工科通信學(xué)術(shù)論文范文(2)
工科通信學(xué)術(shù)論文范文
工科通信學(xué)術(shù)論文范文篇二
淺談近代通信工程的發(fā)展
摘要：本文介紹了通信工程的概念、通信系統(tǒng)的組成、通信系統(tǒng)的分類;分析了通信工程發(fā)展的總體流程圖;詳細(xì)論述了通信工程的具體發(fā)展歷程，并進(jìn)一步分析了安全通信的措施;最后對(duì)通信工程以后的發(fā)展做了進(jìn)一步的展望，相信能給目前從事通信行業(yè)的廣大人員帶來一定的理論意義。
關(guān)鍵詞：通信工程，安全機(jī)制，行業(yè)發(fā)展
通信工程(Communication Engineering)專業(yè)是信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速并極具活力的一個(gè)領(lǐng)域，尤其是數(shù)字移動(dòng)通信、光纖通信、Internet網(wǎng)絡(luò)通信使人們?cè)趥鬟f信息和獲得信息方面達(dá)到了前所未有的便捷程度。通信工程具有極廣闊的發(fā)展前景，也是人才嚴(yán)重短缺的專業(yè)之一。通信工程學(xué)習(xí)通信技術(shù)、通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)等方面的知識(shí)，能在通信領(lǐng)域中從事研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和國(guó)防工業(yè)中從事開發(fā)、應(yīng)用通信技術(shù)與設(shè)備。
十年前港臺(tái)電影中黑幫大佬手里可以用來砸人的“大哥大”，早已變得如此纖細(xì)輕巧、色彩繽紛，并且飛入尋常百姓之手;從前只有數(shù)月飛鴿傳書才能聯(lián)系的國(guó)外親友可以用簡(jiǎn)單方便快捷的伊妹兒(E-mail)互致問候、即時(shí)聊天，甚至裝上攝像頭開個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議!這一切都應(yīng)該歸功于通信工程(Communication Engineering)技術(shù)的迅猛發(fā)展。如果讓科學(xué)家們選出近十年來發(fā)展速度最快的技術(shù)，恐怕也是非通信技術(shù)莫屬。這些都使得現(xiàn)階段理解這個(gè)年輕而又略顯“神奇”的專業(yè)成為一種必要性與緊迫性[1]。
1 通信工程[2]
1.1 專業(yè)特點(diǎn)
通信工程跨電子、計(jì)算機(jī)專業(yè)，所學(xué)知識(shí)兼有兩者的特點(diǎn)，需要較好的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)以及較強(qiáng)的動(dòng)手應(yīng)用能力。所學(xué)知識(shí)，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等屬于計(jì)算機(jī)類，另一些知識(shí)，如信號(hào)處理、高頻電路、電路原理等屬于電子類，此外還有專業(yè)性較強(qiáng)的通信原理等，所學(xué)范圍比較寬。
1.2 通信系統(tǒng)構(gòu)成
通信系統(tǒng)由信源，包括聲音、數(shù)據(jù)、文字、圖像等，經(jīng)由發(fā)送變換器消除噪聲的影響，并轉(zhuǎn)化成信號(hào)通過信道發(fā)送到接收變換器，最后還原成原始的聲音、數(shù)據(jù)、文字、圖像等信息。如圖1所示：
圖1通信系統(tǒng)構(gòu)成
1.3 通信系統(tǒng)分類
(1) 按信源產(chǎn)生消息的物理特征分類
按信源產(chǎn)生消息的物理特征分類，可以分為電話通信、電報(bào)通信、電視通信、數(shù)據(jù)通信、圖像通信、多媒體通信等。
(2) 按傳輸信號(hào)的特征分類
按傳輸信號(hào)的特征分類可以分為模擬通信與數(shù)字通信。模擬通信是指?jìng)鬏數(shù)男盘?hào)是模擬信號(hào);數(shù)字通信是指?jìng)鬏數(shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)等。
(3) 按傳輸媒介和系統(tǒng)組成的特點(diǎn)分類
按傳輸媒介和系統(tǒng)組成的特點(diǎn)分類可以分為長(zhǎng)波通信、短波通信、微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、移動(dòng)通信等。
(4) 按用途分類
按用途分類可以分為民用通信、軍事通信、氣象通信、海洋通信、宇宙通信、應(yīng)急通信等等。
2 發(fā)展流程總圖
通信工程的發(fā)展流程總體經(jīng)歷了4個(gè)階段，分別為80年代的黎明期，90年代的成長(zhǎng)期，21世紀(jì)前期的量變擴(kuò)展期，21世紀(jì)中后期的質(zhì)變擴(kuò)展期。
3 發(fā)展流程
無(wú)線通信的發(fā)展歷史可以追溯到19世紀(jì)80年代赫茲(HEinrich Hertz)所做的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，以及馬可尼(Guglielmo Marconi)所做的研究工作。移動(dòng)通信的始祖馬可尼首先證明了在海上輪船之間進(jìn)行通信的可行性。自從1897年馬可尼實(shí)驗(yàn)室證明了運(yùn)動(dòng)中無(wú)線通信的可應(yīng)用性以來，人類就開始了對(duì)移動(dòng)通信的興趣和追求。也正是20世紀(jì)20年代末，奈奎斯特(Harry Nyquist)提出了著名的采樣定理，成為我們邁向數(shù)字化時(shí)代的金鑰匙。
3.1 第一代移動(dòng)通信技術(shù)(1G)
第一代移動(dòng)通信技術(shù)(1G)是指最初的模擬、僅限語(yǔ)音的蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)，制定于上世紀(jì)80年代。Nordic移動(dòng)電話(NMT)就是這樣一種標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于Nordic國(guó)家、東歐以及俄羅斯。其它還包括美國(guó)的高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)，英國(guó)的總訪問通信系統(tǒng)(TACS)以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法國(guó)的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模擬蜂窩服務(wù)在許多地方正被逐步淘汰。
第一代移動(dòng)通信主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進(jìn)行移動(dòng)
通信的長(zhǎng)途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)。第一代移動(dòng)通信有多種制式，我國(guó)主要采用的是TACS。第一代移動(dòng)通信有很多不足之處，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和不能提供自動(dòng)漫游等。
3.2 第二代移動(dòng)通信技術(shù)(2G)
第一代移動(dòng)通信技術(shù)模擬移動(dòng)通信具有很多不足之處，比如容量有限;制式太多、互不兼容、不能提供自動(dòng)漫游;很難實(shí)現(xiàn)保密;通話質(zhì)量一般;不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。第二代數(shù)字移動(dòng)通信克服了模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)的弱點(diǎn)，話音質(zhì)量、保密性得到了很大提高，并可進(jìn)行省內(nèi)、省際自動(dòng)漫游。
第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)引入數(shù)字無(wú)線電技術(shù)組成的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量，改善了話音質(zhì)量和保密性，并為用戶提供無(wú)縫的國(guó)際漫游。當(dāng)今世界市場(chǎng)的第二代數(shù)字無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，包括GSM、D-AMPS。PDC(日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng))和IS-95CDMA等，均仍然是窄帶系統(tǒng)?，F(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)主要以第二代的GSM和CDMA為主，采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技術(shù)，數(shù)據(jù)提供能力可達(dá)115.2kbit/s，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)采用增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率(EDGE)技術(shù)，速率可達(dá)384kbit/s。
3.3 第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3G)
由于第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)帶寬有限，限制了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的多媒體業(yè)務(wù)。同時(shí)，由于各國(guó)第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，因而無(wú)法進(jìn)行全球漫游。比如，采用日本的PHS系統(tǒng)的手機(jī)用戶，只有在日本國(guó)內(nèi)使用，而中國(guó)GSM手機(jī)用戶到美國(guó)旅行時(shí)，手機(jī)就無(wú)法使用了。
第三代移動(dòng)通信，簡(jiǎn)單地說就是提供覆蓋全球的寬帶多媒體服務(wù)的新一代移動(dòng)通信。與第一代模擬移動(dòng)通信和第二代數(shù)字移動(dòng)通信相比，第三代移動(dòng)通信是覆蓋全球的多媒體移動(dòng)通信。它的主要的特點(diǎn)之一是可實(shí)現(xiàn)全球漫游，使任意時(shí)間、任意地點(diǎn)、任意人之間的交流成為可能。也就是說，每個(gè)用戶都有一個(gè)個(gè)人通信號(hào)碼，帶著手機(jī)，走到世界任何一個(gè)國(guó)家，人們都可以找到你，而反過來，你走到世界任何一個(gè)地方，都可以很方便地與國(guó)內(nèi)用戶或他國(guó)用戶通信，與在國(guó)內(nèi)通信時(shí)毫無(wú)分別。能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù)是第三代移動(dòng)通信的另一個(gè)主要特點(diǎn)。這就是說，用第三代手機(jī)除了可以進(jìn)行普通的尋呼和通話外，還可以上網(wǎng)讀報(bào)紙，查信息、下載文件和圖片;由于帶寬的提高，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)還可以傳輸圖象，提供可視電話業(yè)務(wù)。
3G業(yè)務(wù)可以分為基本業(yè)務(wù)和新興業(yè)務(wù)?；緲I(yè)務(wù)一般有短消息業(yè)務(wù)，WAP業(yè)務(wù)，多媒體消息業(yè)務(wù)，定位服務(wù)業(yè)務(wù)，OTA下載業(yè)務(wù)。短信業(yè)務(wù)是3G系統(tǒng)的業(yè)務(wù)平臺(tái)提供的一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它為移動(dòng)終端提供收發(fā)一定大小的文本和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)，并利用SMSC(短信業(yè)務(wù)中心)為短信提供“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”的功能。WAP業(yè)務(wù)是移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和internet融合的基本業(yè)務(wù)，用戶通過手機(jī)和其他無(wú)線終端的瀏覽器查看從服務(wù)器收到的信息，室移動(dòng)終端持有者可以像internet用戶一樣，訪問internet內(nèi)容和其他數(shù)據(jù)服務(wù)。具體有可以分為PULL業(yè)務(wù)和PUSH業(yè)務(wù)兩種類型。
4 安全機(jī)制
4.1 通信安全
通信安全不同于信息安全，它是建立在信號(hào)層面的安全，不涉及具體的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。通信安全是信息安全的基礎(chǔ)，為信息的正確，可靠傳輸提供了物理保障。安全通信具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：
保密性。
保密性是指確保數(shù)據(jù)處于私有和保密狀態(tài)，并且不會(huì)被可能使用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件的竊聽者查看到。通常借助加密來達(dá)到保密目的。
完整性。
安全的通信通道還必須能確保數(shù)據(jù)受到保護(hù)，以防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中遭到意外或蓄意(惡意)的修改。完整性通常是通過使用“消息身份驗(yàn)證代碼”(Message Authentication Code, MAC) 實(shí)現(xiàn)的。
4.2 安全措施[3-4]
(1) 對(duì)于通過 Internet 和公司 Intranet 傳遞的數(shù)據(jù)來說，首先要確保通道的安全。
(2) 做好 Web 瀏覽器到 Web 服務(wù)器、Web 服務(wù)器到應(yīng)用程序服務(wù)器以及應(yīng)用程序服務(wù)器到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等鏈接的安全要求。
(3)務(wù)必使安全通信提供保密性和完整性。它無(wú)法防止不可否認(rèn)性(這需要客戶端證書)。
(4) 正確選擇加密。通道安全選項(xiàng)包括 SSL、IPSec 和 RPC 加密。例如，當(dāng)您的應(yīng)用程序使用 DCOM 與遠(yuǎn)程服務(wù)組件通信時(shí)，適合使用最后一個(gè)選項(xiàng)。
(5) 如果您使用 SSL 與 SQL Server 通信，應(yīng)用程序應(yīng)選擇(基于每個(gè)連接)對(duì)連接加密。
(6) 使用IPSec 對(duì)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的所有 IP 通信都進(jìn)行加密。
(7) 正確合理選擇傳輸協(xié)議、操作系統(tǒng)版本和網(wǎng)絡(luò)注意事項(xiàng)(包括防火墻)。
(8) 在安全通信與性能之間始終存在一種此消彼長(zhǎng)的關(guān)系。請(qǐng)選擇適合您的應(yīng)用程序要求的安全級(jí)別。
5 展望
科學(xué)是人類進(jìn)步的第一推動(dòng)力,通信從1G 發(fā)展到2G，從2G發(fā)展到3G，已經(jīng)經(jīng)歷了3代產(chǎn)品的發(fā)展。展望通信業(yè)的未來，我們期待著第4代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)4G的實(shí)現(xiàn)。
4G(第四代移動(dòng)通信技術(shù))的概念可稱為寬帶接入和分布 網(wǎng)絡(luò)，具有非對(duì)稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無(wú)線固定接入、寬帶無(wú)線局域網(wǎng)、移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。 第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)比第三代標(biāo)準(zhǔn)具有更多的功 能。第四代移動(dòng)通信可以在不同的固定、無(wú)線平臺(tái)和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無(wú)線服務(wù)，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)(包括衛(wèi)星通信和平流層通信)，能夠提供定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。此外，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。
目前，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)著手研制第四代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品。美國(guó)AT&T公司已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中研究第四代移動(dòng)通信技術(shù)，其目的是提高蜂窩電話和其他移動(dòng)設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)的速率。相信不久的將來，通信行業(yè)不僅可以將上網(wǎng)速度提高到超過3G技術(shù)的50倍，而且屆時(shí)人類將首次實(shí)現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸。
參考文獻(xiàn)
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[3] 通信建設(shè)安全生產(chǎn) 管理的方法和措施探討 作者:馬巍 學(xué)術(shù)期刊 中國(guó)工程咨詢CHINESE CONSULTING ENGINEERS 2008年第7期
[4] 趙斌 通信建設(shè)的有效措施探討 [期刊論文] -價(jià)值工程2010(34)
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