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第四章通信技术与通信网

电话是人们使用最普遍的通信工具。根据电话使用方式的不同，可以将电话分为固定电

话与移动电话两大类。固定电话已有约 140 年的使用历史，而移动电话的使用则不到 40 年，

数字移动电话商用至今则只有约 25 年，但自 2007 年开始我国移动电话的用户数已超过固定

电话，成为了用户数量最多、应用面最广的一种通信方式。每一个人都可以和国内任何一个

地区的人通话，包括城市和农村，也可以和世界上各国的人通话；通话方便、快捷。

今天的电话应用如此方便、广泛，是经过百余年通信技术的发展进步和通信网技术的成

熟实现的。本章将介绍固定电话与固定电话网、蜂窝移动通信和移动通信网以及卫星通信的

基本概念及网络的演进概况。

4.1 固定电话与固定电话网

4.1.1 电话的发明和应用回顾

1．电话的发明

人们之间进行远程信息交流，这一直是人类的梦想，最早可追朔到发明电之前，但是具

有适用价值而被广泛应用的通信是在发明电之后。1834 年，莫尔斯发明了用电流的“通”、“断”

时长来表示“点”(通电时长0.1 秒)、“划”(接通时长0.3 秒)，用“点”、“划”组合来表示

字母和数字的电码(即莫尔斯电码)，并于 1837 制作成了莫尔斯电报机。电报的发明，拉开

了电信时代的序幕，开创了人类利用电来传递信息的历史。这种电报机一直使用至今。

之后是贝尔(Alexander Graham Bell )发明电话。贝尔并没有电的知识，他的父亲是

研究聋哑人听力恢复的有名专家，从事聋哑人教学。贝尔年轻时也帮助父亲从事聋哑人教学，

教聋哑人说话，懂得声音和振动的关系，并热诚于发音研究。他发现电报机发报时线圈振动

会产生声响，因而蒙生了利用导线通过电流来传送语音的想法。这时贝尔随父亲住在加拿大

的安大略省。为了证实他的想法的可行性，1875 年 3 月的一天，他便去华盛顿请教当时的

著名物理学家 J. 享利(Joseph Henry )，享利并不认识贝尔。当贝尔解释完自已的想法之后，

请教物理学家：“What would you advise me to do, sir, publish my discovery and let others work it

out, or attempt to solve the problem myself ? ”。享利回答说：“You have the idea for a great

invention, Bell, Work at it. ”。贝尔又说：“先生，这要求有电的方面的知识来克服机械方面的

困难，而我没有。”物理学家回答：“GET IT ！”。在得到物理学家的鼓励后，贝尔随即开始

了发明电话的研究；由于他不懂电，就请来了一名电工叫托马斯·华生(T. Watson )作助手，

贝尔画图，华生实施，两人分别在两个房间里做试验。经过无数次失败，1875 年 6 月 3 日

贝尔制成了一台通过导线可以传声的“ 电话机” 。但这台机器只能传递单音，还不能传送人的

完整的语音。之后，他们又经过改进，于 1876 年 3 月 10 日，贝尔和华生分别在两个房间里

试验改进后的液体电话机时。贝尔在操作硫酸时不小心把硫酸弄到了腿上，因为痛而向华生

呼救：“Mr. Watson, come here, I want you!” ，这次华生听到的是从电话机中发出的声音(而

不是从窗外传过来的)，这是人类有史以来用电话传送的第一句

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