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[导读]随着大数据、云计算和物联网时代到来,人们对数据和流量的需求急剧增长,传统的光通信技术已经远远无法满足人们的需求,这就让人们不断地寻求新的传输协议。 通信,是指人与人或者人与自然之间,通过某些行为或者媒介进行信息交流与传输,广义来讲,需要信息的双方会采用任意方法、任意媒介,将信息从某一方准确、安全地传送给对方。

通信一词的由来
通信一词,最初出现于《晋书·王澄传》:“因下牀而谓澄曰:‘何与杜弢通信?” ,“通信”一词,在这里是指互通音信。唐·李德裕的《代刘沔与回鹘宰相书意》:“又恐回鹘与吐蕃通信,已令兵马把断三河口道路。”也提到通信一词。从以上两个说法来看,大抵是指:部族之间,相互联络、结盟之意。
后来,《初刻拍案惊奇》卷五:“那裴仆射家拣定了做亲日期,叫媒人到张尚书家来通信。”《九命奇冤》第十八回:“哪一个不受过侄老爹大恩,谁还去通信呢?”通信一词,又泛指通报消息。
到了近现代,通信指用电讯设备或用书信传递消息,反映情况。张鸿在为曾朴做《续孽海花》第五十三回:“ 华福又奏明请颁一种密电本,以便秘密通信。”至此,通信一词,基本成型。
古代通信技术的演进
广义来说,通信是指信息传递的意思,原始人为了捕获猎物,通过呐喊沟通,呼唤同伴过来共同捕获野兽,即为通信的开端。
再后来,到了商周时期,天子为了迅速传递边关战报,遍设烽火台,一有敌情,便点燃烽火狼烟,下级烽火台看到上级狼烟,也迅速点燃烽火传递,这样一级一级往下传,直到信息到达京畿,然后由天子号令诸侯勤王,历史上最著名的烽火戏诸侯就来源于此,这也是最早的光通信。
除了采用光做通信介质,古人也采用鼓锣来传递消息。大凡帝王早朝,首先要鸣鞭,云板三响,鼓乐声中开始议题;又如行军打仗,鼓手击鼓号令三军,变换阵法;再者,衙门升堂,先要击鼓。
以上这些都是比较简单的信息传递,略微复杂一点的信息如果需要传输的话,该怎么办呢?这里就涉及到两个问题,首先是把信息编辑成文字,我们称之为明文。有些情况下,为了防止敌人破获这些信息情报,还会专门翻译成密文。文字写好了,怎么送出去呢?一般会修建驿道,开设驿站,派遣专门的驿卒,飞马传书,部分交通不便的地方,又有人专门训练鸿雁或者飞鸽,做飞鸽传书。
近、现代通信
近代通信技术主要是以1820年,法兰西人安德烈·玛丽·安培发明电报通信,作为近代数字通信的开始。此后,电报技术不断完善,到1838年,摩尔斯将电报通信推向实用性。
再后来,英吉利人亚历山大·贝尔于1875年发明了电话机,被称为模拟通信的开始。不过,关于电话的发明人,众说纷纭,一说是罗马人安东尼奥·梅乌奇,一说是美利坚的伊莱沙·格雷。
电话通信作为一种实时、交互式通信,比电报更便于使用。所以,在20世纪上半叶,采用这种模拟模拟通信技术的电话通信,得到迅速和广泛的应用。但模拟通信有一个最大的弊端,即信号衰减快,容易产生畸变。
到了20世纪60年代,随着半导体技术、计算机和激光技术的飞速发展,数字通信在数据计算、字符传输、防止信号失真等方面都大大优于模拟通信,因此,数字通信又得到了爆发性的增长。

数字通信技术

数字通信基本概念
通信的目的是传递消息。比如,语音、文字、图像等等,都是消息。我们的消息来源,可能是模拟信号,也可能是数字信号。对于模拟信号,需要做数模转换、数字调制、压缩打包。这就跟我们午餐点外卖一个道理,首先需要购买食材、然后加工、再后打包,一个道理。

为何要强烈建议采用数字通信
通信系统分为模拟通信和数字通信,无论是模拟通信系统还是数字通信系统,总存在噪声和干扰,引起传输信号的失真,从而影响信号传输质量。
在模拟通信系统中,传输的是连续的模拟波形,因此要求接收端能以高保真度来复原接收到的模拟波形。而这个过程需要估算信噪比,是一项非常复杂的过程,而且大概率会丢数据。在数字通信系统中,传输信息为离散值,只要接收端能正确判断出离散值即可。对于接收波形失真,只要不足以影响接收端的判断,就没有什么关系。
打个比方,我们去买菜,即使极新鲜的白菜,如果运输距离有点远,等你买回家里一看,发现坏了就只能扔了。这就跟模拟传输一个道理,不太好保真。
我很小时候,最喜欢一种美食——方便面。方便面工厂把方便面里的蔬菜通过脱水、切割等程序,变成容易保存的食材,等到需要的时候,再加水还原,即可食用。中国大多数老百姓也都利用这一原理来保存食材,这大概就是数字传输的精髓所在吧。
在数字通信中,除了对失真波形的有效恢复之外,还可以采用纠错编码,提高系统的抗干扰性;采用数字加密技术,提高系统保密系数;利用数字集成电路易于集成的特点,缩小产品体积等。

数字通信系统模型
现代数字通信技术,主要是对信源信号和信道做编码、调制,通过信道发送到接收端,再通过解调、解码,还原信号到信宿。

Microchip通信系统一揽子解决方案
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