书城计算机网络科学伴你行-神奇的通信技术
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第16章 通讯新时代(3)

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。

传真机的发明

1842年,英国的贝思提出一个设想,即通过电路传送图像、文字等。贝思也做了各种实验,可由于各种条件的限制,他的实验并没有取得成果,他的设想也成了空中楼阁。

此后的40年里,传真通信技术并没有得到什么重大发展。直到1883年,在大学就读的保尔·尼泼科夫受到一种游戏的启发,才在这方面取得突破性的进展。

尼泼科夫格外喜欢通讯技术。在学好学校课程的前提下,他几乎把所有时间都花在阅读有关的电学知识上。他崇拜莫尔斯、贝尔等发明家。在他看来,电报、电话筒直太神奇了。他想:电报能传送人的意图,电话可传送人的声音,可不可以发明一种传送图像的装置呢?

可如何使有关图像的信号发出去,并在远方留下来呢?尼泼科夫苦苦地思索着。

一天,课余时间,尼泼科夫在教室里尝试设计一种传真装置。忽然,他看见左右邻桌的两位同学正在做一种游戏:他们桌上各放着一张大小相同的纸,纸上画满大小相同的小方格;在尼泼科夫右侧的同学在纸上写了一个字,然后按照一定的顺序告诉对方哪一个小格是黑的,哪一个小格是白的;对方按照右侧同学发出的指令,或用笔将小方格涂黑,或让它空着。这样,待对方同学将全部小方格都按指令处理后,纸上便出现了与右侧同学写的相同的字。

尼泼科夫看着看着,不禁喊道:“真是一个好办法!”

“任何图像都是由许许多多的黑点子组成的。如果把要传送的图像分解成许多细小的点子,借助一定的科学方式把这些点子变成电信号,并传送出来,那么接收的地方只要把电信号再转化为点子,并把点子留在纸上,不就实现了图像的传真了吗?”

尼泼科夫决定实施这一方案。

首先,必须将图像分解成许多的点子。尼泼科夫想起儿时玩耍过的风车。受此启发,他研制出了一个扫描装置:在图像前,紧挨着放置一个可转动的螺旋穿孔圆盘,在圆盘前面安装有一个电灯。这样,当光穿过不断运动的孔时,受图像明暗的影响,光有时候亮,有时候暗。

接着,要把变化的光信号变成变化的电信号。这个“任务”由光电管承担是再合适不过的了。因为光电管能根据光的亮度产生相应的电流。

发送装置就这样大功告成了。接收装置只要像电报机电码的复原一样,采用与发送相反的方式就行了。

经过一段时间的制作,尼泼科夫做成了圆盘式传输装置。他申请到了专利。

当然,受当时电子科学技术发展水平的限制,这台圆盘式传输装置的传真效果还不理想,但它为后来的研究者指明了研究方向。

此后,美国的格雷、英国的考珀也在传真装置的研制上取得卓越的成绩。

在汲取许多科学家研制经验的基础上,美国无线电公司于1925年研制出了世界上第一部实用的传真机。

这部传真机由发送机和接收机组成。发送机上安装有一个滚筒,滚筒的前方有一个强光源的灯,灯的前面有一个透镜。此外,在发送机上还有光电管等电子部件。接收机上也安装着滚筒,以及放大电信号、还原光信号的装置等。使用时,将发送的图像卷在滚筒上,灯发出的光被透镜聚集成一点,照射在图像上。受图像上画面明暗的影响,反射出强弱不同的光。这种光再射到光电管上,形成强弱不同的电流,然后将电流传送出去。接收机收到电信号后,经过放大、还原、记录等处置,就把远方来的“客人”留下来了。

这部传真机已经有一定的实用价值了!

后来,随着电子技术的进一步发展,出现了摄影管、电子束管等先进电器,再后来激光技术也得到应用。这些新电器、新技术在传真机上的应用,使传真机的传送图像清晰度、传真的速度等技术性能日臻完善。蜂窝移动电话的发明蜂窝移动电话如今在中国被形象地称为手机,但在30年前它第一次面世时,被叫做“鞋机”,因为它看起来就像一只鞋子。从鞋机到手机,移动电话走过了一条备受关注的成长之路,深刻地改变着人们的生活和工作方式。

1973年4月3日,世界上第一部蜂窝移动电话在美国摩托罗拉公司揭开面纱。它的重量为30盎司(约930克),长度、宽度和厚度分别为10英寸、1.5英寸和3英寸。用今天的标准来看,它简直就“像一台年久失修的机器”。但在当时,它可是一项革命性的科技成果。此前,汽车电话已经存在了好些年头。但是,汽车电话重达30磅(约13.5千克),安装很不方便。电话机放在后备箱,听筒放在车内,还要在车顶上钻个孔以安装天线。数千美元的价格更是让普通消费者望而却步。时任摩托罗拉公司总裁的罗伯特·加尔文预见到,可携带的无线电话必将成为一宗“大买卖”。后来,在他的倡导下,摩托罗拉公司每年投资1500万美元用于移动电话的研发,终于在10年后推出了鞋机。

鲜为人知的是,鞋机差一点胎死腹中。就在它诞生前,美国有关当局拟把AT&T公司的汽车电话技术作为无线通信技术标准,实际上等于把无线通信的控制权交给了这个电信巨头。摩托罗拉公司只好背水一战,即必须在这项决定生效前尽快搞出自己的技术成果。公司把有关技术人员召集起来,开了一次至关重要的会议。技术主管马丁·库珀指着鞋机的模型,对与会者说:“谁不相信这项工程能够按时完成,就请离开房间。”大家虽然对这部无线电话机之“小巧”感到目瞪口呆,但没有一人知难而退。他们以空前高涨的热情投入工作,只用了短短3天便完成了设计,又用了不到两个月生产出第一台鞋机。与汽车电话相比,鞋机在技术上有无可争议的优势,从而一举打破了AT&T公司以汽车电话技术一统无线通信天下的企图。不难推测,如果不是这台鞋机的及时推出,汽车电话恐怕就会作为技术标准得到推广,移动通信技术的发展必然要走一段弯路。

30年来,蜂窝移动电话技术取得了巨大的进步。今天的移动电话与当年的鞋机相比,真是不可同日而语。它的体积大大缩小,小到可以握在掌心,成为名副其实的手机;重量大大减轻,最轻的约为4盎司(约120克),与一只柠檬差不多重。更大的变化还在内部。手机早已不再只是单一的通话工具,而集MP3播放机、收音机、游戏机、数字照相机和录像机以及电子邮件等功能于一身。3月底在美国举行的“数字化媒体高峰会”上,一家美国公司宣布即将提供全球首创的手机电影服务,即把电影通过该公司的高速数据网发送到用户的诺基亚3650手机上。这种新手机的用户还可以从网上下载电视新闻和体育节目,用内置的录像机拍摄图像片断,然后通过电子邮件发给他人。可以断言,随着技术的发展和更新,手机在人们工作和生活中的作用将与日俱增。

近些年,世界范围内的手机用户数量呈爆炸式增长。如果说当年笨重难看的鞋机只是少数有钱人的专有享受,那么如今轻巧美观的手机却已“飞入寻常百姓家”。据统计,2002年全球手机销量为4.23亿部,全球手机用户已达10亿人。手机用户在美国超过人口的一半,在一些欧洲国家甚至接近人口的八成。在世界其他国家,手机用户正在高速增长。摩托罗拉公司目前是全球第二大手机制造商,2002年第四季度的手机销售收入为33亿美元,远远超过加尔文总裁当年的估计。他曾满怀信心地预测,移动电话每年会给公司带来“1亿美元的收入”。

蜂窝移动电话已步入而立之年,但它的后劲还很足。最近在纪念这一重要发明时,“移动电话之父”马丁·库珀再次成为公众焦点。这位74岁的老人正领导着硅谷的一家通信公司,为研制下一代手机而探索。他认为:移动通信领域的下一次技术飞跃将是通过宽带高速上网;未来的移动电话小得可以藏在耳后,用户想到通话对象时便会自动拨号。听起来似乎有些匪夷所思,不过,时光倒转30年,又有谁能想到鞋机会变成今天的手机呢?