1、,國立高雄第一科技大學,機械與自動化工程 95學年度第2學期 網路通訊世界報告 組別:第7組 授課老師:雷智偉班級 姓名 學號 負責內容機1B 邱仁弘 9514066 電話歷史與發展機1A 董育林 9514055 交換機歷史與發展機1A 蘇明昭 9514045 微波歷史與發展機1B 黃昱志 9514016 衛星通信歷史與發展機1A 吳秉修 9514061 PPT整合,室內電話和公用電話的演進,電話簡史,電話演進,台灣公用電話發展,電話簡史,完成這部受話機是在1876年的3月10日。當時貝爾在三樓的屋頂後房裡放了送話機，一樓的華生房間放著受話機，兩處用鐵絲連接起來，兩人分別坐在機器前面，準備要進
2、行實驗。突然，貝爾不小心弄翻了那瓶硫酸液，流出來的硫酸沾到了貝爾的上衣，貝爾一時心急，以為華生就在隔壁，忙喚著：Mr. Watson, come here. I want you.在一樓緊壓著受話機的華生，突然聽到了清晰的叫喚，不禁驚跳了起來，一口氣衝上三樓大聲叫，弄清楚了怎麼一回事的貝爾，興奮地和華生擁抱，長期的努力終於有了回報。因此這一天，被稱為人類最初的電話誕生日，而Mr. Watson, come here; I want you.這句無心的話，竟成為使用電話所選出來最值得紀念的一句話。,電話演進當美國電話技術發展的消息傳到歐洲時，德國將軍史帝凡 ( Postmaster v. Ste
3、phan ) 馬上在 1877 年委託西門子霍斯克 ( Siemens & Halske - S&H ) 製造電話設備，S&H在 1877 年開始開發全世界第一套電話系統，並於 1981 年在德國設置第一套電話交換機，當然接線生這個行業也應運而生。1877 年 S&H 開始開發全世界第一套電話系統。1878 年 S&H 推出改良機種，以馬蹄形磁鐵取代磁條。1981 年 在德國設置第一套電話交換機。1883 年 德國各大城市開始架設了電話線路。1884 年 S&H辦妥了主要用於電話的同軸電纜專利登記。1909 年 推出了全世界第一套的撥號式電話系統，搖臂電話便已經被撥號盤電話所取代。1920 年
4、開發出一套特殊製程，整個話機外殼都以耐用的Bakelite 環氧樹脂材料壓製。這種命名為 W 28的機型擁有典雅的黑色正方外型，搭配懸浮式的撥號盤設計，並將聽筒設置在撥號盤後方的固定座上，成為之後數十年的話機設計典範。1925 年 S&H 提供了內線分機的直撥功能，並於兩年後提供內線分機個別計時功能。1950 年話機新顏色的採用，也開始採用熱成形塑膠材料，開啟了話機以低成本大量生產的時代，電話造型多變。1974 年 出現了全球第一部的按鍵電話。1980 年 無線話機出現。,W 28型電話機,4號自動電話桌機,台灣公共電話發展台灣電信發展早期，電話並不普及，為了讓一般民眾也能在需要時享有電信服務
5、，公用電話成了最佳的替代方式。,撥號式公用電話機 102B型公用電話機,民國年月日開始裝置102B型按鍵式公用電話機，此話機係由台灣電信管理局自行研發而成。,按鍵式公用電話機 103B型公用電話機,配合電信第七期中程計劃之普及公用電話裝設數量，於民國年月日起用改良成功之103B型按鍵式長途公用電話。,卡式公用電話機 TK-123卡式公用電話機,民國年月日裝設於台北市，為我國卡式公用電話機之始，至此我國公用電話發展進入另一里程；此機種為瑞士研發，接受全圖像光學電話卡，對撥叫國際通話極為方便。,TIC-1 IC卡式公用電話機,民國年月電信研究所裝設第一具IC卡式公用電話機；其間不斷改設研發，至年月
6、陸續裝設IC卡式公用電話機於各重點地區，此機種可接受IC電子通話卡及IC金融卡等卡片，自此公用電話邁入IC電子通話卡時代。,TIC-3 IC卡式公用電話機,民國88年3月由電信研究所完成製作,除具有一般IC卡式公用電話機功能外並設有數據埠及數據通信按鈕,可供客戶利用自備NOTE BOOK或傳真設備連接上網,送收電子郵件、資訊擷取瀏覽等功能。,多媒體公話機,中華電信為提供民眾多元的網際網路服務，民國91年5月由電信研究所結合IC卡公話機技術與公用資訊站的經驗，開發出新型的多媒體公用電話機並自同年7月1日起陸續推廣建置，使公用電話正式邁入多采多姿的影音新紀元。多媒體公話機整合ADSL、電子攝影機、
7、印表機等裝置，除了可以打電話外，還提供上網瀏覽、預訂票券、收發電子郵件，聆聽數位音樂、拍攝影像郵件等多種服務。,電話交換機,電話交換技術的發展,發展順序與分類,電話交換技術的發展,人類社會的一切活動都離不開資訊的傳遞通信。它像人的神經系統一樣重要 。在目前人類的一切通信方式中，電話通信是應用最廣泛的一種。電話通信的目的是 達成人們在任意兩地之間的通話,發展順序與分類,人工交換 步進制電話交換機 機電式自動交換 (直接控制式) 縱橫制電話交換機自動交換 (間接控制式) 類比電子式自動交換 電子式自動交換 數位電子式自動交換,人工交換： 最早採用的是磁石式電話交換機，接著出現了共電式電話交換機，磁
8、石式電話交換機電流由用戶磁石式話機旁的乾電池供應，而共電式電話交換機電流由交換機集中供應。前者用戶以手搖發電，座席台就會有一個鈴聲告知接線生，後者在用戶提起聽筒時，即自動送閉路信號給座席台，值機員根據閘口吊牌或燈號即可開始接線作業。這些都是人工交換機，必須由接線生來完成使用者電話間的接線和拆線，其特點是設備簡單，容量小，缺點是需佔用大量人力，接線生工作繁重，速度又慢。因此，人工交換機逐漸被自動交換機所取代。,自動交換：機電式自動交換 世界上第一部自動交換機是1898年由美國人Almon B.Strowger發明的，他是美國堪薩斯城一家殯儀館的老闆。他發覺，電話局的話務員不知是有意還是無意，常常
9、把他的生意電話接到他的競爭者那，使他的多筆生意因此丟掉。為此他大力惱火，發誓要發明一種不要話務員接線的自動接線設備。從1889年到1891年，他潛心研究一種能自動接線的交換機，結果他成功了。1891年3月10日，他獲得了發明步進制自動電話接線器的專利權。 1892年11月3日，用Almon B.Strowger的接線器製成的步進制自動電話交換機在美國印第安納州的拉波特城投入使用，這便是世界上第一個自動電話局。,步進制 Almon B.Strowger發明的自動電話交換機的制式，為什麼叫做步進制？這是因為它是靠電話用戶撥號脈衝直接控制交換機的機械作一步一步動作的。例如，用戶撥號【1】，發出一個脈
10、衝（所謂脈衝，就是一個很短時間的電流），這個脈衝使接線器中的電磁鐵吸動一次，接線器就向前動作一步。用戶撥號碼【2】，就發出兩個脈衝，使電磁鐵吸動兩次，接線器就向前動作兩步，餘類推。所以，這種交換機就叫做步進制自動電話交換機。 步進制的優點是：電路簡單，每個選擇器都有各自的話路部分和控制部分，發生故障時影響面小。缺點是：接續速度慢，機件易磨損，雜音大，號碼編排不靈活，線群利用度小。步進制電話交換機不具備迂迴中繼性能，難以構成經濟、安全、靈活的電話網，尤其難以構成規模較大的電話網，也不適應數據、傳真等通信業務的需要。當電話的用量越來越大的時候，這種步進制交換機自然就不敷使用，直到縱橫制的現世。,縱
11、橫制 縱橫制的原理是在1913年美國首先提出，直到1919年，瑞典的電話工程師Palmgren和Betulander才將縱橫制發明出來，並申請了專利。1929年，瑞典松茲瓦爾市(Sundsvall)建成了世界上第一個大型縱橫制電話局，擁有3500個用戶。 縱橫制的名稱來自縱橫接線器的構造，它由一些縱棒、橫棒和電磁裝置構成，控制透過電磁裝置的電流可吸動相關的縱棒和橫棒動作，使得縱棒和橫棒在某個交叉點接觸，從而實現接線的工作。縱橫制和步進制都是利用電磁機械動作接線的，所以它們同屬於機電制自動電話交換機。但是縱橫制的機械動作很小，又採用貴重金屬的接觸點，因此比步進制交換機的動作噪聲小、磨損和機械維修
12、工作量也小，而且工作壽命也較長。,類比電子式自動交換 是自動交換機的第二代機種，它是用軟體控制取代機電式的硬體控制。這種交換機的控制方式比較靈活，但每一接續通路還是需占用一條實體路徑。另外，它的傳輸仍為類比式，比較容易失真。 類比式交換機，進出仍為類比式訊號；以電腦的儲存程式控制，運轉方式有同步運轉、負荷分擔與功能分擔，但均為集中組態。交換接點設備仍使用電磁機械，但已改為二線栓式或三線非栓式磁簧式繼電器網路，為一種半電子式交換系統。 第一台類比電子自動交換機在1960年，美國貝爾系統試用儲存程式控制(以下簡稱程控交換機)(Stored Program Controlled Switching)
13、成功，並於1965年5月世界第一部程控電話交換機開始運作。該機採用電腦作為中央控制設備，由電腦來控制接續工作，該交換機屬於程控空間分隔電話交換機(Store-Program Control Space Division Telephone Exchange)，它意味著電話自動交換控制技術已從機電式式線控制發展到電子式程式控制。,數位電子式自動交換 1970年，法國設立了世界上第一部程控數位電話交換機(Store-Program Control Digital Telephone Switching System)。隨後，美國、加拿大、瑞典、英國等國相繼使用程控數位交換機。程控數位交換機，達到了
14、交換機的全電子化，同時也達到了由類比空間分隔交換向數位分時 交換轉的重大轉變。到了八十年代，程控數位電話交換技術日漸完善，開始走向交換技術發展的主導地位。數位交換與數位傳輸相結合，可以構成整合數位網路(IDN)，還可以開發成整合服務數位網路(ISDN)。數位交換系統不僅達到語音交換，還要完成非語音服務交換，即要求程控數位交換系統具有電話交換(Circuit Switching)，分封交換(Packet Switching)以及寬頻交換的能力。,微波通信,微波簡史微波通信與應用,微波簡史,微波的發展是與無線通信的發展是分不開的。1901年馬克尼使用800KHz中波信號進行了從英國到北美紐芬蘭的世
15、界上第一次橫跨大西洋的無線電波的通信試驗，開創了人類無線通信的新紀元。在微波通信中，電磁波的單位是赫茲（Hz）。德國物理學家赫茲關於電磁波的實驗，為微波技術的發展開拓了新的道路，構成了現代文明的骨架，後人為了紀念他，把頻率的單位定為赫茲。微波通信仍是最有發展前景的通信手段之一，並且對目前的應急和軍事通信仍然很重要。,微波通信是二十世紀50年代的產物通信的容量大而投資費用省（約佔電纜投資的五分之 一）建設速度快，抗災能力強20世紀40年代到50年代產生了的微波通信 傳輸頻帶較寬，性能較穩定為長距離大容量地面幹線無線傳輸的主要手段，模擬調頻傳輸容量高達2700路，也可同時傳輸高質量的彩色電視，而後
16、逐步進入中容量乃至大容量數位微波傳輸80年代中期 隨著頻率選擇性色散衰落對數位微波傳輸中斷影響的發現以及一系列自適應衰落對抗技術與高狀態調製與檢測技術的發展，使數位微波傳輸產生了一個革命性的變化。80年代至90年代發展一整套高速多狀態的自適應編碼調製解調技術與信號處理及信號檢測技術的迅速發展，對現今的衛星通信，移動通信，全數位HDTV傳輸，通用高速有線，無線的接入，乃至高質量的磁性記錄等諸多領域的信號設計和信號的處理應用，起到了重要的作用。,微波擴頻通信具有以下特點： 建設無線微波擴頻通信系統目前無需申請、帶寬較高、建設週期短 一次性投資、建設簡便、組網靈活、易於管理，設備可再次利用 相連單位
17、距離不能太遠，並且兩點直線範圍內不能有阻擋物 抗噪聲和干擾能力強，具極強的抗窄帶瞄準式干擾能力，適應軍事電子對抗 能與傳統的調製方式共用頻段 資訊傳輸可靠性高保密性強，偽隨機噪聲使得信號不易被發現而有利於防止竊聽多址復用，可以採用碼分復用實現多址通信 設備使用壽命較長,除了通信方面，微波在其他地方也大顯身手雷達 現代雷達大多數是微波雷達，利用微波工作的雷達可以使用尺寸較小的天線，來獲得很窄的波束寬度以獲得關於被測目標性質的更多的資訊。 無線電輻射計微波爐 家裡用的就是拉沒有的話請往台糖移動,衛星通信,衛星簡史衛星系統,衛星通信衛星之史（一）自從1957年10月4日蘇聯成功發射了第一顆人造地球衛
18、星以來，世界許多國家相繼發射了各種用途的衛星。這些衛星廣泛應用於科學研究，宇宙觀測，氣象觀測，國際通信等許多領域。1958年12月美國宇航局（NASA）發射了“斯科爾”（SCORE）廣播試驗衛星，進行磁帶錄音信號的傳輸。1960年8月，又發射了“回聲”（ECHO）無源發射衛星，首次完成了有源延遲中繼通信。1962年7月美國電話電報公司AT&T發射了“電星一號”（TELESTAR-1）低軌道通信衛星，在6GHz/4GHz實現了橫跨大西洋的電話、電視、傳真和數據的傳輸，奠定了商用衛星通信的技術基礎。1962年11月美國無線電公司RCA發射了“中繼1號”（RELAY-1）低軌道衛星，完成了橫跨太平洋
19、的美、日之間的電視傳播。那時，由於火箭推力有限，衛星高度均沒有超過1萬公里，這些衛星稱為低軌道衛星，它們圍繞地球轉一圈的時間為幾個小時。對於地球上的觀察者而言，衛星總是不停地圍繞地球旋轉。為了接收來自衛星地信號，地球站的天線要不停地跟蹤衛星。而當衛星轉到地球的另一側的時候，地球站只有暫停工作，等待再一次轉到這一側的時候繼續跟蹤。所以一個地球站和衛星之間的通信只能進行幾個小時。而且，由於衛星相對地球站存在相對運動，由此產生的多普勒效應（在以後的文章中會介紹）使接收頻率發生變化，導致設備的複雜化。,1963年7月美國宇航局發射的“辛康2號”（SYNCOM-）衛星，其軌道高度升高後，可使衛星在赤道上
20、空繞地球一週的時間與地球自轉一週的時間相等。因此，衛星和地球站是相對，故這種衛星也稱為靜止衛星。這時的衛星軌道稱為地球同步軌道，因此也可以稱為同步衛星。使用了這種同步衛星，建立穩定的通信線路才成為現實，至此衛星通信作為現代通信方式取得了穩固的地位。同年10月克服了許多技術上的困難，利用該衛星向全世界轉播了東京奧運會的實況。1965年蘇聯發射了“閃電”（MOLNIYA）同步衛星，完成了蘇聯和東歐之間的區域性通信和電視廣播。至此，經歷了近20年的時間，完成了通信衛星的試驗，並使衛星通信的實用價值得到了廣泛的承認。 衛星系統功能方框圖示於下圖：,（1）位置與姿態控制系統從理論上講，靜止衛星的位置相對
21、於地球說是靜止不動的，但是實際上它並不是經常能夠保持這種相對靜止的狀態。這是因為地球並不是一個真正的圓球形狀，使得衛星對地球的相對速度受到影響。同時當太陽、月亮的輻射壓力發生強烈變化時，由於他們所產生的對衛星的干擾，也往往會破壞衛星對地球的相對位置。這些都會使得衛星漂移出軌道，使得通信無法進行。負責保持和控制自己在軌道上的位置就是軌道控制系統的任務之一。僅僅使衛星保持在軌道上的指定位置還遠遠不夠，還必須使它在這個位置上有一個正確的姿態。因為星上定向天線的波束必須永遠指向地球中心或覆蓋區的中心。由於定向波束只有十幾度或更窄，波束指向受衛星姿態變化的影響相當大，再加上衛星距離地球表面有36000K
22、M，姿態差之毫釐，將導致天線的指向謬之千里。再者，太陽電池的表面必須經常朝向太陽，所有這些都要求對衛星姿態進行控制。（2）天線系統通信衛星的天線系統包括通信天線和遙測指令天線。要求兩種天線體積小、重量輕、可靠性高，壽命長、增益高、波束永遠指向地球，分別採用消旋天線和全向天線。（3）轉發器系統空間轉發器系統是通信衛星的主體。實際上是一部高靈敏度的寬帶收發信機。其智慧就是以最小的附加噪聲和失真以及盡可能高的放大量來轉發無線信號。,由上圖可知，衛星的主要設備包括下列七大系統。,（4）遙測指令系統遙測指令系統的主要任務是把衛星上的設備工作情況原原本本地告訴地面上的衛星測控站，同時忠實地接收並執行地面測
23、控站發來的指令信號。（5）電源系統現代通信衛星的電源同時採用太陽能電池和化學電池。要求電源系統體積小、重量輕、效率高、壽命長。（6）溫控系統溫控系統能使衛星內部和表面溫度保持在允許的範圍內，否則將影響星上的電子設備的性能和壽命，甚至會發生故障。另外，在衛星殼體或天線上溫差過大的時候，往往產生變形，對天線的指向以及感測器精度以及噴嘴的方向性等都會帶來不良影響。（7）入軌和推進系統靜止衛星的軌道控制系統主要是由軸向和橫向兩個噴射推進系統構成的。軸向噴嘴是用來控制衛星在緯度方向的漂移，橫向噴嘴是用來控制衛星因環繞速度發生變化造成衛星的在經度方向的漂移。噴嘴是由小的氣體（一種氣體燃料）火箭組成的，它的
24、點火時刻和燃氣的持續時間由地面測控站發給衛星的控制信號加以控制的。,衛星通信話短長衛星通信同現在常用的電纜通信、微波通信等相比，有較多的優點，基本可以概括為幾個字；遠：是指衛星通信的距離遠。俗話說，“站的高，看的遠”，同步通信衛星可以“看”到地球最大跨度達一萬八千餘公里。在這個覆蓋區內的任意兩點都可以透過衛星進行通信，而微波通信一般是50公里左右設一個中繼站，一顆同步通信衛星的覆蓋距離相當於三百多個微波中繼站。多：指通信路數多、容量大。一顆現代通信衛星，可攜帶幾個到幾十個轉發器，可提供幾路電視和成千上萬路電話。好：指通信質量好、可靠性高。衛星通信的傳輸環節少，不受地理條件和氣象的影響，可獲得高
25、質量的通信信號。活：指運用靈活、適應性強。它不僅可以實現陸地上任意兩點間的通信，而且能實現船與船，船與岸上、空中與陸地之間的通信，它可以結成一個多方向、多點的立體通信網。省：指成本低。在同樣的容量、同樣的距離下，衛星通信和其他的通信設備相比較，所耗的資金少，衛星通信系統的造價並不隨通信距離的增加而提高，隨著設計和工藝的成熟，成本還在降低。,通信衛星的工作過程衛星通信系統是由空間部分通信衛星和地面部分通信地面站兩大部分構成的。在這一系統中，通信衛星實際上就是一個懸挂在空中的通信中繼站。它居高臨下，視野開闊，只要在它的覆蓋照射區以內，不論距離遠近都可以通信，透過它轉發和反射電報、電視、廣播和數據等
26、無線信號。,通信衛星工作的基本原理如圖所示。從地面站1發出無線電信號，這個微弱的信號被衛星通信天線接收後，首先在通信轉發器中進行放大，變頻和功率放大，最後再由衛星的通信天線把放大後的無線電波重新發向地面站2，從而實現兩個地面站或多個地面站的遠距離通信。舉一個簡單的例子：如高雄市某用戶要透過衛星與大洋彼岸的另一用戶打電話，先要透過長途電話局，由它把用戶電話線路與衛星通信系統中的高雄地面站連通，地面站把電話信號發射到衛星，衛星接到這個信號後透過功率放大器，將信號放大再轉發到大西洋彼岸的地面站，地面站把電話信號取出來，送到受話人所在的城市長途電話局轉接用戶。電視節目的轉播與電話傳輸相似。但是由於各國的電視制式標準不一樣，在接收設備中還要有相應的制式轉換設備，將電視信號轉換為本國標準。電報、傳真、廣播、數據傳輸等業務也與電話傳輸過程相似，不同的是需要在地面站中採用相應的終端設備。隨著航太技術日新月異的發展，通信衛星的種類也越來越多。按服務區域劃分，有全球、區域和國內通信衛星。按用途分，有一般通信衛星、廣播衛星、海事衛星、跟蹤和數據中繼衛星以及各種軍用衛星。,
