二、通信技术

信息研究探源

人们交换信息、交流感情,离不开语言;文字发明以后,人类便可以进行远距离信息交流了,例如写信等。不仅如此,前代人的信息还可以留给后代,例如书籍、信札等。这样,便使信息交流的时空得到了扩展。

中国古代传递信息,主要靠人传递,交通工具是马匹,沿路设驿站。不过那时主要是为政府传递信息的。当然,还可以传递别的信息,例如,杨贵妃要吃新鲜荔枝,唐明皇便派人把这一信息传到南方,南方的州县便根据这一信息,立即在产荔枝的地方采购。然后便快马加鞭,日夜兼程,最后把新鲜荔枝送到长安城,以满足贵妃的需求。

驿站是周朝建立的通信设施。每隔一定的距离设一个驿站,备有马匹和供邮差食宿的设施。

在国外,也有与中国相似的通信设施。例如,古代罗马、埃及等许多国家,也是靠人送达信息的,马车和船便是主要的交通工具。

古代军事上传递信息,除了用上述方法以外,还采用烽火台传递信息。例如,在京城和边防要地之间,隔一定距离设一个烽火台,如果遇到外敌入侵,夜晚便点起火,白天则烧狼粪放烟。这样一个烽火台传至下一个烽火台,下一个烽火台再传到下一个,很快就把信息传到京城,京城的军政要人便根据信息采取措施。当然,有时只在局部地区设防的范围内传递,边防将会根据信息,采取军事措施。所以,古代著作中常以“狼烟”、“烽火”比喻战争。

关于烽火台传递信息的记载,在《东周列国志》中,就有“周幽王烽火戏诸侯”的故事,从中我们可以看到当时烽火台传递信息的速度和作用。万里长城上每隔一段,就有一个烽火台。明代戚继光抗倭,曾在山东胶东半岛北部临渤海湾处设“烟台”,所以烟台市的地名也由此而来。

利用烽火台传递军事信息,一直延续到清代。近代则发展了邮车和邮船,使信息传递工具大为改进。

靠人来传递信息,由于使用的交通工具比较落后,速度较慢;用烽火台传递军事信息,显然很难表达复杂的信息内容。比如,烽火台能够传递有外敌入侵的消息,但是,敌人有多少兵力,武器装备怎样,采取什么样的战略战术,就很难表达了。

直到19世纪,人们发明了电报和电话。这种无线电通信技术使远距离通信既快、又可以传达复杂的信息内容了。

现代通信网络

现代通信网络是人类社会的神经系统。

在信息时代,我们的社会生活的范围扩大、节奏加快,现代通信网络技术已经成为社会交往中须臾不可离开的手段。各种通信手段,如信件、电话、传真等,把人们紧密地联结在一起。

现代通信网络大体由终端设备、传输设备和交换设备组成。

通信终端设备包括电话机、传真机、用户电报机(电传机)、数据终端和图像终端等。

传输设备的功能是把信号从一个地方传送到另一个地方。电缆、海底电缆及光缆等是有线传输设备,而微波收发机及通信卫星是无线通信的传输设备。

交换设备是实现用户终端设备中信号交换、接续的装置,例如电话交换机、电报交换机等。

现代通信网络中有各种分类方式。如果按交换方式分,有电路交换网、电文交换网、分组交换网等。如果按信号形式分,则有模拟通信网和数字通信网。

数字通信网比模拟通信网具有更大的优越性。采用数字信号,一条电话线路在同一时间内传送的话路比用模拟信号传送的要多,而且所受到的干扰少。数字网可节省设备费用,提高传输性能。在数字网中由于各种通信业务都用数字信号来传递,因此可以使用相同的设备与技术,通过同一通信网传送,从而能方便地扩大业务种类以及开办综合性业务。

现代通信网络所用的主要设备之一是程控交换机。它的任务是对电话系统的运行进行控制。从电话接通到通话结束,都离不开电话线路的交换与接续的设备——交换机。从20世纪60年代开始,电子交换机迅速发展起来。1965年,世界上第一部用电子计算机控制的电话交换机问世,它利用预先编制好的程序来控制电话的交换接续。这种控制方式称为“存储程序控制”,简称程控。用程控交换机接续的电话机,称为“程控自动电话”,即常说的程控电话。

程控交换机的突出优点是,为了改变交换系统的操作,不需改动交换设备,只要改变程序的指令就可以了,从而不仅使交换系统具有更大的灵活性、适应性和开放性,而且便于开发新的通信业务,能灵活方便地为用户提供多种服务功能。程控电话具有的各种特殊功能都是由程控交换机提供的。程控交换机既可用于电话,也可用于传真等非话通信业务。

常用的数字程控交换机有专用自动小交换机和用户交换机。

专用自动小交换机具有与计算机联网通信的功能,可以与计算机连接进行数据通信。用户能利用一般的计算机对外置数据库作大量的存取,开展电话号码查询、电话计费等服务。

用户交换机是供机关、厂矿、学校等单位内部电话接续用的一种交换机,它又称为“小交换机”,即通常所说的“总机”,而它的用户话机通常称为分机。

全自动用户交换机,是一种以微处理器为核心的交换系统。利用它,分机与市话网用户通话及分机相互呼叫等全部都是自动接续的,而且还能进行多种复杂的话务管理。近年在国内流行的“电脑话务员”,就是用户交换机的一种新颖附加装置,可代替人工话务员转接内线分机的劳动。

信息社会需要不断革新通信技术。现代通信网络技术的发展趋势是实现数字化、宽带化、综合化、智能化。目前许多国家在发展综合业务数字网的基础上,正朝宽带综合业务数字网、智能化和个人化信息网迈进。

信息高速公路

近年来,“信息高速公路”一词频频出现于各国的报刊、杂志,成为人们谈论的热门话题,一些青少年朋友也对此发生了浓厚的兴趣。

什么是信息高速公路呢?通俗地说,它是由高速通信网将计算机系统和各类信息源连接起来,构成的开放式综合巨型网络系统。这一网络系统能覆盖整个国家甚至全球,能以每秒传输10个二进制码元级的速度传递信息,以先进的技术采集、处理信息,并供全社会成员方便地利用信息。因而它是现代社会的国家信息基础结构。

1995年五六月间,新闻媒介报道了这样一条消息:清华大学学生朱令身患一种怪病,病情迅速发展,生命垂危,医务工作者对此病的诊断和治疗一时难作结论。为挽救她的生命,她的同学在全球计算机互联网Internet上发出了呼吁。这一呼吁立即在全世界引起反响,数以千计的专家、学者、医务工作者纷纷献计献策,很快确诊她患的是铊中毒症,对症治疗使她的生命得到了挽救。这一生动的事实,使我们切实感受到现代化的信息技术将对人类的生活产生多么巨大的影响。

今天,人类已从工业社会进入信息社会。信息资源和信息资源的开发利用必将成为21世纪国际竞争的焦点。美国克林顿政府为了争夺高新技术发展优势,抢占未来巨大的信息市场,于1993年9月提出《国家信息基础结构:行动计划》的政府报告,宣布将投资4000亿美元,用20年时间建成美国国家信息基础结构(NII),俗称“信息高速公路”。这一行动在全世界形成巨大的冲击,引起强烈反响,各国争先恐后纷纷投入这一跨世纪的工程,形成一股强大的全球信息化大潮。

众所周知,现在的有线电视网是非交互式网络,节目由电视台播出,用户接收,信息只能单向传输。而NII构成的电视网信息可以交互传输,用户不仅仅是被动的接收,用户需求的信息也可以通过NII网反向传给电视台,“点播”电视节目。

信息高速公路不仅是交互式网络,还是高速、智能、综合网。它能将现有的电信网、计算机网及电视网综合成一个统一网,各种信息业务(包括电话、编码电报、传真、计算机通信、电视等)都在同一个网络中完成。可以设想,这样一来该能节省多少人力、物力、财力。

信息高速公路的建设将极大地推动经济增长,将使人类的工作、学习、生活方式得到极大的改善。首先,它能使居家上班成为潮流。工作效率提高以后,工作时间便会相应缩短。科学家预计,到那时,将实现每周工作20小时。学生也可以在家享受异地学校的教学、辅导,所有的学生都可以受到最好的学校、最好的教师、最好的课程的教育。现在,瑞士已经有了借助NII办一所“世界大学”的计划。如果你生病了,你的家人再也不必到处奔走求医问药,借助NII你可以请任何一位名医来为你对症下药。至于居家购物、居家旅行等,都已变得轻而易举了。

讲了信息高速公路的这么多本领,有的青少年朋友已经迫不及待地问:那现在信息高速公路问世了没有啊?答案是不会令你失望的。现在,信息高速公路基础结构的很大一部分——信息借拿“信息高速公路”和公路相比,你会发现什么?以传输的电缆或电线,已经建成或正在建设中。现在,大容量电缆已经遍布美国,连接着各大城市。美国已初步建好一条高速公路并开始为公众服务。它实质上是一个由许多小网络拼凑在一起组成的蔓延四方、组织松散的计算机通信网络,它脱胎于美国国防部的一个系统,现在不属于任何单一团体。直到前不久,它的主要用户还是大学的研究人员、大公司的研究开发机构和政府部门。但现在,越来越多的小公司和个人用户正在以极快的速度涌入网络。

我国也已经开始建设信息高速公路并命名为“中国信息基础结构”,英文简称CNII,上网的用户也越来越多。

信息高速公路对人类社会生活的影响

信息高速公路的兴建,将使人类生活于一个无所不在的信息网之中:通畅的信息网把大量的图像、声音、文字、数据等信息及时地传送到信息的需求者手里;信息资源得到充分开发和利用;信息成为继物质和能源之后人类生存和发展的第三大支柱。人类从此将真正步入信息化时代,人类社会生活的各个方面也将随之发生重大变化。

在经济生活方面,信息高速公路的建设将加速信息产业化、经济信息化和市场一体化的进程,使信息跃居为首要的经济战略资源。

(1)信息产业化。首先,信息技术产品制造业在巨大市场需求的拉动下空前繁荣;其次,信息技术与商业、大众传媒、医疗、教育等行业相融合,导致了大量新型信息服务业的产生;其三,在信息产业成为新的经济增长点的同时,通过对传统产业的信息技术改造,使传统产业的生产智能化,并实现了资源的节约和成本的降低,为解决能源、交通、环境等社会问题以及社会的可持续发展开辟了新的道路。

(2)经济信息化。从宏观上讲,在技术上已能实现对宏观经济信息的全面采集、存储和分析处理,使宏观经济调控和国民经济发展战略建立在及时、准确和科学的基础之上;从微观上讲,企业的微观经济活动将日益依赖信息的传输和处理,届时将出现依据市场信息而灵活调整的小批量柔性制造技术,具体的创新活动会变得分散而具有活力,企业组织结构和经营管理模式也将变得灵活多样,企业间竞争也会更加剧烈。

(3)市场一体化,信息一体化必然导致全球市场一体化,使国内与国际经济活动联为一体,跨国经营和形成国际竞争力成为所有企业的努力方向。由此将会产生世界范围的产业分工,信息技术先进的国家将在新一轮经济角逐中占有绝对优势,国与国间的贫富悬殊可能进信息高速公路带来了全球性的信息革命,它对人类生活的各个层面的都产生了深刻的影响一步拉大。

在政治生活方面,信息高速公路将会在个人参与、社会控制与管理、国家概念和国际关系等三个层面上带来一些引人注目的影响。就个人参与政治的程度而言,信息高速公路无疑会使广大公众参与公共事务的机会有一个绝对的增加,但同时对这种广泛参与的规范也会成为一个新的难题;就社会控制与管理而言,信息高速公路将使社会组织日益分散化,管理方式柔性化,同时也更加复杂化;就国家概念和国际关系而言,随着公众通过网络与世界接触机会的增多,各国公众、尤其是信息产业落后国家的公众心目中的国家概念可能淡化,在国际关系中信息实力将会成为国家综合国力的重要标志。

在文化文面,信息高速公路将对世界文化产生巨大的冲击。一方面,信息高速公路可以为各国用来积极地宣传和推介本国的文化,使多元文化在全球一体的信息空间中得以充分展示;另一方面,如果不发达国家的文化战略不当,各国丰富的文化极有可能受到信息技术发达国家的文化沙文主义的有意或无意的侵蚀。

信息高速公路的建成不仅会对全球的经济、政治、文化产生极大影响,而且也会使人们的工作方式、学习方式和生活方式发生深刻的变革。就工作方式而言,有了信息高速公路,劳动者在体力和智力两个方面将获得空前解放,工作和研究交流变得更为方便,工作方式变得个性化,在家上班成为新时尚,但同时,这一切都将建立在劳动者不断更新其知识和技能的基础之上,所以终身教育将成为个人生存竞争的必需,以素质为前提的职业竞争将日趋激烈。就学习方式而言,远距离教育和多媒体进入课堂,会使学习方式更为灵活和主动,一场知识传播革命指日可待。但是我们也将看到:不善于抓住学习机会和墨守成规的人将由于其知识的迅速老化愈益缺乏竞争力,学习会成为个人生活不可缺少的部分。就生活方式而言,随着社区服务的完善,个人生活将更加方便和个性化,娱乐和休闲方面的信息服务将进一步提高人们的生活质量,人际交往也将更为广泛,新的网上交际方式得到普及。但是,人们对信息的过分依赖甚至迷恋,将使传统的人际服务和交往中的真正面对面的机会逐渐减少,使人与人之间的人情味日益淡化,对人的心态可能会造成许多负面的影响。

最后我们还要看到,信息高速公路的发展一方面使信息资源得到了充分的利用,另一方面也带来了低质量信息的泛滥,加剧了各种形式的信息犯罪。正是由于信息已经是人类社会最重要的资源之一,我们对信息高速公路所导致的正、反两方面的影响要始终予以高度的关注。

信息高速公路的应用

信息高速公路用光缆和相应的软、硬件设备以及网络体系把所有的行政机关、学校、公司企业、医院、图书馆等不同的机构与每个普通家庭连在一起,形成了一个全球性计算机化的高速信息网。通过它我们可以迅速地获得信息检索、信息通信和在线服务等多种信息服务。

我们正处在一个信息爆炸的时代。及时准确地了解有关信息已成为我们正常地生活、学习和工作的必要条件,而信息高速公路的建成,将使我们能在信息的海洋里轻松地检索各种信息。

到那时,我们不仅能看到当日的新闻,还能回顾几十年前的报道。可视图文系统将自动地为用户积累专题新闻:在气象新闻中,我们可以看到世界各重要城市短期和中长期的气温、气候、湿度等资料;在就学指南中,有世界著名学府的位置、规模、申请情况、奖学金标准、住宿等信息;在旅游专题中,记录了各国数千家旅馆的地址、电话、租金、设施、接受的信用卡、服务项目等资料,还有各种航班和车船信息;在文化娱乐专题中,有数千部电影摘要、新电影和演出预告、新的电子游戏简介等可供自由选择。

通过信息高速公路上的信息检索,我们还能利用联机期刊服务在家中和办公室的电脑上阅读报刊或图书。这种服务在功能上相当于一个巨型的图书馆,它可以让用户任意浏览各种出版物或复制需要经常参阅的内容。

当我们想观看各种声像节目时,信息检索的交互式视频业务将为我们提供娱乐、通信等方面的服务。通过一种既像电视又像电脑和电话的双向电视,我们可以点播大量的文娱节目,还可以自己创作一些新的节目供大家欣赏;用它来与朋友联络时,它又成了一部可视电话;通过它还可找到电子游戏的玩伴,或者相互竞赛、或者共同协作,使游戏更为刺激和精彩。

信息高速公路的建立,将使我们获得全新的通信方式。在现有的Internet网的实践中,我们已经看到了电子邮件巨大的优越性。它灵活、方便的收发方式,免除了大量的复制、传递工作,节省了许多宝贵时间。将来,电子邮件系统将发展成集信函、电报、智能电报、传真、可视图文等非话电文业务以及语音、活动图像等新一代业务于一体的综合通信系统,并且将具有更好的兼容性和安全性,使用户用起来更为方便和放心。

随着信息高速公路的发展,大信息量的远程信息交换所花费的时间将越来越短,包括活动图像在内的信息几乎能同时为通信者所共享。在家办公和在家开会将变成现实。利用高速的远程通信网,证券公司的经纪人可以在家中使用电脑接受投资人的委托和发出买入或卖出的指令;部门经理可以在家里用电子邮件向上级汇报工作,也可以用可视电话或可视会议系统与有关人员“面对面”地交换意见。

通过信息高速公路,我们将获得一种前所未有的服务方式,这就是各种各样的在线服务。所谓在线服务,就是接入通信网后能得到的服务;所谓在线,不仅意味着终端连在某一通信线上,更意味着进入了一个与物理空间相对应的信息空间。在这个信息空间中,人与人之间的物理空间距离消失了,信息高速公路将使我们能够几乎即刻获得服务的响应。通过在线购物服务,用户可以获得多达几十万种商品的信息,还可以与批发商讨价还价;电子银行、电子股票市场,将使许多繁琐的手续简化为轻轻地敲几下键盘;电子医疗保健系统,将使全社会的成员得到更为公平的医疗机会,小城镇的医生可以在大医院专家的在线指导下给病人做手术,每个人都有机会接受专家的在线健康咨询;电子教育在线服务可以让学生以极其灵活的作息安排或者巧妙地利用业余时间完成课业的学习,终身教育的概念将得到真正的贯彻,不出家门就能拿到外国的学位,留学的概念自然也会随之而变;在电子公告栏上,我们可以找到更多的朋友和知音:开一个乡村音乐欣赏会,讨论生态环境问题,发表对女权主义的看法,推介一种减肥的食谱,交流一下打棒球的心得……

在信息高速公路上“堵车”

在许多介绍有关信息高速公路的文章中,我们常被告知,信息高速公路可以通过其无所不在、近乎完美的网络,为用户提供十分便捷的信息服务。但是,我们也应该看到,信息高速公路中的通信网络与现有通信网络一样,常会出现暂时性和局部性的拥塞,若不能得到及时控制,就会像交通堵塞一样,将给整个网络带来灾难性的后果。造成这种“堵车”的主要原因有以下两点:

其一,网络信息交换量和传输量(即网络负荷)过大。我们知道,在信息高速公路的网络上不但有电话业务,还有数据交换量和传输量更为巨大的电报、传真、视频通信、电子邮件等非话业务。当交换设备或传输系统发生故障时,会使网络资源紧张;地震、台风等自然灾害对网络设施的破坏,也会减少某些网络资源;社会、商业、政治的某些不可预期的事件,常会导致传输和交换业务量的骤然增加。然而,每个用户却可以不受限制地随时进入网络。这样,在发生上述情况时,用户呼叫的成功率下降,且往往由于呼叫失败者的不断试呼,更加剧了异常业务量的发生。当信息的传输和交换量大大超出交换机和传输电路的容量时,就会引发网络过负荷。此时,若不采取相应的网络管理措施,将会使网络性能恶化,并最终演化成网络拥塞。

其二,信息高速公路中信息交换和传输业务具有极大的突发性。在通常情况下,信息高速公路中的巨型计算机和大型计算机可能会以每秒吉比特(Gbps)以上的速率将数据输入网络。由于传输速率高,一般数据文件的传输时间极短。被传送的信息往往会在极短的传输时间内占用所经线路的大部分通道。但是,一旦传输完毕,网络负荷便急剧下降。由此可见,网络中的业务具有很大的突发性,网络中的负荷也因而具有很大的不稳定性。这就给网络的优化设计和网络的控制管理带来了极大的困难。

信息高速公路中业务的突发性时常会引发暂时性和局部性的拥塞。网络负荷的不稳定性会进一步造成数据交换时间和传输时间的不确定性。尤其是当信息高速公路用于分布式科学计算时,巨型机、并行机之间将进行大量数据的频繁交换,在网络设计和管理方面必须充分考虑网络业务的突发性和网络负荷的不稳定性,才可能较好地控制拥塞的出现。

要想从根本上减少拥塞,必须不断提高通信网的信息交换和传输容量,制订能充分利用网络资源的信息传递模式,开发能够应对各种突发情况的网络管理技术。

只有这样,才能使信息高速公路在任何时候和不论发生什么情况都能提供最充分且有效的服务,真正体现其高速、准确传递信息的宗旨。

Internet网与信息高速公路的区别

说到信息高速公路,人们就会联想到互联网络Internet。Internet经过20多年的发展,已从最初单纯的研究信息交换网演变成世界上最大的计算机网络。随着信息高速公路热的兴起,Internet受到世界各国的广泛重视,目前已有180多个国家和地区的数千万用户接入Internet网。在信息高速公路没有建成之前,它将是全球机构及个人之间重要的信息交流工具。

在许多媒体报道中,“Internet”常与“信息高速公路”同时出现,容易使人误以为Internet就是信息高速公路。实际上,正如比尔·盖茨在《未来之路》中所言:“个人计算机、多媒体只读存储器(CD-ROM)软件、高容量有线电视网、有线和无线电话网以及Internet都是信息高速公路的前身。每一个都预示着未来,但每一个都不能代表真正的信息高速公路。”

我们可以将Internet看作正在规划和建设的信息高速公路的原型。但是,与未来的信息高速公路相比,我们只能称Internet为“初级的信息高速公路”或“信息公路”。首先,Internet现有的电子邮件、数据检索、电子公告版、远程登录、电子市场等信息服务功能,还远远不能满足信息高速公路所要达到的信息服务要求。在设想中的信息高速公路上,人们不仅能随时自由地与通信对象进行双向信息交流,还能够如亲临现场一般地获取教育、医疗、社区服务、声像娱乐等信息服务。实现这些服务的关键是信息交流的双方能够及时获得对方的现场活动画面。由于Internet的信息传输速度较慢、传递图像画面的时间过长、信息传输速度随着网络的拥挤程度的变化而起伏不定,目前仍无法顺利地现场传送活动的彩色图像。这样一来,可视电话、双向电视、可视会议系统、视频点播服务、远程教育、可视图文系统等服务就都无法大范围拓展了。

其次,Internet网的建网原则过于强调彻底的自由和开放,导致了许多信息安全问题和社会问题。显然,未来的信息高速公路从建立之初就要考虑信息安全问题和对用户恶意行为的控制,以杜绝信息越轨和信息犯罪行为。

此外,Internet最初是作为学术网络发展起来的,其设计对象是有专业知识背景的用户,一般的用户在操作时有很大的困难。这与信息高速公路便捷地服务全社会每一个成员的宗旨相去甚远。

建立信息高速公路,将是一项全新的巨大工程。每秒钟能传送千亿比特以上信息的通信网,集图像、文字、声音、数据处理功能于一体的多媒体一体化终端,先进的软件平台和工具,能支持信息高速传送的网络传输方式和管理技术,信息量巨大的数据库和图像库等,都是一些全新的概念。它们是现有最先进的计算机技术、通信技术、声像技术等电子信息技术进一步发展的产物。Internet只是信息高速公路的开端,未来的信息高速公路将与Internet大不相同的方式日新月异地展示在我们面前。

信息高速公路上使用的计算机系统和数据库

在信息高速公路上,高性能的通信网将各种信息资源与广大客户连在一起。为了适应迅猛增加的、具有随机性、并发性和突发性等复杂特性的多媒体综合信息业务的需要,必须建立起相应的计算机系统和数据库。

在信息高速公路中的信息中心,一般都建有巨大的数据库和多媒体信息库,它们是全社会共享的主要信息资源。其中存储的数据和信息可能是某地区几十年来详细的气象资料,也可能是成千上万的影视拷贝,可供用户随时自由访问。

显然,这些数据库和信息库必须有总体数据吞吐能力和信息处理能力巨大的计算机系统的支撑,才能充分发挥其信息服务的功能。由于单个微处理器(CPU)的运行速度已逐渐接近技术极限,目前开发的高性能计算机系统的主流结构是用多个处理器联结而成的并行多处理机系统。并行多处理机通过若干个CPU的协同工作,使整个系统的信息处理能力和数据存取速度大为提高。在硬件技术方面,许多大规模并行处理巨型机采用了精简指令(RISC)等先进技术,可以在同一时间里执行多条指令,其运行速度已超过传统的向量巨型机。NEC公司开发的一种大规模并行处理机系统在进行大型数据处理时,从200万个数据库中抽取10万个数据仅需5分钟,而普通机型往往要花费几个小时。

为了更好地满足信息服务的需求,在信息高速公路的各个部分还必须建立一种基于计算机互联网络的计算机系统。这种系统便是分布式计算机系统,它是由多个分散的计算机经互联网络连接而成的一种系统。这种系统强调系统中的软件与硬件资源和各项任务由全系统共享或承担,同时也保留了各个用户使用自身资源的高度自主权。

在分布式计算机系统中,各个用户独立使用其所拥有的软、硬件资源,闲置的部分由系统分配给其他要求使用的用户。当用户要利用其他计算机的资源时,他可以根据系统给他提供的其他计算机的运行状态,将任务交给它们执行。由于系统内的用户对全系统的软、硬件资源有一个动态的把握,单个用户可利用的资源成倍增加。因此,与一般的计算机网络系统相比较,分布式计算机系统的用户不必先输入账户口令进行远程登录,就可以实现资源共享。利用这一系统,分散的计算机单元可以相互协作,共同解决某个问题或同时执行某项功能,使用户利用微机就可获得类似于大型机的高速度和强大功能。

分布式计算机系统所支撑的分布式数据库是数据库技术与计算机网络技术相结合的产物。与常见的集中式数据库相比,虽然分布式数据库的数据分散存储在网络上的各点,但它可以为网上所有的用户所共享,任何地方的合法用户都可以十分方便地获取和处理所需的数据,就像数据在他们本地的计算机上一样。

银行的电子资金转移系统便是一个典型的分布式数据库。虽然各地的账户记录只保存于本地的数据库中,但外地用户能够十分容易地进行远程查询。这主要是因为,分布式数据库系统向用户提供了一个统一的数据操作窗口,使用户不必寻找某一数据的具体位置,更不必远程登录,就可以直接使用整个数据库系统中所有的信息。从实质上看,分布式数据库就是利用网络和软件技术,使物理空间上分散的数据库的各个部分整合为各个用户的信息空间中统一的数据库。

随着信息高速公路的发展,高性能并行计算机系统和大型数据库/信息库,以及分布式计算机系统和分布式数据库将得到进一步的开发,同时还可能涌现出许多新的计算机系统和数据库技术。

Internet会加速世界经济一体化过程

Internet出现的时间不长,但其发展却是相当迅速的,它在各个领域的应用也日益广泛。Internet的商业化及其在经济领域的广泛应用,比如虚拟商店、虚拟商业街、通过Internet的广告宣传、直销等等,都将促进经济的高速发展。

在国际贸易中,由于买卖双方地处不同的国家和地区,因此在大多数情况下,不是简单地面对面买卖,而必须以银行进行担保,以各种纸面票证作为凭证,借助银行的实力和信誉,从而达到商品与货币进行交换的目的。因而,除国际公认的硬通货货币,如美元、港币等外,上面所述的“纸面凭证”就是外汇。国际贸易的发展、硬通货货币种类的增加、越来越多的国家在世界贸易组织(WTO)中达成共识等因素,将促进世界经济的一体化进程。

上面所述的纸面凭证以及商业单位间的发票、订单等纸面单据还是相当多而复杂的,而在处理这些复杂的票据交换过程方面,Internet却有着相当大的优势。通过Internet按照一定的标准进行电子数据的交换(EDI),将快速、简便地完成各种复杂的票据交换。而未来的银行之间也将通过Internet相联。这样,国际间的贸易、汇兑等都将非常简便,整个世界经济将会成为一个整体。

当今社会是信息社会,如何快速、准确地获取各种信息,以促进生产的发展和工作效率的提高是很重要的。而Internet就是这样一个能让你快速准确获取各类信息的一个高速通道。Internet的发展,也将使整个世界变得越来越小,越来越成为一个整体,从而大大促进全球范围内多种文化的相互交融,使你真正体验“地球村”的感觉。

宽带综合业务数字通信网

随着信息技术的发展,人们对信息的需求已远远超出了传统的电报、电话业务。可视电话、图文电视、数据通信、图像与文件检索、电子广告与电子购物、电视节目点播和远程电视教育与培训等新型业务不断涌现。为了向用户提供更加灵活的通信手段,电信部门在原有的数字电话网的基础上,把公用电话网、用户电报网、传真网、数据网、广播电视网等专业网集成到一个通用的综合网上,这就是综合业务数字网(Inte grated Service Digital Network ISDN)。

综合业务数字网极大地扩展了原有信息服务的功能,用户的传真机、电脑、数字电话、可视电话等终端只需接入一个网,就可与其他用户的终端进行端与端之间的通信。但是,随着各种新型信息业务的蓬勃发展,所需传送的信息量迅猛增加,同时,人们对图像的清晰度、数据的传输速率等传送质量的要求也在不断地提高。在这种情况下,一般用于传送信息的金属线每秒最多只能传送2兆比特(Mbit)的信息,用它作为传输线的综合业务网,由于不能满足信息社会中信息传递的要求,被称为窄带综合业务数字通信网。

与窄带综合业务数字通信网相对的是宽带综合业务数字通信网(Broad-Band Inte grated Service Digital Network B-ISDN)。它采用了先进的光纤通信系统,能够实现每秒钟传送吉比特(Gbit)以上的信息量的高速信息传输,是目前公认的符合当代信息传输要求的通信网。

宽带综合业务数字网在光纤通信的基础上采用了最先进的异步传送方式。异步传送方式使用的是一种快速分组交换技术,它将传送的话音、图像等信息数字化后,分解成为一个个“信息包裹”——信元,然后再发送出去。这些信元传送到接收端后,就被重新拼接起来,还原成原来所发送的信息。

宽带综合业务数字通信网的出现,真正实现了人们在一个网内同时支持语音、数据和图像等综合业务的愿望。它不仅使高清晰度电视、可视电话、多地点电视会议系统、可视图文系统等会话和查询型业务得以高质量的实现,还能支持用户可直接参与的电子市场、远程广告营销、电视点播、远程教学和培训等双向信息业务。

宽带综合业务数字通信网能适应各种业务的需要,以每秒几千比特(Kbit)到十亿(吉)比特(Gbit)的速率传输各种综合业务。由于它具有入网方式灵活、安全、可靠、较易提供新业务、与原有网络兼容、具有用户可控制的功能等诸多优点,已成为未来通信网发展的主要方向之一。

在我国,国家“863”计划有关通信技术的主题项目中规定,我国未来通信网的发展目标是建立宽带化、智能化、个人化的综合业务数字通信网(BIP-ISDN)。如果这个目标得以实现,我们就能进行真正的交互式多媒体综合通信,亲身体验在信息的海洋里任意畅游的滋味了。

BP机

BP机是人们对寻呼接收机的一种俗称。支持BP机工作的系统叫做无线寻呼系统。这种系统是一种移动通信系统,不过只是一种仅传送简单信息的单向呼叫系统,它一般由寻呼中心、基站和寻呼接收机(BP机)三部分组成。

在无线寻呼系统中,寻呼中心的主要功能是信息的发送与整个系统的集中控制和管理,是每个寻呼台的控制交换中心。寻呼中心和该寻呼系统的若干基站之间都用中继线相连,每个基站都有收、发信机和天线等设备。整个寻呼系统有一个可通信的范围——无线区,无线区的大小主要由发射机的功率和基站天线的有效高度决定。每一台BP机都有接收信息的接收机。当市话用户寻呼BP机时,可通过电话网拨叫无线寻呼专用业务代码(即寻呼台号,如126)进入寻呼中心。凡注册登记过的BP机,都存入了控制中心,所以,当信号到达控制中心后,首先进行核实,确认其是否有权使用该寻呼系统,然后再把简单信息经过编码(汉字机直接输入汉字信息),由基站发射机发出,BP机的接收设备就会收到经过编码的信息(汉字机经调制直接显示汉字)。

由于BP机体积小、重量轻、价格便宜,所以得到了广泛的应用和快速的发展。由数字机到汉显机,将来甚至可以在一个以上的频率上工作;可方便地实现国际漫游,并能建立“数据通道”,用户可以从“新闻寻呼机”上阅读各种信息。另外,寻呼机的体积也会越来越小,信用卡式、手表式的寻呼机都有可能出现。

数字电话

电话给人们的生活带来了方便。不过,它有时也会给你带来一些烦恼。装有电话的家庭,可能有过这样的经历:深更半夜,突然响起电话铃声,一个令人厌恶的骚扰电话,搅得你不得安宁;有时还会发生盗用电话的现象,使你蒙受经济损失。如果使用了数字电话,你的上述烦恼就会解除。

平常我们使用的普通电话,是将声音经过送话筒变成电信号传送出去的,这种电信号时刻模仿我们说话的声音,随着声音的变化而连续变化,所以叫“模拟信号”。传送模拟信号的话机,被称作“模拟电话机”。模拟信号在电话线上传输,不断受到外界干扰,而且通信距离愈远,杂音干扰愈多,失真也就愈严重。用模拟电话来通话,保密性也较差。在电话线上,只要接上一部话机,便可知道双方通话的内容。而数字电话则是将模拟话音信号进行编码变成数字信号。这里的数字信号可不是我们平时所用的1、2、3、4、5等十进制数字,而是用0或1表示的二进制数字。数字信号就像拍发电报时“嘀嘀嗒嗒”的电报信号,是一些毫无规则又不连续的电脉冲。所以数字电话具有防盗打和保密功能;而且数字信号抗干扰能力特别强,使得话音信号更加清晰。

数字电话具有许多模拟电话不可比拟的优点,例如:它在通话的同时,可向对方传送一些简短的文字信息,或者连接电脑上网访问。数字电话具有主叫号码显示功能,可以在来电响铃期间,在液晶显示屏上显示对方的电话号码。这样,用户可以见“机”行事,既可从容地接听重要电话,也可将非重要的电话转入语音信箱。数字电话还可以当作电子笔记本使用。用户可将50~100个电话号码和姓名存入话机中,还可直接按姓名或电话号码拨号。数字电话是靠电脑控制的,它会帮你自动存贮和记录打进打出的电话,它还能让主人设置日期和时间,它有十种不同的振铃音可供选择,并可向对方发送中/英文短信息。它还有免提通话、重拨号码、快速拨号、呼叫转移、三方通话、会议电话等多种功能。

随着电话网络的数字化,数字电话通信的优点日益突出,可以说,越来越多的人会喜爱数字电话。

手持移动电话和无绳电话

手持移动电话和无绳电话都属于移动通信的范畴,但它们却分别代表着两种不同的移动通信系统:蜂窝移动通信系统和无绳电话系统。

移动电话日趋小型化手持移动电话所属的蜂窝移动通信系统,是集无线通信、有线通信、现代微电子技术、计算机技术和网络技术为一体的、像蜜蜂窝巢一样的系统。这种系统分为若干个独立的子系统,每个子系统为一个小区,内设通信基台和区内移动台(指手持移动电话或有通信功能的笔记本电脑等)。一个小区就是一个基本单元,这些基本单元组成的网就像蜜蜂窝一样。由于蜂窝移动电话是双向通信系统(可往外拨打电话,也可接收电话),所以结构比较复杂,它可以分为市话网和蜂窝网两大部分。市话局、移动电话通信局和长途电话局三局之间由大量的大容量线路相连接;移动电话通信局至基台之间也由联络线相连以控制基台、接收和发送信号的设备(简称收、发信机);而移动电话机(即大哥大,或称手持机)内部包含了收、发信机。这样就可实现手持机与基台之间的互相收、发,即利用手持机接、打电话。另外,当手持机进入不同的小区时,手持机的频道便自动转换并与所在小区的基台相匹配。

由于法国物理学家爱德华·布朗利(1844-1940)的金属屑检波器,使无线电通信成为可能蜂窝移动电话系统中的移动用户与移动用户(即手持机与手持机)间的通信,是先将信号传向基台,再由移动电话通信局的网络管理中心的电话交换机交换的,不必经由市话交换。只有固定用户(普通电话)与移动用户间的交换才需要通过市话网。当然,若移动电话用户需要打长途,自然也就离不开长途电话局了。

目前市面上的模拟手机和数字手机都采用蜂窝移动通信系统,分别采用了TACS制式和GSM制式。

蜂窝移动电话系统是一种有中心控制的现代移动通信系统,它的特点是整个系统在统一的控制中心指挥下协调工作。另一种是无中心控制的移动通信系统,如无绳电话系统(家用、办公用和公共场所用),它的各个基站都具有独立地与用户打交道的能力。该系统的网络管理中心与前一类系统的控制中心不同:在有中心控制的系统中,控制中心直接控制全系统;而无中心控制的系统则是由各基站直接控制手持机等移动台,网络管理中心只作一些后续处理工作。

一个高级些的无绳电话系统一般由一个网络管理中心、一个无线交换机、若干个基台控制器、一些基台和手持机组成。一个基台控制器可以控制若干个基台。基台与手持机的无线空间接口和无线信息命令处理由基台来完成。另外,无绳电话系统的无线信息命令和信号基本上符合公共空间接口标准,无绳电话的位置登记和部分越区切接则由基站控制器(有些系统如CT2,小区间不需要切换)完成,有线和无线之间的呼叫处理和信号交换交由无线交换机完成,网络管理中心则负责管理整个系统和用户。

几个无绳电话系统可以通过市话网连接起来,从而扩其通信范围。另外,由于无绳电话比蜂窝移动电话价格便宜得多,因而发展相当迅速,专用无绳电话系统和公用集群式无绳电话系统的应用越来越多,功能也越来越完善。日本最近发展出的便携电话PHS属于第二代无绳电话,它甚至对现有的移动电话和有线电话都产生了巨大冲击。

程控电话及服务功能

一部电话是不是程控电话,是由为该电话进行交换的电话交换机所决定的。电话交换机是设在各电话用户之间,能按通话人的要求来接通电话的机器。交换机有人工的和自动的。人工交换机是由接线员来接通电话,如某些单位电话分机就是由人工接线的。自动交换机则是由机器来自动完成电话的接续,使电话用户之间可直拨通话。

新式TXE4型程控交换机自动交换机的工作分为控制和通话接续两大部分。所谓程控,实际上是存储程序控制的简称,这也就是指将自动交换机的控制先按一定的逻辑要求设计成程序,然后由电子计算机运行该程序来控制交换机的工作。可见,所谓程控交换机,实质上就是用电子计算机来控制的自动交换机,它是电话交换设备控制部分的实现方法之一。自动交换机的另一种控制方法为布控,即将交换机各控制部件按逻辑要求设计好,并通过布线将各部件连好焊好后实现电话交换。另外,程控交换机的通话接续方式,有的采用空分,也有的采用时分,这两种方式我们在下一个问题中还要介绍。

程控交换机由软件程序来控制交换机的操作,完成通话接续和各种功能,因此,它有许多优点。例如,要改变交换机的逻辑控制功能、电话号码升位或改动计费方式时,只要修改软件就行了。新的软件可以脱离交换机进行设计,一旦编制成功,只要将其输入到计算机里去代替老的软件就行了。再如,日常的装、拆、移机工作,更改电话号码,增减中继线,更改中继线路等,在程控交换机中只需通过更改某些数据就行了。对于例行测试、话务统计等工作,可由软件执行并自动打印各项结果。故障诊断等也可由软件完成,并显示出出现故障的印制板。

采用程控交换机还能实现很多新业务。目前的程控电话有许多服务功能,主要包括:国际国内长途直拨、缩位拨号、转移呼叫、叫醒服务、热线、呼叫等待、会议电话、呼出加锁、遇忙回叫等。其中的一些服务功能需向电话局另行申请。

数字程控电话交换机、时分程控交换机

和空分程控交换机的功能及差异电话交换技术经历了从人工到自动,从机电到电子,从布控到程控,从空分到时分,以及从模拟到数字的发展过程。

如前所述,电话交换机一般分为控制部分和通话接续两个部分。数字程控电话交换机是指交换机的控制部分采用程控方式,通话接续部分采用时分方式,而交换机交换接续的信号是数字信号(一系列由“0”和“1”组成的二进制信号)。目前我国和世界上其他国家普遍采用的就是全电子式的数字程控交换机。这种交换机输入端的数字信号一般是由模/数转换设备将模拟信号转换而成的,或是由数字发生器直接产生的;输出端(或现代的数字电话交换系统接收端)的信号有两种方式,一种是通过数/模转换,将数字信号再转换为模拟信号(如声音信号等),另一种是由数字滤波器直接接收数字信号,并由数字逻辑识别电路识别输出。模/数和数/模转换通常有两种方式,一种是△M(增量调制)方式,另一种是PCM(脉冲编码调制)方式。后者是最常用的一种转换方式。在一个完整的通话过程中,信号的转换经历了由声音→模拟信号→数字信号→交换接续→模拟信号→声音等过程。特别值得指出的是,数字程控交换机使电话交换朝着话音与非话音结合的方向迈出了一步,使电话和传真都可以方便地实现程控交换。

空分和时分是交换接续的两种不同的实现方法。所谓空分,是指对各个通话接续分别提供空间即实线通道的一种接续方式。而对时分而言,入线和出线都经电子接点接至一根总线上。各电子接点由时间位置不同但周期相同的脉冲控制而断开或闭合。这种时分制通信,接点没有在全部时间接通,而是时断时续的,但理论上和实践上都已证明,这种方式对通话质量没有任何影响。

在一般情况下,空分制只能采取模拟交换,这是因为作为空分制的机电元件或准电子元件速度都比较慢,不能适应数字交换的速度要求。对于时分制程控交换机来说,则即可以采取模拟交换,也可采用数字交换,不过,由于后者具有明显的先进性和优越性,在实际运用中主要采用数字交换。

可视电话

贝尔在120年前发明了电话,使两个相距很远的人可以相互交谈。如今,贝尔实验室研制出的超小型移动电话,外形就像一只手表。但是,当人们用手中的移动电话与亲友进行言语沟通时,常会望着话机出神:要是能同时耳闻目睹对方的音容笑貌就好了。

其实贝尔实验室早在1927年就进行过可视电话(PicturePhone)的实验。20世纪60~70年代中期世界各国曾展开积极的研究开发工作,到20世纪70年代中期已接近实用阶段,而后来一段时间里一直处于停滞状态。虽然有的国家已开始传送商业性可视电话,但图像的精度很低,每秒钟只能传送几幅不超过100×100个像素的图像,远远小于人们的心理期望。因此可视电话至今仍未投入广泛的商业应用。

可视电话发展停滞不前的原因是多方面的,其主要原因是技术因素和经济因素。从技术上讲,可视电话传输和处理的图像和声音信号的信息量大大地超过了原有电话技术的传输和处理能力。以一幅具有640×480个像素的中等质量的彩色图像为例,若一个像素的数据信息量为24比特(bit),总信息量为7.37兆比特(Mbit);如果每秒钟传送25幅,则传输线路每秒钟需传输184兆比特(Mbit)的数据信息。而现有数字电话网每秒钟只能传送64千比特(Kbit)的信息,也就是说,一路可视电话在传送时相当于占用约3000路普通清晰度很高的可视电话电话,这在经济上是很不合算的。

进入20世纪90年代以来,可视电话的研究又出现了新的热点。首先是采用光导纤维通信系统的高速传输线路的出现,使数据信息的传输速度达到了每秒吉比特(Gbit)以上。这种“吉比特网络”不仅容量大,还具有抗干扰性强、不易被窃听等优点。同时,光子交换机的开发也取得了很大的进展,它向人们展示了用光纤直接传输可视电话的商业前景。

其次,数据压缩技术的发展十分迅速。许多国家都开发出了将可视电话的巨大信息量数字化后压缩到只需每秒传送64千比特(Kbit)的技术,使可视电话可以利用一路普通的数字电话进入用户,增加了可视电话商业化的可能性。

可以预见,在不久的将来,随着光纤高速通信系统(宽带综合业务数字网)和数据压缩技术的进一步发展,可视电话将走进千家万户,让地球上各个角落的人们能“面对面”地交谈。

电子邮件(E-Mail)

电子邮件(E-Mail),又叫电子信箱,是利用计算机网络进行的一种新的通信方式。这种通信方式兼备电话的速度和邮政的可靠性,利用计算机的存储、转发原理,克服时间、地理上的差距,通过计算机终端通信网络进行各种信息的传送。

E-Mail是Internet的一个重要功能,但不是Internet所特有的(一些非Internet网也具有E-Mail功能)。它可以做到:

●将一条信息发送给许多接收者;

●发送包括文字、声音、图像或图形的信息;

●将信息发送给许多网络用户(包括Internet用户Botnet网用户等);

●发出一条信息后,收信的计算机程序作出响应。如果收信人收到电子邮件后在短时间内作出答复,那么,回复的电子邮件可能在发送者还未离开计算机时就可以收到;

●参与Internet上基于电子信箱的其他应用,如电子公告板、网络新闻、专题讨论组等,使其内容更加丰富。

要接收E-Mail,必须有一个信箱(通常是上网计算机的一块存储区),信箱所在的机器还需运行E-Mail的软件。这样,任何知道信箱地址(向Internet网的一台主机申请)的用户都可向该信箱的主人发送E-Mail,但只有信箱的主人能够查看或删除信箱中的内容。

E-Mail具有固定的格式:开头是由发信人、收信人及E-Mail地址、发信的日期和时间、信件的题目(主题)组成的头部信息,发信人只需填写收信人及其地址(ToLine)和主题(Subject),其余由E-Mail软件自动填充。然后是信息主体(正文),最后是签名区(落款或问候等具有发送者特色或个性的信息)。这样格式的电子邮件,就可通过Internet网或其他符合一定条件(具有TCP/IP协议)的网络,传送到世界各地——你希望到达的地方。

图文电视

图文电视是电视文字广播(Teletext)的俗称,是一种新型的电视附加信息服务系统。它自20世纪70年代问世,现已在50多个国家得到了推广应用。近年来,我国有关部门开发的图文电视也已经开始试播服务,并于1992年制定了中西文兼容的CCST图文电视技术规范。

图文电视利用广播电视或闭路电视系统同时发送普通电视节目和附加图文信息。这些附加内容包括新闻快讯、节目预报、气象服务、交通信息、股市行情、外汇比价及其他各种图表文字资料等,如同一份“电视报纸”。这些信息不是通过一个新的频道来传送的,而是附加在普通电视信号传输频道的一部分未装载信息的空白区间上传给用户。

我们知道,电视图像是由扫描线组成的。以我国的电视制式为例,一帧光栅有625行扫描线。但是,在屏幕上显示的图像一般只由500多行扫描线组成。这里除因上、下两边看不到外,主要原因是其中每帧有50行被用于传送场同步和场消隐等非视频信号,以保证电视的正常接收。在传送场消隐信号期间,行正程不传信息,是一种浪费。图文电视正是利用这些被浪费的行,按照时分复用原理,在正常电视信号的场消隐期间的规定行中,附加传送有用的图文信息。

与普通电视信号不同的是,图文电视传送的图文画面不是模拟信号而是一种数字化信息。所以,只有装了专用解码器的用户才能接收这些信息。另外,由于频道的附加传输容量有限,每传送一帧普通电视画面只能插播相当于几个扫描行的信息,否则会影响该频道普通电视的正常接收。因此,解码器将先收到的信息暂存起来,直到整页的图文信息传送完毕时才可显示一个整幅信息画面。

图文电视通常向用户循环往复地传送100~400页信息,供用户用遥控器选择和查询。当某类信息页被选中时,解码器就把它们从循环传送的信息页链环中抓住,显示到电视屏幕上,想看多久都可以。

可见,图文电视是一种能提供静止画面、内容广泛、面向大众的信息服务系统。在一些国家,它已成为一种常见的传递公用信息的电子媒介。当然,它也有一些固有的缺点。其中最主要的是单向性,用户只能从正在传递的信息页中选择收看所要的信息,不能与电视台进行双向信息交流,无法任意查询和调用电视台中存贮的各种信息页。

值得指出的是,不少标有图文电视功能的进口彩电不能接收我国图文电视信号。由于制式标准不同,它们只能接收和显示西文的图文电视信号,而不可能接收、显示中文图文电视信号。目前,国内已有电视机厂购买了广电部科研机构开发的中西文图文电视解码器技术,不久将生产出带有图文电视解码器的电视机。解码器在大规模生产以后,可能仅二三百元就能加装到电视机内。可以预见,图文电视机即将逐步走入中国家庭。

双向电视

电视作为一种规模巨大、影响深远的大众传播媒介,对人们的思想、生活和工作正产生着越来越显著的影响。特别是电视与卫星的结合和有线电视的出现,使人们能够收看到更多的频道和高质量的声像节目,全球几十亿人足不出户就可以同时观看重大事件的现场实况转播。但是,当人们在长长的节目单上找不到自己喜爱的节目的时候,他们会想:能不能由观众自己来确定节松下家庭影院目的播放呢?

精明的制造商早就看透了观众的这一心理,随着宽带综合业务数字网的出现,图像和声音等信息的双向快速传送逐渐成为可能,在此基础上,他们开发出了宽带有线交互电视网,以便向用户提供能自己参与播出节目的选择、甚至节目内容制作的所谓“双向电视”服务。由于宽带有线交互式电视网是未来信息高速公路的一部分,具有“双向电视”功能的电视机自然就成了进入信息高速公路的一个入口。

宽带有线交互电视网建立起来以后,在普通电视上加装一个具有信息处理能力的顶置盒(Set-topbox),就可以入网,成为能提供交互式多媒体服务的双向电视了。顶置盒是一种复杂的数字转换盒,它由功能强大的中央处理器、高速图形芯片、显示芯片、调制解调器、纠错芯片、音频数模(D/A)转换器、视频转换器、高速存储器、防止窃取服务的安全芯片和红外遥控接口等复合而成。顶置盒的功能键操作比较简单,使双向电视保持了电视简单易用的原有风格。

双向电视是用户可以选择和参与的电视,它能够向用户提供视频点播、交互式电子游戏、商品浏览、交互式广告、远距离教学等服务。

交互式视频服务使用户仿佛拥有一个电视资料库,用户可以任意点播自己喜爱的影视节目和新闻内容,工作繁忙时也不再担心会错过精彩的综艺节目;通过交互式的电子游戏,用户可以找到竞争的对手,不仅获得了更大的乐趣,还能神交更多的朋友,走出以往在电子游戏中沉溺和孤独感的怪圈。

有了双向电视,用户不出门就可以自主决定去某家商店看一看,如果再用上虚拟现实技术,用户还可以看到自己试穿新时装的效果,挑选好后,按下功能键,商店就会派人将商品送上门来,当然费用早就自动地记到了用户的账上。使用双向电视,广告可以变成有用户参与的交互式广告,用户可以现场回答广告商的问题,也可以指出商品品质和设计的缺陷,使广告不再仅是商家的宣传攻势,而成为全社会共创理想商品和服务的新契机。

有了双向电视,电视广播教育可以变得更富有弹性,用户完全可以依个人的兴趣及时间安排,在家中选修各种课程,由于双向电视具有灵活的交互访问功能,远程电视教育的学员不但能听老师的讲授,还能与同学和老师进行讨论,做的作业也能由辅导教师及时批改,常规教学的主要功能都能通过双向电视来实现。

总之,双向电视将使我们置身迷人的信息高速公路之中,它的功能将远远超过普通电视,必然会给我们的生活方式带来更为深远的影响。

图文传真机(FAX)

尽管作为通信技术,传真发明应用比电话早33年,比电视早78年,但其早期发展比较缓慢。而图文传真则是20世纪80年代才迅速发展起来的办公室自动化支持设备之一,其最基本的思想是:扫描、同步、记录和传输。

图文传真可根据原稿的图像传感分为多种色调的照片传真和只有黑白两种色调的文件传真,它们都是通过扫描原稿并根据图像的结构将其分解为点和线,然后将三维(亮度计作一维)的照片和文件调制为一维的像素(即亮度),再通过光电转换变成电信号,将电信号调制后在信道上传输。接收端通过记录转换再将电信号解调还原成图像,并利用同步技术使发送原稿上的像元位置和记录纸上的像元位置一致。

现有的传真通信系统主要建立在普通电话通信系统之上,或建立在专用的通信网络之上。由于电话交换机都具备传真交换的功能,当进行传真时,传真发送机和接收机直接进行传输控制信号和图像信号的授受。

由于图文传真机在处理手写文字、图表和图像时的突出作用,使其在办公室自动化中扮演着越来越重要的角色。人们对传真通信寄予的希望也越来越大,希望其能向综合处理终端过渡,即除了承担通信业务外,还具有图像处理和数据处理的能力。

一般传真机的功能:

收发合为一体(既可以发出传真,也可接收传真);

复印功能;

能自动收信,自动发信;

能进行故障的自动诊断;

可以在发送的文件上加印日期、时间、地址等用户标识信息;

既可用于公用电话网中,也可用于专用线路中;

具有多种传输速率,9600bit/s,7200bit/s,4800bit/s,2400bit/s,数据信道质量自动可选;

采用信号的数值化处理,使复印图像保证较好的质量;

采用直观的形式,显示出机器的工作状态和方式。

集群式移动通信系统

集群式移动通信系统是20世纪70年代发展起来的一种比较经济、灵活的移动通信系统,它是传统的专用无线电调度网的高级发展阶段。所谓集群(Trunking)就是由多个无线信道为众多的用户服务,相当于把程控电话中的中继线的工作方式应用到无线通信系统中,把有限的信道资源动态地、自动地、迅速地和最佳地分配给整个系统的所有用户,它运用了交换技术和先进的计算机技术,为系统的全部用户提供强大的分配能力。

集群式移动通信系统一般由一个可以和市话网相连的控制中心、若干个基地站和许多移动终端(手机)组成。基站和控制中心之间用中继线连接起来,每个基站由多部收、发信设备提供多个信道,其中有用于控制与管理的控制信道,也有用于和终端通信的共用信道。通过控制信道,移动交换控制中心可以对共用信道、各基站及业务进行统一规划、合理管理,达到使用户真正共享多信道、共用覆盖区、共享通信业务、降低费用的目的。每个基站的收、发信机都有一个可通信的范围(覆盖区),称为无线区。无线区范围的大小由发射机的功率和基站天线的有效高度来决定。基站之间的通信则是通过中继线和控制中心来完成的。每一台移动终端(手机)都有收、发信装置,可与基站进行信息交换。这样,经基站、中继线和控制中心之间转换传输信号,就能在整个服务区(所有基站的可通信区)内实现任意两个移动终端之间的通信,从而构成一个自成体系的移动通信系统——集群式移动通信系统。

集群式移动通信系统因为组网方便灵活、价格适宜、频率利用率高,甚至还具有传送数据信号、传真信号和状态信号等功能,比较适合中国的国情。因此,在我国发展相当迅速,成了我国移动通信系统中重要的一种,在各行各业都有广泛应用。

微波站

微波是指波长为1米至1毫米,或频率为300MHz~300GHz的电磁波。利用微波波段的电磁波进行的通信称微波通信。微波站是微波通信中用于发射和接收载有信息的电磁波的设备(组),按其工作性质的不同可以分为终端站和中继站两大类。

终端站是传输信号可以分出和插入的站,站上配有多路复接设备、调制解调设备、发信设备、收信设备、天线、馈线等。中继站则对传输信号不分出也不插入,因此不需要装配复接设备,是只起信号放大和转发作用的站。中继站按转接方式的不同又可分为中频转接站(不需装配调制解调器)和再生中继转接站(需装配调制解调器)。

微波通信一般有三种形式:微波中继通信、散射通信和卫星通信。

在微波中继通信中,信号的传输主要是利用微波的直线传播(视距传播)。由于地球表面的弯曲性,直线通信距离一般只有几十公里。要进行远距离长途通信时,就必须采用中继(接力)的传输方式,将信号多次通过中继站(接力站)放大并转发后才能到达接收地点。例如一条2500千米的微波通信线路,中间约需要50个左右的接力站。

散射通信中,微波在高度为5~10千米的对流层经散射返回地面,通信距离一次可达几百千米。这样,中继站的数量可以相对少些。

卫星通信则是利用人造地球卫星(通信卫星)作为接力站。这样一上一下的“接力”,可以在地面上跨越上万公里进行通信。目前的一些为实现全球通信、个人通信的系统计划中,卫星通信都是必不可少的。

微波通信又可分为模拟微波通信和数字微波通信,其中数字微波通信因为具有抗干扰性强、线距噪声不积累、保密性强、便于组成数字通信网等特点,而逐渐成为微波通信的主流。

缩微存储

为了使有价值的信息保存和传播,存储显得格外重要。为了节省存储空间、保存重要文献,缩微存储便应运而生了。

缩微存储始于19世纪初,它开始应用于军事文件的传递,进而应用于金融票据复制和珍贵文献的复制。

20世纪60年代,缩微技术进一步提高,缩微设备性能和胶片质量有了较大提高,出现了系列化和多样化,产量迅速增长,其标准化工作有了较大的进展,目前最常见的有缩微胶卷和缩微平片。

缩微存储比纸张存储可以节省大量的空间。例如,50万张工程图纸需要1000平方米的建筑物,而使用缩微胶卷,只用1.5米3的文件柜就可以装下。

随着计算机技术和通信技术的不断发展,缩微技术进一步提高,出现了计算机输出缩微胶卷、缩微图像计算机输入技术、计算机辅助检索技术、缩微传真、视频缩微图像传输系统等。

计算机输出缩微胶卷,简称COM,它是利用计算机把磁带上记录的数字化数据转换为缩微胶卷,实际上是缩微技术与计算机技术相结合的产物。COM记录机,既是主计算机的外围设备,又是一台高速缩微照相机,与主计算机相连接。经过一定的生产过程,制成COM。

缩微图像计算机输入技术,简称CIM。它是利用计算机和光学扫描转换装置,把缩微正面转换成机读的二进制数据,进行快速处理和远距离传输。

计算机辅助检索技术,简称CAR,它主要是利用计算机把人们所需要的资料从大量的缩微品中找出来。为了便于检索,在缩微品制造的同时,便设置了各种检索的程序,所以,检索时只要用计算机查阅目录数据库,输入相关的资料,便会按计算机发出的指令,在屏幕上找到资料,如果需要还可以输出所需资料的复印件。

视频缩微图像传输系统,简称VMGS,是一种远程访问式缩微品计算机辅助检索系统,是缩微技术、联机检索网络和可视图文传送技术相结合的产物。用户要查找资料,通过联机检索系统查到所要的缩微资料的存储地址后,就可以直接向远方的中央缩微资料库发出索取或订购指令,而系统接到指令以后,就能自动地从库存中取出所需要的缩微资料,然后用高速视频摄像机或扫描器把缩微资料转换成模拟信息或数字化信息,经过通信网络传到用户的设备终端。

缩微传真是把缩微出版技术与传真技术融为一体,利用传真机把缩微品传送到用户传真机上。

缩微存储技术的发展,为信息技术的快速传递和存储提供了方便。

磁带和磁盘

磁带和磁盘是磁媒体家族中的先进族类。它记录信息的原理是,经过磁化性材料,在磁场消失以后仍然具有剩余磁化强度。在记录信息时,记录磁头把载有信息的电流转变为磁场,并作用于磁性材料的某一区域,当磁场消失后,这一区域仍旧有剩余磁化强度,并且磁场的强度与初始磁化强度有关。这样一来信息就可以保留在该介质上了。

当要把信息显示出来时,只要用重放磁头就可以了。要抹去信息,用消磁磁头就可以实现,因此就可以使磁媒体反复使用。

在计算机中最常用的便是磁带和磁盘。

磁带,是将磁粉涂布在塑料带基上制成的。目前最常用的磁粉是γFe2O3针状晶体,也有用Ft3O4、CrO2、掺钴的γFt2O3、金属或合金粉的。磁带又有用电镀、蒸镀、溅射、化学气相沉淀等工艺制成的金属或金薄膜磁带。通常可分为录音磁带、录像磁带、仪器测量用磁带和计算机磁带。

磁盘,是一种表面镀或涂有磁记录材料分类磁盘的圆形薄片。是用读写磁头与存储信息用的盘片相对运动来记录和读取信息的。按基片材料可分为硬盘和软盘。

硬盘一般是指供计算机用来记录数字化数据的外部存储器。20世纪50年代出现,60年代以后得到迅速发展,到V3Ga80年代,存储密度不断提高。20世纪80年代中期起,磁盘盘径继续缩小,容量相对扩大,传输速度进一步提高,到20世纪90年代初,存储量进一步扩大,存取时间降至4.7微秒,转速提高到6300转/秒。

软盘是在借鉴硬盘技术发展起来的。1972年,IBM公司研制出8英寸软盘,把软盘驱动器与键盘及单色显示器组成一套数据输入设备,为微机的开发利用创造了条件。后来5.25英寸软盘成为微机不可缺少的组成部分。20世纪90年代,3.5英寸软盘成为主流产品。

由于软盘及其驱动器具有结构简单、价格低廉、便于携带和保存等优点,所以和微机一起得到广泛应用。

20世纪90年代,美国和日本开发出光磁软盘,它以一种钡铁氧化体为记录介质,直径3.5英寸,格式化后容量达到21兆,传输速度为1.6兆比特/秒,存取时间为80~170微秒,转速达到720转/秒,记录密度为23980比特/英寸,磁道密度是1245磁道/英寸,有两个磁头。并且光磁软盘驱动器还具有向下兼容的能力,使用更加方便。

由于有光磁软盘,用户就能够把软件存放在软盘上,就可以避免病毒侵害,也不会失窃或泄密。

媒体光盘

光盘是与计算机相结合,具有容量大、体积小、适用价廉的信息存储和检索的设备,它是20世纪80年代开始发展起来的光学存储技术。

20世纪60年代开始,荷兰飞利浦公司和美国的RCA公司都在研究和开发光盘。1972年,飞利浦公司研制出一种光盘,叫做光学录像盘,主要用来录制电视节目。但是因为当时已经有了录像带,再加上光盘没有统一标准,销路不好。

1978年又研制出一种激光唱盘,简称CD-A。盘上有大约3英里长的螺旋形轨道,可记录60~70分钟的音乐节目。为了统一标准飞利浦公司和日本的索尼公司合作,制定了统一规格。

到目前为止,已经开发出不同种类的光盘,例如只读光盘、可写一次型光盘和可擦型光盘。

只读光盘,就是用户只读盘上的信息,不可以修改原有信息或在上面写信息的光盘,也就是说,盘的内容是厂家出厂时就刻上去或复制好的,用户只要使用合格的只读光盘播放机,就可以读取盘上的信息。它的作用主要是存储文字、图像和音乐信息,现成为出版、信息存储和检索的主要工具。

只读光盘有存储数字化信息的数字式和存储模拟化信息的模拟式两种。

小型激光唱片可存储高质量的声音信号,避免了磁带录音的缺点。可写一次型光盘,就是用户自己往上面刻写数据,但是只能写一次。就是说盘上一旦写入数据,就不能擦掉,也不能原地修改,所以叫做可写一次型光盘。它主要用于用户现场记录数据,它可以存储文字信息和高质量的图像,用户可以多次读取存储的数据。

这种光盘按其记录的模式也可以为数字式和模拟式两种。模拟式主要用于录像节目的制作,数字式又分WORM、CD-PROM、CD-R和写一次光卡。

可擦型光盘,就是写信息后可以抹去重写的光盘,也就是说是一种再生的记录媒体。它的主要用途是代替计算机的硬盘。

那么,信息是怎样记录在光盘上呢?

光盘的盘片一般由基板、记录层和保护层组成。基板通常选用有机玻璃或某些模压聚合物,这些都具有极好的光学性能和机械性能。记录层是附着在基板上的一层薄膜,是用来以激光记录和保存信息的部分。保护层是覆盖在记录层表面的聚合物,以免遭到破坏。

由于激光可以聚成能量高度集中的极小光点,这就为实现信息的高密度存储提供了可能。光盘的制作过程是由光头完成的,它是由激光器、聚焦透镜和光检测器等部件组成的。

记录光源是一定波长的连续输出并且经准直的线偏振激光束,通过调制器时,光束受到输入信息的调制,成为带有信息的激光脉冲,再经过光学系统,最后在光盘记录介质表面聚成为极小的光斑,将薄膜烧蚀成凹点、微孔或气泡,记录下信息。光头沿经向平移,盘片在转台上旋转时,记录层上就形成了螺旋状或同心圆状的、凹上(或气泡)与平台相间的信息轨道。在轨道上,二进制符号“1”用凹点或气泡表示,“0”用平台表示。

如果你要读取数据时,将制好的光盘放入播放机中,光头经过光学系统聚焦于盘面的信息轨道上,由于凹点和平台部分对光的反射强度不同,所以光检测器能测出轨道上记录的每一个二进制信息,然后转换为电信号输出,便在终端显示屏上显示出来。

管理系统

信息量需要存储,更需要管理。不仅信息需要管理,而且管理也离不开信息。

管理信息系统诞生于20世纪60年代,简称MIS,指的是向管理者提供信息的系统。

那么,信息管理系统是怎样一种系统呢?

管理信息系统是建立在计算机技术、数学方法、管理科学和其他相关的信息技术的基础上,是一种对各种可用于管理的信息或数据进行搜集、加工、分析、传输、保存和利用的一种人—机系统。通常它以各基层业务部门的作业系统和事务处理系统为基础,通过对信息加工分析,向管理者提供有关生产计划、管理、作业安排和控制、预测等信息产品等,表现为文件报表等形式。

管理信息系统在企业中最初应用于会计和统计部门,由于它的神奇作用,后来扩大到生产和销售管理方面。随着计算机和通信技术的发展,其功能也逐渐完善。在生产中,管理信息系统主要以生产管理和调度为核心,面向生产和销售的全过程,诸如生产计划管理、材料计划管理、生产资料管理、财务管理以及其他方面的管理,使信息的采集和存储表现为统一化,各层次有关领导人员都可以通过管理信息,了解企业的情况,便于对企业统筹管理。

管理信息系统中的一个特殊系统,便是高级行政管理信息系统,简称EIS。它的设计主要是为高级行政管理人员提供信息,可以向行政管理人员提供跟踪、控制和协调整个组织结构运行的情况,它的主要功能是侧重于行政管理。

EIS系统具有一定的辅助决策功能,这主要是供管理人员进行战略和策略方面的研究。所以EIS系通常从外部信息源获取信息,包括政治、政策与立法信息等等,因为这些外部信息,正是高级管理人员所需要的重要信息,并根据这些信息调控本企业的状态。

由此可见,信息管理系统是搞好企业效益的有力助手。

决策支持系统

决策支持系统是一种更具有分析性的、为解决某种结构化问题而设计的信息系统,简称DSS,是信息系统的高级形式,是面向高层管理决策人员的。

众所周知,高层管理人员主要负责企业的长远方向和总的目标,因而对信息系统的要求更高,要求信息系统能够帮助自己分析更为复杂和带有全局性的问题,从而向决策者提供解决问题的方法和方案,充当决策者的顾问或参谋。

决策支持系统主要包含有数据采集系统、数据库管理系统、知识库管理系统、模型库管理系统和用户接口等部分,根据需要,有时还要包含管理信息系统和高级行政管理信息系统,特别是需要与外部信息系统相连接,提供外部更为先进的决策支持系统。

决策支持系统的主要功能是采集、存储、编辑和检索各种综合信息或文件,便于用户对问题的本质作出判断,利用统计模型、会计模型或经济模型去分析和综合各种数据,用于预测结果和提出状态报告,并利用管理科学模型,对企业的各种决策方案进行评价,从而提供最优化策略,供决策者选择并实施。特别是涉及到的变量的数量不能预先确定或定义,诸如一个公司的筹资问题,所涉及到的估计销售额、收入、货币贬值、利率等,利用DSS来处理就更为合适。

目前的决策支持系统一般只面向较小的专业领域和目标比较有限的用户。这主要是因为决策支持系统是为高层次的决策者对企业全局性的把握,因而问题是多方面的、复杂的,输出的分析结果也是经过比较和带有检验性的。所以这种优化性、带有前瞻性和预见性的决策信息系统也是不容易设计的。

当然,随着硬件和软件的不断开发与进步,信息系统的知识库和模型库的质量也会不断提高,再加上引入人工智能和专家系统的先进技术,决策支持系统一定会更加完善,并在生产实践中发挥更大的作用。

管理信息系统和决策支持系统都是为决策者提供的辅助管理和决策的信息系统,它除了提供企业的最优化管理和决策信息,还接受外部科学的管理信息和决策支持信息,以便完善自身对企业的管理。因此,决策支持系统是信息分析技术领域中不可缺少的组成部分。

人工智能系统

进行信息分析,使信息应用于实践,是信息技术不可缺少的步骤。

运用计算机进行信息分析,就涉及到人工智能的问题。因为信息分析需要像人一样的思考和进行逻辑推理,而这正是人工智能所必备的。

那么,什么是人工智能呢?

人工智能指的是人类在认识世界和改造世界的活动中,由脑力劳动表现出来的能力。一般表现如下:

1.认识和理解环境的能力,也就是说通过视觉、听觉、触觉等感官活动去感知外界信息。

2.提出概念、建立方法、进行归纳和演绎推理,作出决策的能力,也就是通过人脑的生理活动和心理活动及时对信息进行分析处理,对事物及其规律进行抽象判断和推理。

3.具有学习的能力,也就是通过教育、训练和学习,不断丰富自身的知识和技能。

4.具有自我适应的能力,即对变化的外界环境能够作出灵活反应的能力。

人工智能就是研究如何制造出人工智能机器或智能系统,使其具有上述能力,即模拟人类某些智能活动,以延伸人类的智能。

如果机器能够具有人工智能,便能代替人工做部分工作,例如解算术题、猜谜语、下棋、讲话、编制计划、学习等,而这些工作的完成就需要上面提到的几种能力。现在使用的计算机,有些就能执行这种任务,那么我们就可以说这类计算机具有某种程度的“人工智能”。

人工智能研究的领域极为广泛,几乎涉及到人类创造所需要的诸如数学、物理、信息科学、心理学、生理学、医学、语言学、逻辑学以及经济、法律、哲学等重要学科。

目前研究过程中通常采用两条途径,一条是由内到外,从揭示人脑的结构和人类智能的奥妙入手,目的是搞清楚大脑处理信息的过程,目标是创立信息处理的智能理论。另一条是由外到内,从应用计算机模拟人的智能活动入手,目标是研究开发智能机器或系统,力求达到与人的智能活动相类似的效果。总之,人工智能的最终目标是要搞清人工智能的有关原理,使计算机具有智慧更加聪明、更加有用。

在人工智能系统的研究中,日本的研究比较先进,他们已经在研究第五代计算机,这种计算机便具有一定的人工智能,它不仅可以思考,而且具有一定的逻辑推理能力,对信息的处理和分析具有更显著的效果。

专家系统

专家系统简称ES,是一种模拟人类专家处理问题时的行为和运用知识及推理技术求解问题的计算机程序或信息系统。它把某一领域的专业知识、推理和决策系统的过程,组合到计算机系统中,解决一些实际问题。

所谓专家是指某一领域里具有较深造诣的专门人才,例如机械专家、电脑专家、医疗专家、农业专家等等。人们想,如果把专家处理问题的过程,组合到电脑中,那么机器就具有专家的智能,而这种智能主要是体现在信息分析当中。

计算机之所以能成为“专家”,是因为人们赋予计算机知识,并让它模拟人脑进行推理,从而使它能回答各种问题。整个过程,都是由计算机的软件系统来实现的。

专家系统按其功能可分为管理专家系统、预测专家系统、诊断专家系统、解释专家系统等。目前专家系统已经用于生产实践,有的已经商品化。

一个结构完整的专家系统通常由六个部分组成,即知识库、数据库、推理机、知识获取机制、解释机制和人机接口。

知识库是按一定表示方式存储在计算机系统中的、用来解决问题和进行推理的知识集合体,是用以存放领域专家提供的专门知识的。

推理机包括推理机制和控制部分,它的功能是运用知识库中的知识推出新的知识或结论。控制部分的功能是决定推理的顺序,也就是说用以决定调用什么知识和什么次序,推理方式自然是离不开演绎推理、归纳推理、精确推理与非精确推理等。推理的基本任务是决定系统下一步该做什么,选择哪些知识和完成什么样的操作。例如人机对弈,计算机根据棋步,便动用存储的知识和推理过程,决定自己的一步该如何走,并根据棋势推算出对方下几步可能如何走,自己采取怎样的对策进行进攻或防守。

知识获取机制一方面要接受专家对知识库的扩充和修改,另一方面还要依据反馈的信息,自动进行知识库的修改和完善。知识获取机制一般有两种获取方式,即人机结合的半自动方式,它是先由知识工程师来采集知识再转换为知识库中的知识;另一种是机器自动学习方式,它是人工智能的一个分支学科,从研究人类学习行为和学习方法开始,建立一些学习模型,使计算机系统有一定的学习能力。

解释机制则回答用户对系统的提问,并给出获得这种答案的论据和说明。

人机接口是做专家与用户和系统之间的双向“翻译”工作,即专家与用户的通信部分。

由于专家系统有时能比人类专家具有更好的处理复杂问题的能力,诸如结构设计、数据分析和诊断问题等,所以往往会超出该领域中的一般专家。

远程通讯的传输速率

在通信中,传输速率是最重要的通信参数,因为它反映了通信速率的快慢。传统的通信是用波特率(baud)来衡量速度,波特率的定义是每秒信号变化的次数。但在数据通信中,常直接使用每秒比特数(bps-bitper second)或称位率来衡量传输速率,而不是使用波特率。波特率不一定等于位率,这是因为,采取一定的编码或调整技术之后,信号变化一次往往不止传送一个bit,而可能是2个甚至4个bit,即每波传送2位或4位,因此波特率与bps是不等的。例如,利用电话线路按v.22bis规程传送数据时,位率可达2400bps,而波特率仅为600波特。

从每秒传送字符数(cps),可以直接估计传送一个文件所需的时间。由于一个字符占用一个字节(7位ASCII码,1位奇偶位),而在异步通信中传送一个字节(8位)需使用10位(因增加启始位和停止位),所以每秒字符数约为bps数的1/10。例如,2400bps传送字符为每秒240个(240cps),如用于传送汉字,由于1个汉字内码占2个字节,所以每秒只传120个汉字。

2400bps÷10bit/字符=240cps

2400bit/秒÷10bit/字符÷2字符/汉字=120汉字/秒

由于二进制数的某些特殊规律,使得可以进行数据压缩,以减少数据量,在到达对方之后再完全还原。现在的一些通信设备也具备了压缩功能,能将数据压缩至1/2,甚至1/4。从送入通信设备的数据量看,传输速率提高了2倍或4倍,但在传播介质上的传播速率实际上并没有变化。

以上的压缩能无失真地完全恢复。而数字化的语音信号和图像信号,如允许有一些失真,压缩倍数还可以大大增加,语音可达20倍以上,图像可达100倍;还原后,“可懂度”还可以,“自然度”稍差。

公用分组数据交换网

公用分组数据交换网是实现不同类型计算机之间、计算机与终端之间、终端与终端之间传送数据的新设施,也是数据通信网的发展方向。分组交换网采用流量控制方法传送数据,可以利用现有线路资源,具有很高的可靠性,是目前世界大多数国家采取的方式。

分组交换方式是首先将来自终端的电文暂存在交换机内,然后划分规定长度的块(即分组),并附加上接收地址,在网内高速传输,最后传递到对方终端。其特点是:传输线路利用率极高,通信费用低(按信息量比例计费,与传输距离和通信时间关系不大),传输质量和可靠性高,具有不同种类终端间通信、分组多路通信等多样化的业务功能。

我国建成的第一个公用分组交换数据网(CNPAC)已开通使用。数据网在北京、上海、广州3个城市建主节点交换机(PSX);在天津、沈阳、西安、成都、武汉、南京、深圳和邮电部数据研究所(北京)等8个城市建远程集中器。网络管理中心和国际出入口局均设在北京。目前,该网只允许用户电报和公用电话网内的用户呼叫分组网上的用户,分组网上的用户呼叫公众电话网、电报网的用户还有待开发。享用国际有关数据库资源可通过北京出入口局与国际分组交换网互通实现。由于我国初建的分组交换网节点和远程集中器的数量少,许多地方的数据终端还不能直接接到分组交换网上,必须经过公用电话网与分组交换网进行联网,达到共享分组交换网上计算机的资源。为此,江苏等省正在利用现有公用电话网电路,组建与CNPAC相联的省内分组交换网,以扩大数据通信的覆盖面。

综合业务数字网

目前的数据通信网,包括局域网和广域网,在对数字信息的处理和信息的传输和交换实现了综合的数据处理,已经具体应用在联机银行系统(由计算机控制的、用户可凭存款卡到各支行存取的系统)、航空公司和火车站的计算机订票系统、公安局的交通管制系统、生产和仓库管理系统等。这些应用将为我们跨进未来的综合业务数字网打下了基础。

要将语声、数据和图像等办公用的信息,经过一种综合的数字通信网,首先就需要将非数字化的信息交换成数字信号,在通信网内进行传输、交换、处理,在出网之后再恢复成原来形式的信息。数字通信技术容量大,可靠性高,抗干扰能力强,它可将通信和广播结合起来。当前在发达国家已经提供的可视电话、双向电缆电视、图文检索或交互式电视数据和广播式电视数据都可以在数字通信网中进行双向传输。这样的数字通信网一般称为综合业务数字网,缩写为ISDN。

利用数字通信技术(数字传输信道和分组交换/电路交换系统)构成的网络,可在综合的方式下提供各种不同的业务。它们包括:电话、电报、用户电报、无线电广播、电视广播、电子信函、数据库远地检索(包括远程电子存档,电子图书馆)、电子发行及投送、电子银行业务、计算机通信(包括局域网)、远地办公、远程会议(包括电视会议,电子会议)、电视电话等等。这样就由计算机技术和通信技术相结合而生成一种现代化的综合业务通信系统。

从上述的多项综合业务中可以看出,综合网可以把办公系统、管理系统、图书、报纸等信息业务相互联系起来。由于各种信息都可以通过四通八达的通信网及时地获得,因而办公人员不必集中在一处办公,也不必在规定的时间内工作,而是可以采取灵活、分散的方式工作,称之为远地办公。

用塑料包住非常细的玻璃光导纤维制成的电缆。一根光导纤维可以进行1.6千兆比/秒的大容量通讯,一次可传送23000人的电话。根据各种不同通信业务的要求,信息将分别由公用分组交换网(如数据通信,计算机通信)、公用电路交换网(如电话,电传,用户电报等),或专用网接续、处理和传输。把各种不同的通信网联接起来,最后建起真正的综合业务数字通信网,这是一个长远的目标。

目前,各发达国家建立综合业务数字网的工作正处于开发和试用阶段。由于涉及面广,投资费用大,必须是分阶段分批实现的。我国有关部门也正在探讨规划和试验之中。

光纤通信

在光纤通信以前,人们已经利用无线电波传递信息,而且直到现在它仍旧是重要的信息载体。

那么,什么是光纤通信呢?

简单地说,光纤通信就是光波通过光缆传输信息。但是,这种光不是普通的光,而是激光,普通光方向性差,无法听清声音。

1960年,美国物理学家梅曼发明了一种用红宝石为受激物体的激光器,产生了一种具有单一频率、方向高度集中的光,叫激光。这使光通信才成为可能。但是,激光在大气层中传播,会受到雨、雪、雾和灰尘的侵袭,甚至连窗帘那么薄的东西也能使光束受阻,使光能量减弱。

那么,怎样能使光束不受阻呢?

一位希腊的玻璃工人发现,光不仅可以从玻璃棒的一端迅速地传到另一端,而且不会向棒外散射,即使玻璃棒是弯曲的,光束也能随着弯曲的线路前进。原来,这是因为光射到玻璃界面时,发生了全反射的原因。

科学家根据这一发现,把玻璃拉成很长的玻璃细丝——光纤,作为光的“导线”。经过试验,不管玻璃丝怎样弯曲,只要入射角度合适,激光就会在玻璃丝内来回反射,沿着导线传到很远很远的地方。

这种玻璃丝就叫做光导纤维。

光导纤维能够将声音、文字和图像的电信号变成相应强弱变化的光信号,传到很远的地方。如果你在摄像机下对着电话机的送话器讲话,声音和图像就会变成了电流,经过电信发送设备,变成一串串由“0”和“1”组成的数字信号。光端机通过光纤射出的一串串明暗不同的光信号,传到对方的光端机上,由接收机恢复成声音或图像信号,这样就听到了声音、看到了图像。

令人惊奇的是,光纤通信不仅速度快,而且容量也大得惊人。在一根比头发丝还细的光纤上,就可以同时传输几万路电话或者几千套电视节目。

如果把几十根或几百根光纤组在一起,就成为光缆。它的外径比电缆要小得多,但是,容量却上千倍地增加。

不仅如此,光缆特别廉价,因为它的原料就是石英,就是我们说的一种沙子,比使用铜铝线自然要廉价得多。这种光纤还具有重量轻、柔软性好、不会腐烂等特点,特别是通信保密性好,抗干扰能力强。

1993年10月,我国开通了世界上最长的光纤通信线路。我国的光纤通信网络以北京为中心,联络各个省的省会和其他大城市。可见,我国的光纤通信走在世界前列。

无疑,光纤通信使信息走上了高速公路。

相干光通信

大家知道,光纤通信是信息高速公路的主要组成部分。但是,现在应用的光纤通信只是利用光强变化来传递信息,并没有利用光的波动性质。

而相干光通信却是名副其实的光波通信,因为它不仅利用了光的强度,而且还利用了光的波动性质。也就是说,在光纤通信中,只有利用了光的波动性质,才算是相干光通信。

那么,相干光通信是怎样达到通信目的的呢?

科学家在发信端激光的出射光中,加高码率频率调制信号,也就是用频率变化来携载信息,并将其耦合到光线中。而在接收端的另一台激光器,与发信端激光器有固定的光频差,一般情况下,频差大于四倍的码率,使该激光器发出的光波同接收到的携载的信号的光波相混合。这样,就会得到由两束光的频率差产生的拍频,从而探测出传送的信号。

要实现相干光通信,必须具备两个条件。

第一,发射端的激光要有很好的相干性,而且光频必须十分稳定。经过试验表明,用于相干光通信的激光,最佳频宽范围为1兆赫以下。因此,进一步提高激光器的单色性是关键的步骤,而改善其单色性的重要途径就是提高激光频率的稳定性。

第二,传播到接收端的偏振面必须同接收端激光的偏振面相重合。为了使光在光纤中的传播中保持偏振不变,需要使用能够防止偏振面旋转的特殊光纤,并要采取一定的“防变”措施。

那么,相干光通信有什么好处呢?

相干光的独特之处是可以延长中继距离。

目前,采用的光强调制的光纤通信中继距离一般在40千米,而相干光通信中继距离可望达到100~200千米。这可以减少中继距离的设施,特别是对长距离的海底通信十分有利。因为,在海底建设中继设施更为困难了。

不仅如此,相干光的接收灵敏度高,比现在用的光强调制直接检测系统要高出10~100倍。并且它的选择性良好,可以实现超大容量的光纤通信。

由此可见,光纤通信的潜力很大,但是,只有用现代高新科学技术,不断地开发研究,才能挖掘其潜力,实现超大容量的光纤通信。这是信息高速公路这一高新科学技术不断发展的必由之路,也正是科学的不断发展和提高,才使得信息高速公路不断向前延伸。

中微子通信

在众多的通信载体中,中微子是科学家发现的一种有价值的通信载体之一。

那么,什么是中微子呢?

所谓中微子指的是基本粒子诸如质子、中子、电子、光子、介子等家族成员中的一员。中微子属于轻子的范围,它的静态质量大约只有电子质量的一万分之一,几乎测不到它的存在。

中微子具有光的速度,而且具有穿越地球的本领。它的特点是,沿直线传播,从不发生折射和反射,因此,几乎不存在传输中的衰减而减少能量的弊端。据测算,中微子束在穿越地球时,其能量衰减也仅为一百亿分之一。

因此,科学家便设想把它用于通信上,而且在实践中证明,它是通信的良好载体。

那么,怎样利用中微子通信呢?

实际上,就是采用中微子束代替电磁波传递信息的无线电通信方式。

中微子通信装置分为发射和接收两部分。

通信时,在发射端首先用高能质子加速器将质子加速到几千亿电子伏的能量,然后再用它去轰击一块金属靶子。这时,靶子的背面就会产生许多介子。这些介子一边运动,一边发生分裂,从而产生中微子和μ子。

然后,再让它们穿越钢板,μ子被钢板所吸收,剩下的便是中微子。如果用信号对中微子进行“改造”,那么它就会按人的意志,朝一个方向传递目标。

如果在接受端装一个贮有近亿吨水的特大水箱,里面置有星罗棋布的光探测器。当发射过来的中微子束从水中传过时,就会与原子核的中子发生核反应,从而产生μ子,μ子在水中高速前进,产生光电效应而放出光子,进而被水中的探测器接受。这样,便可以把中微子束所带的信息解调出来,达到通信的目的。

1978年12月19日,美国华盛顿海军研究所的科学家在世界上首次利用中微子作为信息载体,并取得成功。

那么,中微子通信有什么优点呢?

中微子通信是目前世界上最先进的应用通信方式。它不仅具有保密性强、稳定性好等特点,而且还有不受外界的干扰、传递信息快、对人体无害等优点。因此,被称为“当今世界最完全的通信”。

它不仅可以实现全球无线电通信,而且还可以穿透高空电离层,同其他星球通信。因此它将成为陆、海、空以及星际通信的最佳载体之一。

微波通信

在实现信息高速公路的计划中,微波通信也是信息的重要载体之一。

其实,对于微波通信大家并不陌生,雷达和卫星转送的电视节目都是利用微波来实现的,它是远距离通信的理想波段。

微波为什么能肩负远距离通信的任务呢?

微波属于电磁波,它和长波、中波、短波同是电磁波家族的成员。

微波的频带极宽。科学家测出,它是长波、中波和短波频段总和的1000倍。短波通信设备只能容纳几个话路同时工作,而一套微波通信设备可以让几千个话路同时通信。由于电视图像信号占用很宽的频带,因此它是传输电视信号必不可缺少的频带。

另外,微波波束很窄,方向性强,使用比较低的功率就可以将信号传得很远,并且可以使通信干扰现象减弱。

由于微波通信具有频带宽、携带信息量大、抗干扰能力强等优点,所以微波通信便成为信息高速公路通信载体的重要手段。

但是,微波通信也有它的缺点,它的波长很短,只在1毫米至1米之间。它在传输信号中,特别是在长距离传输中,不能像长波那样,遇到障碍物可以翻越过去;也不能像短波那样,利用空气中的电离层的反射,进行远距离通信。它的传输路线是直的,就像光一样不会拐弯。不仅如此,它还有一种怪脾气,遇到障碍物,便反射回来,就像射出的子弹,遇到硬障碍物就反弹回来。所以,微波通信只能在空间可视间距中传播。因为地球是圆的,即是把发射天线架在高山上,也会被地球表面反射回来,也就是说,它的传送距离只有50千米左右。

那么,怎样克服这一缺点呢?

很显然,要实现微波通信,只有在50千米的间距做文章。科学家设想,就像中国古时候的通信设施烽火台一样,每隔一定的距离,建一个微波中继站。这样一个接一个,就像体育赛跑中的接力赛一样,那么,通过一个个微波中继站,就可以实现一步传一步的通信。这样就实现了微波的远距离通信。

由于微波中继站建站快、投资少,所以即使是建立一串串中继站,从经济上和传输效果上还是合算的。况且微波段带宽的优点,也是长波和中波、短波无法比拟的。

所以,目前的电视转播都采用这种微波中继站,使千家万户可以看到清楚的电视。它便成为信息高速公路不可缺少的组成部分。

毫米波通信

在信息通信中,毫米波通信是目前科学家研究的重点之一。

毫米波指的是一种波长只有1~10毫米的无线电波。毫米波通信有着其他无线电波,诸如微波、短波、中波等无可比拟的优点,所以,日益被信息通信研究所重视,并在实践中逐渐应用。

那么,毫米波通信到底有什么优点呢?

毫米波通信波段所容纳的信息道比现在用的短波、微波容纳的信息道更大。这样就可以缓和目前频段越来越拥挤的状况。

毫米波的频带宽,可以实现高速数据的传送。它可以使通信的传输速率达到8~16G比特/秒。

由于科学技术和社会经济的飞速发展,信息量越来越大,采用厘米波波段,很难满足日益提高的传输速率的要求,而毫米波段,频带宽,传输速率高,当然也就可以担当起信息量日益扩大的无线电信息传递。

毫米波段,由于波长短,可以把无线电波做成光束,因而它的测量分辨能力强,精度高,同时还具有体积小、重量轻、耗电少等优点。

毫米波通信在航天技术中有着不可代替的作用。例如,航天飞行器返回大气层时,由于金属与空气摩擦而使周围的空气电离,形成了等离子鞘套,能够使微波通信中断。就是说,空气电离以后,等离子把航天飞行器与世隔绝。然而,毫米波却能穿过等离子体,顺利地实现地面与飞行器的通信。

由于毫米波通信比微波通信具有更加独特的作用,所以目前各国科学家都在加紧研究,并取得了一定的成就。

日本于1983年就开始使用毫米的波段的通信卫星,用来传输电话、电视和数据。目前,日本正在研制新的通信卫星,使用的是10/15毫米波段和6/7.5的毫米波段,有6个点波束,信道宽度可达250兆赫,数据传输率达400兆比特/秒。地面的接受天线可以只有30厘米。

目前,美国也正在加大投入,研究开发和使用毫米波通信。他们研究的重量约为1吨的先进技术卫星,上行波长为10~11毫米,下行波长为15~17毫米,有2个扫描波束,3个固定波束,传输速率为256兆比特/秒。而地面发射功率为20~200瓦,天线长5米。

欧洲的许多国家也正在加紧对毫米波通信的研究,并在人造卫星上成功地使用毫米波段。相信,毫米波通信必将成为无线电波通信家族传输信息的佼佼者,并逐渐扩大其应用范围。

卫星通信

不管是毫微波通信,还是微波、短波、中波或者长波通信,都属于电磁波通信。这其中效果最好的当属微波通信和毫微波通信。当然,其他波段通信也各有自己的特长。

国际卫星通信网是全球性的卫星通信系统。采取微波通信需要通过建立中继站,才能实现远距离通信。但是,这种方法一是耗资大,二是在有些地方也无法建立中继站。特别是远隔重洋,要在海洋中每隔40千米建一个中继站,简直是不可思议的。

大家知道,建立中继站的目的是使微波不受地球凸面的阻隔,实现远距离通信。

如果中继站的高度足以超出地球凸面,那么微波通信不就不会受阻隔了吗?

于是,人们便想到了卫星。

1945年,英国的科学家克拉克发表了一篇《地球外的中继站》的预言论文。他首先提出了利用人造地球卫星作为传送微波信息的中继站。如果将卫星释放到赤道上空约36000千米的同步轨道上,这样,一颗卫星上的中继站所转发出的微波便可以覆盖地球表面大约1/3。如果布放三颗等距离的地球同步卫星,则可以实现全球通信。

这一思想得到许多科学家的重视,他们进行了卓有成效的研究。

1965年4月6日,人类发射了第一颗通信卫星,使卫星作为中继站的设想付诸现实。

那么,人造卫星如何承担中继站的任务呢?

卫星通讯前景广阔卫星通信是由一个地面站向卫星发射信号,经过卫星的放大、变频等处理,再转发给另一个地面站。一般地说,经过卫星处理以后,最远的通信距离可达13000千米,三颗卫星都进行这样的处理,就可以绕地球一周。

通信卫星在36000米的高空,不受任何地形条件的限制,即使在沙漠、高山,甚至在地球上的任何一个岛屿,只1964年德国M.A.N公司制造的第一个德国通讯卫星地面接收站。要有一个直径零点几米的小的地面站,就可以接受卫星发射的信号,完成通信任务。

据测算,一颗卫星发射出来的微波信号,能够覆盖地球面积的40%,相当于在地面架设三百多个微波中继站。只要在卫星通信的覆盖范围内任意两点或多点,便可以实现卫星通信。

不仅如此,卫星通信的容量大得惊人,一颗通信卫星可容纳六万多人同时打越洋电话,还可以进行许多路电视通信以进行数据、文字、图像和移动通信业务。

目前,在天空中已经有一百多颗通信卫星在执行任务,同时还有一千多颗移动通信卫星在低轨道上运转。它们承担了全球近100%的越洋电视转播和30%以上的国际电报、电话业务。2000年9月在悉尼召开的奥运会,就是由卫星传播信息的。

多媒体通信

在通信中,“媒体”指的是文本(包括数据、文字、符号)、图形、图像、动画、声音、视频图像等。

过去通信一般都是单媒体,功能单一。例如,电话网络传送的是音频信号,计算机网络传送的是数据。而多媒体则是指多种媒体的综合体,即“声、图、文”的综合体。

那么,多媒体通信有什么好处呢?

在过去的单媒体通信中,人们只能被动地接受诸如电视节目的转播,而不能按某些观众的要求,临时转向另一个相关的节目,也就是说,很难在人们接受时交互进行。而多媒体在计算机系统支持下,提供了交互性,人们在使用和接受信息时,把人的主动性、积极性和创造性贯穿到其中。

由于多媒体通信是利用通信网络综合地完成多媒体信息的传输和交换,所以,多媒体通信要比单媒体通信复杂得多。第一,多媒体中有声、图、文,因此表现的形式多种多样。第二,各种媒体对信息的传输要求不同。例如,数据信息传输,要求可靠性很高,像银行的账单,错一个数码都不行,但是时间性可相对的低一些;通话信息的传输,对可靠性要求不很高,例如偶尔几个字没听清,照样可以理解意思,但是及时性要求很高,像市场行情,时间就是金钱;视频信息的传输与通话信息传输类似,但是信息量相当大,例如,一幅1024×768点的计算机屏幕图,用一个字节表示一个点的颜色和亮度,就需要78.6万个字节,相当于近40万字的一本小说;图像信息的传输,要求与数据信息传输类似,但是有的图像的信息,比一幅屏幕的信息还要多得多。第三,要实现多媒体的同时传输,难度就更大了。

另外,与数据通信相比,多媒体通信既要解决多媒体信息数字化,也就是将各种媒体信息的表示统一为数字的形式;还要解决信息的压缩和解压缩,这样可以减少各种媒体信息的传输量和存储量;多媒体信息的混合传输和同步传输,也是要解决的问题。例如电影中的图像和声音的匹配,提高大容量高速传输技术。电影的播放大约要每秒25~30幅画面,同时还要传输相应的声音信息。

多媒体通信的应用十分广泛,可用于可视电话、点播电视、远程教学、远程医疗等等。信息高速公路就是一种多媒体通信网络。未来的家用计算机将是集计算机、电视、电话、VCD、DVD、音响等于一身的设备。

你看,信息高速公路能离开多媒体通信网络吗?

使用因特网

因特网——Internet,是信息高速公路的组成部分。它从美国发展起来,现在已经成为世界范围的网络。因特网是当今世界上最大的计算机网络,但是,它也是由许许多多小网络组成的。

那么,人们为什么要使用因特网呢?

因特网有两个重要的特点。一个特点是这个网络大,据1998年7月统计,因特网已经覆盖212个国家和地区,全世界登记的域名达650多万个,因特网的使用人数达到1亿以上。第二个特点就是规范统一。因特网统一使用“TCP/IP”网络协议,为各种应用的开发提供了统一的平台,正因为如此,应用起来就很标准,目前的万维网浏览、文件传输、电子函件、远程登录、新闻组等,就是标准的应用。

目前,上因特网已经成为一种热潮。人们之所以纷纷上因特网,是因为它对人们的活动和生活具有重要的意义。

首先,因特网上有比较丰富的信息资源,而且这些信息颇具吸引力,几乎可以说各种信息都具备。不仅如此,因特网还有理想的检索和获取信息的工具,诸如浏览器、搜索引擎等等,这便于上网用户寻找。如果你对某一方面感兴趣,例如想看电影,你可以立即得到好莱坞电影制片厂的电影消息,并可以选择一部电影观看;如果你对某个科学领域里的问题感兴趣,在因特网上也可以得到有关的介绍;如果你对体育感兴趣,便可以了解世界各地的赛事和体育明星的轶闻等;如果你想到国外留学,网上会给你提供各种信息,根据这些信息,结合自己的理想,最终选择你所要去的学校。

其次,因特网上可以提供人与人之间的交流。如果你国外有朋友,可以通过因特网给你的朋友打长途电话,自然也可以在网上聊天,还可以给你的朋友发送电子函件等等。

再次,各种企业可以通过因特网了解市场物资的需要和行情。这对企业来说是至关重要的,因为不了解市场,就像盲人骑瞎驴一样,会到处乱撞。有了因特网,便可以对世界各地的市场情况了如指掌,这样便可以有的放矢,按照市场需求和行情搞活自己的企业。不仅如此,还可以通过因特网,做自己的产品广告,开展网上营销,还可以通过因特网为你的顾客提供服务。

最后,企业还可以利用因特网建造自己的网络,这样世人便可以通过因特网了解你,自然可以提高企业的知名度。

由此可见,因特网是提供信息和获取信息的重要途径,所以,不难看出,它是当今信息高速公路的重要组成部分。

传真机传递信息

传真机是目前商家、厂家、机关等单位经常使用的传递信息的工具。如果新闻单位要发送新闻图稿、商家要发送商业订单等等,只要经过传真机传送,对方立即就会收到如发送单位发送的真迹一模一样的信息。

那么,传真机是怎样传递信息的呢?

原来,传真机是一种具备相当于人的“眼睛”和“手”的功能的机器。

传真机由发送机和接收机两部分组成,就像打电话一样,一边有说话的人,另一边要有受话的人。发送机具有“眼睛”的作用,它是一种具有光电转换功能的光电管。它的功能是能够识别画面上各部分颜色的深浅,并把它们转换成不同强度的电信号,经过电子电路整形、放大、调制、编码,再通过电话线路传送出去。

在另一方面,传真接机具有“手”的作用,它能将画面复制出来。当它接收到从线路上传送过来的电信号后,立即进行放大、解调、限幅、鉴频等处理,把电信号转换成图画信号,然后再经过控制打印机,把原来的图画或文字复印出来。

要使传真机传送信息的效果良好,在传真机的发送和接收的过程中,发送机和接收机必须同步进行,也就是说要步调一致。发送机对画面自左至右,自上而下,一行一行地扫描“分解”,必须与接收机在传真纸上的记录顺序同步,扫描速度自然也要相同。如果不同步,那复印出来的画面就难以辨认,会失去传真的价值。

不仅扫描要同步,发送机和接收机每行扫描的起始点也要相同。如果不同步,印制出的画面就会出现中间割裂或重叠等现象。

随着电子技术的不断发展,传真机也不断地改进,出现了许多新型的传真机。新型传真机更加方便,如果你要发传真,只要将它接在电话线路上,拨对方的电话号码,把传送的图像或文字放入传真机,对方很快就在传真机上复印出同样的图像或文字。

如果传真机与微电脑结合,就不仅具有静止的图像通信功能,而且有图像处理、数据处理、办公自动化、自动接收等新的功能。

那么,微电脑为什么也能够发送传真呢?

很简单,人们只要在微电脑上安装传真功能卡和相应的收发传真软件,就具有传真机相同的功能,将电脑数据代码变成传真信号,然后通过电话线传真。

现在,人们已经研究出一种新的传真工具,就是与笔记本电脑配合使用的传真功能卡。如果你出差或者在外办事,只要将笔记本电脑与移动电话相接,就能随时发送传真,真是方便极了。

月面通信

月亮是地球惟一的天然卫星,它离地球表面38万千米。自古以来,人类就有关于月球的许多美丽传说,诸如嫦娥奔月、吴刚伐桂、玉兔捣药等等。

令人欣喜的是,人们已经登上了月球,这一天便是1969年7月16日。此后,人们多次登上月面,终于撩开了月球神秘的面纱。

随着科学技术的不断发展,科学家萌动了一个大胆的设想:既然人造地球卫星能实现卫星通信,那么能不能利用月球通信呢?

科学家最可贵的精神就是在大胆的设想的指导下,进行实践。

美国海军通信研究所的专家认为,月球是一个天然的反射体,它既然能反射无线电雷达信号,也就应该能反射无线电通信信号。

于是,美国的专家进行了试验,他们在美国东部的华盛顿和西部的夏威夷两地间进行了月面通信试验。科学家用强大的发送信号设备对准月亮,发射出载有通信信号的无线电波。

与此同时,两地在高灵敏度接收机上分别接收了由对方发出经月球表面反射下来的无线电波。这样,华盛顿和夏威夷之间,相隔千里、又无线相通,却在瞬间就打通了电话。

于是,人们便首次实现了月面通信,从而又多了一条通信渠道。

科学家在取得成功以后,又在不断地进行月面通信的试验。经过反复实践,使月面通信的效果越来越好。因而,更增加了人们利用月面通信的信心。

目前,最远距离的一次月面通信是在瑞典和新西兰之间进行的,两地虽相距17700千米,却顺利地完成了通信任务。这次通信在接收端使用的天线是特制的,天线的“振子”多达160余根,比一般民用电视室外鱼骨形天线大十多倍。

月面通信虽然还在研究中,但是,它的试验成功已经为人们探索出一条有效的通信渠道。经过科学家的不断研究,月面通信一定会收到更好的效果。

目前,许多国家的科学家都在探索月面通信。它的试验成功和不断改进,可以使人们的通信省去了在地球以外建设诸如人造地球卫星通信的费用。因此,月面通信有它广阔的前景。

未来的信息技术

当蒸汽机首先出现在18世纪的英国时,没有人想象到,这种新发明是发生全面历史性变革的先驱,这个变革现在被称之为工业革命。但是,今天我们对于计算机和电信引起了一场新革命是没有什么怀疑的,而且对于这种新的变革将比蒸汽机对人类的影响更加深刻也是没有什么怀疑的。

(1)把计算机和通信线路连接起来的全球网络,将是有史以来所建造的最大的机器。在今后几十年中,它可能还要扩大许多倍,而且更加庞大。这个庞然大物将从根本上改变我们今天所知道的生活。

(2)正如机器在过去接管了大部分重体力劳动一样,计算机将越来越多地把我们思维的任务接管过去。全球计算机系统越来越强大的解决问题的能力,使得人类的幻想无地自容。今天的超级计算机可以每秒钟运算1.4万亿次,但是科学家现在预期一种“极其高速的”计算技术,可达到比今天最快的计算机快千百倍的水平。现在陆续发现比使用原始的计算能力更加有效地解决问题的新技术。

(3)信息技术将在工业化国家中激增,并迅速扩散到其他各地。计算机一年新进入数百万个家庭,到1995年计算机约进入大约34%的美国家庭。美国家庭还在购买传真机(23%)和复印机(14%)。从1990年到1994年,蜂窝式电话的订购者猛增600%以上(从270万部猛升到1930万部),今后增长将会更加迅速。美国电话电报公司现在想要铺设一条环绕非洲的海底光缆。从这条非洲大陆的光缆出发的电信通道,将把所有非洲国家联系在一起。

(4)信息技术产品将变得越来越便于携带和小型化。不管我们身在何处,也不管我们的朋友在何方,便携式电话都将使我们能够与他们通话。体积只有信用卡大小的手持盒式录音机已经出现了,而且将越来越普遍。便携式计算机越来越小巧,使用越来越方便。日本的NEC公司最近宣布,它已制造出一种芯片,可以存储1000兆位以上的信息——比今天通常使用的计算机的千兆位芯片多256倍。我们最终可能把功能相当于今天数以百计的超级计算机的芯片放在一个口袋里,或者缝在衣服里。

(5)信息技术产品将被植入我们的身体里。植入我们身体某处的一个芯片可以既作为信用卡、护照、汽车驾驶证,也可以用作私人日记……种类繁多,你是数不完的。我们不再为旅途中丢掉信用卡而担心了。嵌入身体中的一个芯片可能还使我们有了额外的思维能力。特别小的计算机还可能给能够注入我们身体中的显微机器提供足够的智能。这些纳米机器将执行修复肌肉和脑细胞的任务,因此我们可以享有永驻的青春。研究人员已经发现了用一种脱氧核糖核酸——在动物和人类细胞中发现的遗传物质——制造“分子计算机”的方法。美国南加州大学一位数学家说,他已经使脱氧核糖核酸计算机解决了一道数学难题。

数字将会是人类惟一的语言吗?

(6)信息技术的费用将大大减少。一些公司可能赠送计算机以便使我们试用他们的商品。现在每一台计算机操作费用还没有降到最低的迹象,即使没有新的突破,现在仍在扩展的光纤、数据压缩和其他技术也将节约巨额资金。

(7)信息技术的具体形式将加以改变,以满足我们的特殊要求、时尚和个人的爱好。早期的新技术的模型是粗糙和实用的,后来的模型为了取得越来越厌倦了的客户的好感而在样式上变得优美了。形式通常是随着功能而变化的,但是大多数信息技术并没有必要的形式:它不像汽车那样需要轮子,也不像帽子一样要适合人头的大小。未来的计算机可能是极小的,甚至是显微式的,或者和它的外围设备一起安装在非常大的场所。电话、电视和计算机可以合并成一台机器,但是,许多人可能宁愿使不同的机器发挥这些功能,只有在希望的时候才把它们连接起来。一个小屏幕对于大部分计算机工作来说,可能是可以接受的,但是要想展示你的多媒体中的艺术史的过程时,你可能想在电视室内有一面墙壁那么大的屏幕了。无论大小,你的愿望都会实现。