這是一臺步進式IPM電話交換機(StepByStepTelephoneExchange)，1892年，世界上第一個步進式IPM自動電話局在美國印第安納州拉波特設(shè)立，因此，自動電話交換機得到迅速發(fā)展1926年，瑞典研製出了第一臺縱橫電話交換機(CrossbarTelephoneSwitchingSystem)，並在松茲瓦爾(Sundsvall)設(shè)立了第一個縱橫實驗電話局，擁有3500個使用者。由於縱橫式交換機採用了機械動作輕微的縱橫接線器並採用了間接控制技術(shù)，使它克服了步進式交換機的許多缺點。特別是它能適用於長途自動交換，因此五十年代以後，縱橫式交換機在各國得到了大量的推廣和應(yīng)用。電子式自動交換隨著近代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，人們開始把電子元件應(yīng)用到交換機中，逐步取代速度慢、體積大的電磁元件。於是出現(xiàn)了準電子電話交換機(Quasi-ElectronicTelephoneSwitchingSystem)。1960年，美國貝爾系統(tǒng)試用儲存程式控制(以下簡稱程控)交換機(StoredProgramControlledSwitching)成功，並於1965年5月世界第一部程控電話交換機開始運作。該機採用電腦作為中央控制設(shè)備，由電腦來控制接續(xù)工作，該交換機屬於程控空間分隔電話交換機(Store-ProgramControlSpaceDivisionTelephoneExchange)，它意味著電話自動交換控制技術(shù)已從機電式式線控制發(fā)展到電子式程式控制。1970年，法國設(shè)立了世界上第一部程控數(shù)位電話交換機(Store-ProgramControlDigitalTelephoneSwitchingSystem)。到了八十年代，程控數(shù)位電話交換技術(shù)日漸完善，開始走向交換技術(shù)發(fā)展的主導地位。數(shù)位交換與數(shù)位傳輸相結(jié)合，可以構(gòu)成整合數(shù)位網(wǎng)路(IDN)，還可以開發(fā)成整合服務(wù)數(shù)位網(wǎng)路(ISDN)。數(shù)位交換系統(tǒng)不僅達到語音交換，還要完成非語音服務(wù)的交換，即要求程控數(shù)位交換系統(tǒng)具有電話交換(CircuitSwitching)，分封交換(PacketSwitching)以及寬頻交換的能力。程控數(shù)位交換機經(jīng)過20年的推廣應(yīng)用，其技術(shù)已經(jīng)成熟。具有ISDN功能的數(shù)位交換機也紛紛出籠。目前交換技術(shù)的發(fā)展方向是寬頻交換，包括非同步傳輸模式(AsynchronousTransferMode，ATM)交換技術(shù)和光交換技術(shù)。光交換和ATM交換一樣，是寬頻交換的重要成員，只是光交換目前還停留在實驗室研究階段。微波通信＊在微波通信中，電磁波的單位是赫茲（Hz）。德國物理學家赫茲關(guān)於電磁波的實驗，為微波技術(shù)的發(fā)展開拓了新的道路，構(gòu)成了現(xiàn)代文明的骨架。

＊微波是一種具有極高頻率（通常為300MHz~300GHz），波長很短，通常為1m~1mm的電磁波。在微波頻段，由於頻率很高，電波的繞射能力弱，所以信號的傳輸主要是利用微波在視線距離內(nèi)的直線傳播，又稱視距傳播。＊無線電微波的頻率範圍在2GHz～40GHz

間（1G=109）

。微波傳輸屬於一種有向性(line-of-sight)方式，即傳送與

接收端間不能存有障礙物體阻擋，才能收到良好的聲音與影

像。

通常，微波用於寬頻帶(widiband)及雷達(radar)系統(tǒng)，

不過，一半以上的電話系統(tǒng)使用微波傳輸。

1931年，英國的多爾(Dover)使用第一個商業(yè)化微波系統(tǒng)橫

跨英國通道。＊電視也使用微波傳輸，因為微波提供視訊(video)影像所需的傳送容量。加拿大擁有一個全世界最廣泛的微波系統(tǒng)，此外，美國也有幾個微波系統(tǒng)，作為語言及資料通道。

＊微波系統(tǒng)所使用訊號的波性是一種直線波，也就是說，微波並不沿著地球曲面?zhèn)魉?，以直線方式直接由傳送端送達接收端。因此，兩端的距離與彼此天線高度間有重要的關(guān)係。

＊微波傳輸?shù)乃p必須考慮兩端間的氣候、風速、雨量以及實際所使用的頻帶，天線兩端的距離也是主因。受到地形，地物及氣候狀況的影響而引起反射，折射，散射和吸收現(xiàn)象，產(chǎn)生傳播衰落和傳播失真。

＊微波擴頻通信技術(shù)是利用偽隨機碼對輸入信息進行擴展頻譜編碼處理，然後在某個載頻進行調(diào)制以便傳輸。屬於中程寬帶通信方式。微波擴頻通信技術(shù)來源於軍事領(lǐng)域，主要開發(fā)目的是對抗電子戰(zhàn)干擾＊微波擴頻通信的特點：

．建設(shè)無線微波擴頻通信系統(tǒng)目前無需申請、帶寬較高、建

設(shè)周期短

．一次性投資、建設(shè)簡便、組網(wǎng)靈活、易于管理，設(shè)備可再

次利用

．相連單位距離不能太遠，並且兩點直線範圍內(nèi)不能有阻擋

物

．抗噪聲和干擾能力強，具極強的抗窄帶瞄準式干擾能力，

適應(yīng)軍事電子對抗

．能與傳統(tǒng)的調(diào)制方式共用頻段

．信息傳輸可靠性高

．保密性強，偽隨機噪聲使得信號不易被發(fā)現(xiàn)而有利於防止

竊聽

．多址復用，可以採用碼分復用實現(xiàn)多址通信

．設(shè)備使用壽命較長。微波的

其他用途雷達

現(xiàn)代雷達大多數(shù)是微波雷達，利用微波可以使用尺寸較小的天線，來獲得很窄的波束寬度以獲得關(guān)于被測目標性質(zhì)的更多的信息。