通讯新气象

磁带录音 　　波尔森于1899年发明了磁带录音机。1900年，他的录音电话在巴黎博览会上进行了成功的演示。这种装置是在一个活动的可磁化的钢带上记录信息。它是我们现在熟悉的磁带录音机的前身，但是，要待电子放大器问世之后才能有实用意义。 　　波尔森原来设想的录音电话机，是一个记录装置，跟电话机结合起来用。除了使用钢带外，他还想使用以柔软材料做成的线和带子，上面涂一层可以磁化的粉末，这样，便成了我们现代录音磁带的前身；现代的录音磁带，是用柔软的塑料带，上面涂一层可以磁化的棕色氧化铁做成的。 　　今天，磁带录音机几乎象留声机一样普及，它革新了电影、广播和留声机工业的录音。现在的电视节目通常是用这种方法录制后再播放的。音乐家和其他的人们，不必再呆在录音室里一连四五分钟地紧张地灌唱片；灌唱片时只要一出错就非常糟糕。今天，任何录音都可以校正和拼接在录音带上。 　　新式检波器 　　1899年深秋，国际快艇比赛在美国举行。来自各国的快艇好手云集美国，这在体育界也是一件喜事。马可尼接受邀请远涉重洋来到美国，并用他的无线电装置报道比赛情况。无线电及时、迅速、准确地完成了报导任务，不仅使参赛运动员大开眼界，得到鼓舞，并使广大美国人也惊叹不止。 　　为了宣传无线电，也为了感谢热情的美国人民，马可尼进行了一次无线电通信表演。表演的这一天，人山人海，其中有研究无线电技术的科学工作者，也有关心无线电发展的广大青少年。 　　表演过程，人群中有一个青年好不容易一步一步挤到了收发报机跟前。他专注而惊奇地看着这架神奇的机器。表演结束了，他还恋恋不舍，不肯回去。马可尼的助手肯普见他这种神态，友好地打开发报机让他看个满意。这个青年聚精会神地察看着，显然他对无线电不仅爱好而且还有一定研究哩！ 　　他的目光停留在装着银灰色粉末的小玻璃管上，问肯普：“这是不是检波器？”肯普点点头。 　　谁知这个青年的提问被正在与一位船长交谈的马可尼听到了，他回过头来带着欣喜的神情看看这个懂得检波器的青年。这个青年很机灵地向马可尼进行了自我介绍：“我是一个无线电业余爱好者。”马可尼也很幽默地说： 　　“我也是一个业余爱好者。” 　　马可尼看到这个青年这样关心和爱好无线电，心里很高兴，话也多了。谈话中马可尼告诉他，无线电诞生了，它的作用已越来越被大家重视。但是无线电还要不断改进，就拿眼前的这个接收机来说就有不少不完善的地方，而接收机的改进，关键在于改进检波器。 　　青年人不仅看到了无线电实物，还有幸受到了他所崇拜的发明家接待，而马可尼的短短一席话，点燃了一颗发明的火种，改变了这个青年的人生之路。 　　这个青年就是德福雷斯特，后来成了无线电的心脏——电子管的发明人。 　　在人们的日常生活中，虽能感知可见光和声音，但人眼可见到的光和可听到的声音，一般传播距离不超过几千米。但是，频率在几万赫兹至上百万赫兹的无线电波却能长距离地传播。因此，要远距离通信就得利用无线电波。而人本身对无线电波却没有直接的感知，所以要把声音、图像等人能感知的信号经过一定规律的调整，变成为无线电信号传播出去，这称为调制。然后，在远方另一处再按相同的规律把无线电信号再变回到声音、图像等信号，这称为解调，这样便实现了人所能感受的远距离通讯，而用作解调的无线电器件就称为检波器。同时由于信号调整及无线电信号的传播会引入“杂质”信号，因此有必要在解调时把这些杂质过滤掉，检波器的另一个作用正是把这些杂质尽可能多地去除以使声音、图像等变得清晰，而能为人们所听清。 　　无线电通信在初始阶段还不够完善，接收无线电信号的接收装置使用的是矿石检波器，这种检波器灵敏度不高。特别是接收到的信号比较微弱，也不够稳定，影响了信号的检测。无线电通信的迅猛发展以及各行各业对无线电的殷切期望，人们迫切地等待着灵敏的检波器和放大器的问世。 　　德福雷斯特在大学里学的是机械工程，毕业后在芝加哥西方电器公司研究所工作，是一名电气工程师。但是，他与马可尼的萍水相逢和马可尼对他的激励与指点，使他决心从事检波器的研究。他毅然辞去了研究所的工作，在纽约泰晤土街租了一间小屋，没日没夜地研究起新式检波器来。 　　德福雷斯特在这间简陋杂乱的小屋里，平时节衣缩食，靠给富家子弟补习功课，到饭馆去洗盘子、打零工所得的微薄收入，购置了一些便宜的器材，满怀希望地做着各种试验。在此期间，他发明了一种气体检波器，在船舶的无线电通信中获得了一定的成功。遗憾的是，这种检波器的效率不够高，用起来也麻烦，最后不得不放弃了。 　　两年过去了，他的努力终于有了一点眉目。他萌发了一个想法：利用灯泡进行改装来制作一个新式检波器。他为自己有了新的设想而高兴。正在他准备按照这种设想进行试验时，英国科学家弗莱明顺着与他同样的思路发明了二极管。弗莱明在真空灯泡中用圆桶形金属片把灯丝包围起来，形成一个板极。这种元件能让电流向一个方向流动，使交流电变成直流电。用它来检波、整流，灵敏度大大提高。 　　德福雷斯特并不沮丧。他想：弗莱明为电子器件研制打开了一个突破口，我要闯进去扩大战果。想到这里，他重又振作精神，鼓起了信心。 　　他请人帮助，抓紧时间，制作了一些真空二极管。用它代替金属检波器。试验一下，果然效果很好。但仅仅摹仿弗莱明是没有出息的，重要的是推陈出新，要有所创造。 　　他小心地尝试着对二极管的改进。他在二极管的屏极和阴极之间，用锡箔装上第三个电极。也许他想到试屏极距阴极远近会对检波效果有什么影响；也许他想过小时候踢足球，只要在劲射足球时轻轻一下球的某一部位，它的最后着地点就会在距离和方向上产生明显的改变。他可没有想到，这个小小的第三极却使他取得了决定性的成功，且由此改变了整个无线电技术领域的面貌！ 　　他惊异地发现，倘若在第三极上加上一个不大的的电压，就会改变屏极的电流强度，而且这个附加电压的微小变化，会使屏极电流产生明显的相应的变化。哇！这不正是许多同行朝思暮想、梦寐以求的放大作用吗？它能使无线电波传播更远！ 　　他抑制不住内心的激动，简直不敢相信眼前发生的事。他欣喜万分地一遍又一遍地重复做着试验，证实了这个物理效应是实实在在的，一点也没有欺骗他。 　　在今天，我们将这种放大作用，用“跨导”这个物理量来表示。为了提高放大作用，他继续努力着。 　　他再接再励，用白金线网代替金属筒，它不仅能够整流，而且还能检波，特别是有着较大的调幅作用。这就是说，一个真空管能够放大信号十倍，连接第二个的时候，信号将是一百倍，再连接第三个的时候，其信号将是一千倍了。这是多么了不起的突破啊！ 　　这时已是1907年，距离1891年德福雷斯特与马可尼相会已过去了8年。这是多么难忘的8年啊，贫困时时威协着他，但苍天没有辜负有心人，他毕竟取得了成功。 　　他把第三极称为栅极，它的作用就像一道闸门，可以控制屏极电流。人们在栅极上加上一个微小的的信号，在屏极上就变成依同样规律变化的放大了的信号。巨大的成功使他预感到这项发明将得到世界的承认和赞许。 　　在德福雷斯特即将取得成功的时候还有一个令人啼笑皆非的插曲。 　　德福雷斯特制作的电子管问世后，他已经是两手空空，身无分文了。为了进一步改进发明，他只得到几家公司游说。他告诉人们这种小小的灯泡在无线电中有神奇作用，希望得到资助。但是，谁相信眼前这个衣衫破烂、穷困不堪的青年会作出什么发明？谁相会这样的人手中拿的这个小灯泡会有多大的用处？他到处碰壁，真是狼狈不堪。有几家公司还把他赶出大门，其中竟有一家公司认为他是骗子，把他送到了警察局。 　　1906年存大，纽约地方法院以诈骗罪对他进行公开审判。开庭那天，法庭来了不少人，其中有关心他的人，也有看热闹的人，许多记者也赶来采访。 　　开庭后，德福雷斯特镇静地地走上审判台。他利用法庭机灵地宣传了自己的发明。他勇敢地向人们宣称：“我的发明可以接收大西洋彼岸传来的微弱信号，”“历史必将证明，我夺取了空中帝国的王冠。” 　　法庭成了他宣传科学的讲台，他义正辞严的发言博得了人们的赞扬，法庭宣布无罪释放他。更重要的是他的发言引起科学界和社会的重视，许多人意识到了他发明的重要意义。 　　他昂着头步出了法庭，那些诽谤过他并想陷害他的庸人们受到了人们的嘲笑。不久，他获得了三极管的专利权，无线电的心脏终于诞生了。 　　电子管很快被应用于信号发射器、电台、雷达、收音机，成了无线电通信和电子领域中最重要的元件。后来，它又被用什第一代电子计算机的主要元件。电子管是一项划时代的发明，它不仅将电学革命引向深入，而且成为未来的信息革命的开端。 　　神奇的微波通信 　　随着社会生产和生活的需要，世界上的无线电台越来越多，整个世界的空间充满了各种不同频率的电磁波。 　　30年代人们开拓出了超短波，实现了电视广播；40年代，人们又发现了波长更短的微波并不断地对它进行研究和开发。 　　微波是电磁波大家族中最小的一个成员。它跑得又快又远，“脾气”与光波差不多。别看她身高 （波长）通常只有几厘米或几毫米，但其本领比长波、短波要大得多。 　　微波有着自己独特的传播方式，她既有别于长波，也与短波不同。长波 　　“脚踏实地”，是沿地球表面传播的，因而被称为地波。如果要在地面上赛跑，她跑的距离最远，可以得冠军；如果要跨越地面的障碍物，她只要迈开 　　“长腿”，就能轻而易举地翻过高山峻岭，而其她姐妹就只好甘拜下风了。短波是凌空飞行的，因而被称为天波，借助于高空中电离层的反射，她可以传播更远的距离。微波就不同了，她是沿直线在空间传播的，因此被称为空间波（又称直射波）。她跑得又快又远，而且十分灵活，可是如果把它射向电离层，她不是像短波那样被电离层反射，而是能穿越电离层而去；她也没有长波那样的统射本领，高山大物就可阻挡住她前进的道路。即使没有什么大障碍物，由于地球的表面是球面，所以当微波在空间传播的距离较远时，也往往被地面所形成的圆弧所阻隔，就如同被一座拱形大桥挡着一般。鉴于上述这些原因，微波在地球上传播的距离，就一般收发天线的高度来说，只能保证50千米左右。要让微波跑得更远些，自然可以用加高天线的办法，但这毕竟要受到一定的限制。尽管世界上最高的电视发射天线已高达 600多米，而其传播距离也只有150多千米。 　　微波有着其姐妹们无法比拟的优点，可又碰到了不少麻烦，有没有办法克服这些弱点呢？ 　　科学家们开动了脑筋，首先加强微波的功率。为了达到这一目的，科学家进行了一系列探索。他们从平时使用的手电筒上得到启示。手电筒的小灯泡光本来向四面八方散射的，但由于采用了“铜碗”这个抛物面反射镜反射，它就变成了沿一定方向前进的平行射线，而且由于集中了光束，功率加强，射程就远了。科学家们用此法进行微波传送果然效果好了，但是如何绕过障碍物呢？科学家从运动会上的接力赛跑中受到启发。在50年代，创造出了一种微波接力通信，即微波中继通信的方式，就是每隔50千米左右，建立一个微波接力站，即中继站，让它自动地把前一站发来的微波信号接收下来并加以放大，再转发到下一站去，就好像接力赛跑一样，一站接一站地把信号转送到远方。 　　在一条微波通信干线上，除了中间要设立许多接力站外，两端还必须设立终端站。终端站除像接力站那样具备收发微波信号的设备外，还设有各种转换和控制设备，以把电视台、电信局送来的电报、电话、电视、传真等各种信号变换为微波信号发送出去，或是把收到的微波信号变换为电报、电话、电视、传真等信号，送到电视台、电信局，再转发到各个用户，从而达到通信的目的。 　　但是，在微波通信方面一次真正的突破是在1957年。为什么这样说呢？前面讲过，微波通信的中继站和终端站，就像接力赛跑中的接力站。每一个中继站自动地把前一站发来的信号接收下来，加以放大，然后再转发到下一站去，如果通信线路很长很长，就要建造许许多多的中继站，要化费多大的人力物力啊。此外，微波是直射的，凡是处以地平线以下或是中间障碍物较大的地方，还是无法进行通信。上述两个微波通信中的难题，困绕着科学家。到了1957年，前苏联成功地发射了第一颗人造卫星，才完全解决了微波通信中的这两大难题，从而打开了电信事业的新天地。 　　卫星上设置了自动微波接收装置。上面装有微波收发机，既可接收地面发去的信号，又可把这些信号放大处理后，再转发到另一个地面站，以实现两地间的通信。请注意，一颗卫星如果使相距一万多千米的两个地方实现通信，改为架设地面中继站的话，至少需要200个中继站。不仅如此，在这个卫星所覆盖的地区之内，任何两点，不管是远隔重洋，还是横阻着高山大川，或是深藏于地平线下，都可以通过卫星实现通信。这样一来过去的难题都迎刃而解了。又因为微波在穿透地球大气层时不会受到大气的影响，所以利用卫星进行微波通信是不会失真的。再一个突出优点是通信容量大，一个通信卫星可提供成千上万路电话和许多路电视。卫星的出现，不能不说是微波通信上的一个重大突破。 　　模拟信号与数字信号 　　如果你向平静的池塘中投一块小石子，水面上便会激起一圈一圈的水波，延绵起伏，向外传播。这就是我们常见的波动现象。声音也是一种波，我们能听得到，但是看不见。如果要把它表示出来，也是一条延绵起伏的波动线。不同的声音有不同的波动线。在信息技术中，一般是把声音信号转换成电信号来传播的。用话筒这类声电转换设备转换成的电信号，表示出来也是一条波动线，而且是同声音信号彼动线几乎“一模一样”的波动线。这样的电信号被接受力收到后，再由扬声器转回成声音。这种转换方式称作模拟方式，转换成的电信号称为模拟信号。 　　近百年来，儿论是有线相连的电话，还是无线发送的广播电视，都是用模拟方式来传递信号的。照说模拟信号同原来的信号在波形上几乎“一模一样”，似乎应该达到很好的播效果。然而，事实恰恰相反，我们打电话时常常遇到听不清、杂音大的现象；广播电台播出的交响乐，听起来同去现场听乐队演奏相比总有欠缺；电视图像上也时有杂色点闪烁。这是什么原因呢？ 　　原来，信号在传输过程中要经过许多设备的处理和转送，这些设备难免要产生一些噪声和干扰。此外，如果是有线传输，线路附近的电气设备也要产生电磁干扰；如果是无线播送，则更加“开放”，空中的各种干扰根本无法抗拒。这些干扰很容易引起信号失真，也会带来一些噪声。这些失真和附加的噪声，还会随着传送距离的增加而积累起来，严重影响通信质量。 　　对此，人们想了许多办法。一种办法是采取各种措施来抗干扰，如提高信息处理设备的质量，尽量减少它产生的噪声；又如给传输线加上屏蔽；再如采用调频载波来代替调幅载波等。但是，这些办法都不能从根本上解决干扰的问题。另一种办法是设法去除信号中的噪声，把失真的信号恢复过来。但是，对于模拟信号来说，由于无法从已失真的信号较准确地推知出原来不失真的信号，因此这种办法不很有效，有时甚至越弄越糟。 　　此外，模拟信号在传输过程中保密性差，信息在传送过程中很容易被人窃取。 　　于是，一种新的信号形式出现了，这就是数字信号。 　　利用字信号进行通信是70年代在数字技术的基础上发展起来的种新型通信方式。与以前的模拟信号通信不同，这种通信方式把需要传送的原始信号（文字、语言、图像等）调制成所谓数字信号来传输。数字信号是一种间断的脉冲信号，它不像模拟信号那样是一条绵延起伏的波动线，而是一种由一系列同样高度的矩形组成的折线。它只表示两种状态：要么有，要么无——有矩形的地方表示“有”，用数字1代表；没有矩形的地方表示“无”，用数字0表示。 　　从原始信号转换到数字信号一般要经过抽样、量化和编码这样三个过程。抽样是指每隔一小段时间，取原始信号的一个值。问隔时间越短，单位时间内取的样值也越多，这样取出的一组样值也就越接近原来的信号。抽样以后要进行量化，正如我们常常把成绩90分以上归为优，75～90分归为良，60～75分归为及格一样，量化就是把取出的各种各样的样值仅用我们指定的若干个值来表示。在上面的“分数量化”中，我们就是把（60～100分中的各个成绩仅用“优”、“良”、“及格”这三个值来表示。最后就是编码，把量化后的值分编成仅由0和1这两个数字组成的序列，由脉冲信号发生器生成相应的数字信号。这样就可以用数字信号进行传送了。 　　在上面的转换过程中，我们似乎损失了一些信息：我们不是取原始信号的全部值，而是隔一段时间取一个样值；在量化时又把这些样值归为指定的若干个值，就好像做了四舍五入的近似一样。但是这些损失是很值得的，因为最后形成的数字信号抗干扰能力特别强，何况我们一般都把时间间隔定得非常短，量化时指定的值又取得足够多而且很密集。数字信号只有两种状态：1和0。如果它受到了干扰，使得我们在某时收到了一个0.9，那么我们就有几乎绝对的把握认为原来的信号应该是1，于是予以恢复。除非干扰特别强，把原来的信号变成0.5左右。但我们考虑的干扰毕竟是偶然的、随机的，这种情况一般不会大量发生。如果大量发生，破坏了一段信号，那就得考虑是否设备出了故障或有人有意破坏了。 　　数字信号抗干扰能力强的特点，使得它不但可用于通信技术，而且还可以用于信息处理技术。目前时髦的高保真音响、高清晰度电视机、VCD激光放映机，都采用了数字信号处理技术。此外，数字信号还有以下一些优点。 　　我们现在使用的电子计算机是数字式计算机，我们处理的信号本来就是数字信号。在通信上使用了数字信号，就可以很方便地将计算机与通信结合起来，将计算机处理信息的优势用于通信事业。如电话通信中的程控数字交换机，就是采用了计算机来代替接线员的工作，不仅接通线路又准确又迅速，而且占地小，效率高，省去了不少人工和设备，使电话通信产生了一个质的飞跃。 　　数字信号还便于存储，现在流行的CD唱盘和VCD视盘，都是用数字信号来存储音乐和影视信息的。 　　数字通信还可以兼容电话、电报、数据和图像等多种类型信息的传送，能在同一条线路上传送电话、有线电视、计算机等多种信息。此外，数字信号便于加密和纠错，具有较强的保密性和可靠性。 　　为适应信息时代大容量信息的传输，需要建立高可靠性、大容量、智能化、综合化的通信网络系统，而数字通信的出现，才使这一目标化为现实。80年代，一种既能适应未来各种通信需要，又可用来实现电话、电报、数据通信、传真、可视电话等各种通信业务的一体化通信网——综合服务数字通信网诞生了，它标志着数字通信在现代通信中已占据了主要地位。综合服务数字通信网具有如下综合功能。 　　语音通信——普通电话、可视电话、移动电话 　　图文信息传输——用户电报、智能用户电报、传真、电子保密 　　新闻传媒——电子报纸、电子刊物 　　信息检索——数据库、信息库、存储、计算、簿记 　　信息处理——编辑、文件处理、翻译 　　电子帐户——购物、付费 　　娱乐——游戏、竞赛、电影、图像、音乐 　　教育——单向传授、双向教学 　　医疗护理——简单诊断、远程诊断 　　其他——民意测验、选举、监视、远程读表、遥测、遥感、遥控等 　　这种综合服务通信网具有速度快、用途广、功能全等特点，是传统的通信网所无法比拟的，它已成为当今通信系统向信息化、智能化、综合化发展的必然趋势。不少国家已经着手建立综合服务数字通信网。 　　“大哥大”潇洒走天下 　　无线寻呼机虽然能随身携带，但只能接收信息而不能向外发出信息。普通电话虽然使用方便，但只能放在固定的场所，不能随便移动。能在移动的情况下与各处的人们交流信息，甚至双方都在移动的环境中保持联系，是人们一直向往的理想通信方式，移动电话的出现，解决了这个问题。 　　移动电话俗称“大哥大”，它是由早期用于军事部门和警察部门的步话机发展而来的。1921年，美国警察部门就开始使用车载无线电通信，后来就发展为步话机。我们在电影《英雄儿女》中看到英雄王成在硝烟弥漫的战火中与指挥部保持联系，用的就是他身上背着的步话机。步话机也可以算是一种移动电话，但是它通信距离不过几千米，而且也只能与规定的有限个对象联络。 　　真正能够直接拔号进行通信的移动电话直到1963年才出现。移动电话的信息交换如同广播、电视一样，部是依靠无线电波的传送实现的，这就需要使用一定范围的无线电通信频率。但现代通信事业的迅猛发展，使得能用的无线电频率已被其他通信手段大量占用，留给移动电话使用的频率范围很有限。由于不能在一个相同的频率上同时进行多路通信（这样会造成互相干扰），所以早期的移动通信电话系统不能接纳很多的用户。这正好比现代城市中的交通拥挤情况，有限的路面，不可能容越来纳越多的车辆同时行驶。如当年美国纽约市分配给移动电话使用的频率仅有12个信道，即只能有12个移动电话同时使用。这种状况，当然不能满足社会的需求。 　　为了解决这个“千军万马过独木桥”的问题，本世纪80年代，美国、日本、瑞典等国先后开发出了同频率复用、大容量小区制的移动电话通信系统，解决了频率信道少、用户多的矛盾，使移动电话通信系统有了真正的发展。 　　在这种移动电话通信系统的有效通信范围内，比方说在一个城市的市区范围内，分布着一些“基站”。每个基站都有接收、处理和发出移动电话的无线电信号的设备，它们有各自的通信范围，有的达十几千米，有的只有几千米。一般设在市中心建筑物密集K区的基站，通信范围小一些，设在市区边缘城乡结合处的基站，通信范围大一些。相邻站站的通信范围在接界处相互重叠，所有基站的通信范围合起来将整个市区全部覆盖，没有一处“漏网”。在地图上看，各个基站的的通信范围呈正六边形小区，一个挨着一个，排列得像蜂窝那样，因此这种移动电话系统取名为“蜂窝式移动电话系统”。 　　持有“大哥大”的用户，无论在市区什么地方，总是在这个“蜂窝”的某一个上六边形小区中。当他在“大哥大”上拨号打电话时，“统治”这个小区的基站就收到了“大哥大”发出的信号，并立即把这个信号传给移动电话交换机。 　　如果该用户拨打的对方电话是普通电话，移动电话交换机就把这个信号传给电话局的交换机，由电话局接通对方电话。接通后，对话双方按以下途径交换信息： 　　“大哥大”用户　基站　　　　 移动电话交换机　　　 电话局交换机普通电话用户。 　　如果对方也是“大哥大”，则移动电话交换机通知各基站发出寻呼，在各自的“管辖区”寻找对方“大哥大”，这个“大哥大”无论在“蜂窝”中的哪一个小区内，都会响铃。待它的主人作出应答后，“统治”这个小区的基站马上会接到信号，并“通知”移动电话交换机：对方电话在本区内。于是，对话双方按以下途径交换信息： 　　“大哥大”用户　基站　　　　　移动电话交换机　　　基站 （与前一基站可为同一基站，也可是不同基站）　　　　 另一“大哥大”用户。 　　由于整个通信范围被分割成一个个小区，每个小区“各自为政”，其能力也仅限于同自己小区内的“大哥大”通信，因此不同的小区可以使用相同的频率。但相近的小区仍会相互影响，因此一般在相隔一定距离的两个小区内才使用相同的频率。移动电话虽然通信频率范围较小，但由于能像这样重复使用，倒也可以让许多用户同时通话。 　　如某个移动电话用户边走边打电话，正好从“蜂窝”中的一个小区开进到了另一个小区，或者他坐在汽车上打电话，而汽车从一个小区到了另一个小区，那么这两个小区的基站会自动进行“交接班”，由新的小区基站把“大哥大”信号的频率转换成自己小区所使用的频率，并把信息传递工作继续进行下去，这种转换是在一瞬间完成的，用户几乎没有什么感觉。 　　现在使用的蜂窝式移动电话系统一般是数字式移动电话系统，即用数字信号而不是用过去的模拟信号来传递信息，这大大提高了通信频道的容量，不仅通信质量好，而且保密性强，还可以兼容多种通信业务。例如，一般电话机铃响时，你并不知道这电话是从哪里打来的，而有一种“大哥大”在响铃的同时还可以在液晶显示屏显示出对方的电话号码，你可以根据情况，决定是否要应答。 　　如今的移动电话正朝着超小型、多功能的方向发展。最小的“大哥大”如烟盒差不多大小，重量不到300克，并可记忆几百个电话号码。人们在推测，下一个目标是否将是手表式移动电话呢？ 　　移动电话不但已在飞机、火车、轮船上广泛使用，还被美国航天航空局和美国电话电报公司联手送上了太空。尽管飞船在太空中以每秒几千米的速度急速飞行，然而在地球任何地方，人们都可以通过普通电话直接拨号与宇航员对话，了解宇航员在天宫生活的趣闻轶事，询问宇航员太空飞行的航程安排；如你使用的是可视电话，那就锦上添花了。 　　移动电话使人们能够在移动过程中进行互相通信，适应了现代社会节奏快、人员流动性强的需要。近些年来，移动电话的使用越来越普遍了。据1992年初的统计，日本平均每个家庭至少有一部“大哥大”。至今全世界移动电话的用户已超过5000万。随着经济的发展和生活水平的提高，普通平民百姓享受使用移动电话将不再是一种奢望。 　　“大哥大”虽十分方便，但也有局限。由于隔一定距离就要建造一个基站，所以一般只在人口稠密的城区设立移动电话系统，为此，不久前科学家们提出了建造一种全球性卫星个人通信系统的计划。通过这个系统，人们可在世界上任何地方随时进行通信。 　　这种新系统的核心是运行在近地轨道上的77颗人造通卫星。我们知道，一般的通信卫星运行在距地面约36000千米的高空，但这个系统中的通信卫星距地面只有765千米。之所以采用低轨道运行的方式，是考虑到袖珍移动电话发出的信号很弱，卫星太高就收不到。但低轨道卫星在运行时与地球自转不同步，它同地球的相对位置变化很快，这就需要把许多颗卫星均衡地部署在7条环形近地轨道上，以保证地球表面任何一点都被这些卫星中至少一个卫星的通信范围所覆盖。 　　这个系统又称为“铱”系统，为什么称“铱”系统？这是因为铱原子中有77个电于，它们绕着原了核运转，同我们这个系统中77颗卫星围绕地球运转相当。“铱”系统中这77颗卫星将在7条近地轨道上绕地球运行，每条轨道上部署11颗卫星。这种卫星直径仅为1米多，重量300多千克，与同步通信卫星相比，可以说是“孙子辈”了。但由于这种通信卫星体积小、重量轻，故能实现多颗卫星一次发射，美国的多种类型火箭、欧洲的“阿丽亚娜”火箭及中同的长征系列火箭部时以承担发的任务。可以认为“铱”系统是一个太空中的移动通信系统，它的“基站”就是这卫星，但不像地面上的基站是固定的，而是在飞速地移动着，而且在信息传输的机理上也有不同。 　　这种全球性的卫星个人通信系统除了让人们可不受地域条件限制随时通话外，还让人们可以用膝上型计算机收发数据和文字信息。此外，这个系统还具有定位功能，即可以确定指定的目标在什么地方，以帮助寻找遇险人员，或帮助运输公司了解货船的位置，精度可在百米之内。因此，如果你有个“大哥大”的话，通过全球卫星个人通信系统，你就可以放心地“潇洒走天下”了。 　　贯通全球的“信息高速公路” 　　骤然之间，“信息高速公路”这个新名词频频出现在报刊杂志、广播电视等新闻媒介上。在科技、教育、医学等部门，甚至在街头巷尾，有关“信息高速公路”的谈论已经是沸沸扬扬、好不热闹了。那么，究竟什么是“信息高速公路”呢？ 　　信息高速公路并不是通行汽车的高速公路，而是由光纤、卫星与微波通信组成的高速信息传输通道，它可以连接七大洲四大洋的各国家各地区，成为一个贯通全球的大型数据化信息网络。 　　目前全世界已拥有近2亿台个人电脑，每年还要新增几千万台。我国政府机关、工矿企业及家庭的电脑数量近几年来也成倍增加。计算机技术的日益成熟，使它不仅能处理单一的字符数据，而且可以进行声音、图像等各种复杂信息的处理，并可具有电话、传真、电视等多种家用电器的功能。这就需要有一种通信线路，使各种类型的信息能迅速及时地传给电脑用户，电脑用户也可通过这个线路，把各种信息发出去。能出色地完成这个通信任务非信息高速公路莫属。顾名思义，信息高速公路具有极快的信息传输速度，片刻就可以把有关信息传到地球每一个角落，而且它的传输量极大，能使成千上万种信息同时流通。 　　四通八达的信息高速公路能将机关、工厂、学校、银行、商店、医院，甚至每家每户都联系起来，通过多媒体技术，进行文字、声音、图像的传输和交流，做到信息共享。与信息高速公路相连的每个用户，即使他们之间远隔千山万水，仍有一种近在咫尺的美好感觉。 　　信息高速公路将是一个立体的、多层次的全球性的高速信息网络，它通过由几十个卫星组成的高速通道，将东半球与西半球，不同国家、不同肤色的人们联系起来，它消除了时空的隔阂，使全世界的人们加深了解，增进友谊。 　　信息高速公路是一个将对全世界政治经济和社会生活等各个方面都产生巨大冲击的高新科学技术项目，它对我们的工作和生活方式将产生极大影响。 　　信息高速公路建成后，人们坐在家中通过电脑就可以浏览世界各地的报纸和杂志，也可以查看各地图书馆的图书和声像资料；不用去商店就可以清楚地了解和挑选各种货物。比如你想购买一台最新品牌的电视机，可以立即让电脑显示出商店的各种电视机的最新型号、性能、价格等数据图表，并显示造型图像，演示其功能。货比三家，你可方便地从这个商店转向另一个商店继续挑选。当你选中满意的商品后，无需出门，无需取钱，只需按一下键盘，商店就会送货上门，所需付的钱款也自动通过电脑在你的帐号上扣除。 　　通过信息高速公路，不同地区的科学家只需坐在电脑前就可与世界各国的同行们研究商讨最新的科技动态，共同设计人类美好的明天。 　　当你匆匆赶回家，但电视里你最喜欢的精彩的电视剧已演了一大半，马上就要结束了，这时你会感到说不出的遗憾。而信息高速公路的的建成，使你不再成为电视的奴隶，你不仅可以跳过你不喜欢观看的内容，而且还可以把已错过的节目“重放”一遍。通过信息网络还可以挑选世界各地的几百套电视节目。你也可以使用电脑创作出色彩鲜艳的动画片，驶入信息高速公路，让全世界各地感兴趣的人们都来欣赏你的杰作。 　　信息高速公路的开通，将使世界的经济贸易方式发生革命性的变化。国与国之间的贸易使用电子数据交换技术，来代替传统的纸制单据，实现“无纸贸易”，提高工作效率，而且省去印刷、分发及保管等多道环节，使成本降低。 　　最近建成的计算机远程会诊系统把美国、中国、日本、新加坡等几十家医院连接在一起，各国高明的医生不出门却可以在一起会诊疑难杂症。在1995年底，北京的514医院就通过这个国际医疗网络成功地为一个妇女进行了国际会诊。而信息高速公路一旦开通，可把世界上更多的医疗机构联系起来，共同为人类的健康攻克难题。 　　美国政府已确定了建设信息高速公路的政策，从 1994年起，美国信息高速公路的建设进入实验阶段，这标志着美国的通信事业又走在了世界的前列。当今世界，更好的通信总会带来更大更快的经济发展。因此，继美国决定兴建这个跨世纪工程之后，短短几个月内，欧洲各发达国家，以及日本、巴西、新加坡、加拿大等国家纷纷响应，紧锣密鼓地全力创建自己国家的信息高速公路。穿洋过海、连接世界各国各地的信息高速公路于是也已提上了议事日程。 　　信息高速公路的兴建对于世界各民族来说既是机遇，又是挑战。以美国为首的一些发达国家，凭借着它们的技术优势，频繁地召开会议，抢先制订了有关标准，为争夺和控制未来创造了条件。