卫星通信
卫星通信以微波为载波。微波是指波长为1米～1毫米或频率为300兆赫兹～300吉赫兹范围内的电磁波。微波传输的优点是不需要铺设或架设线路，但是由于地球是球形的，如果想要在地球上进行长距离的微波通信，就必须每隔50千米就修建一座微波站，用于接力传输通信信号。从北京到广州，若用微波进行通信，则必须在北京和广州之间修建50座微波中继站。如此多的传输环节，不仅严重影响通信的质量，而且投资巨大。然而只需建立一个卫星通信系统，就可以代替微波通信中的众多中继站。
一个卫星通信系统由通信卫星和地球站组成。卫星通信就是利用卫星作为中继站来转发微波，实现两个或多个地球站之间的通信。
同步通信卫星在地球赤道上空约3.6万千米的圆形轨道上绕地球运行，它的运行轨道平面与赤道平面的夹角保持为零度，其运行一周的时间与地球自转一周的时间同为24小时。这样，它与地球处于相对静止的状态，因此称为同步卫星或静止卫星，其运行轨道称为同步轨道或静止轨道。将一颗通信卫星送入距地面3.6万千米高的同步轨道是一项十分复杂的技术，既需要有先进的火箭技术，又需要有精确的遥测遥控技术。
对于每一颗同步通信卫星来说，它可以俯瞰地球表面约40%的面积，要想实现全球通信，就需要3颗相隔120°的同步通信卫星。例如，A地球站要与另一地区的B地球站通信时，A站将微波信号发射给卫星，卫星将收到的信号进行放大、频率变换等处理后再转发给B站，于是A、B两个地球站就实现了通信联系。
同步卫星通信自60年代中期开始发展，至今全世界已有200个国家总共建立了上百万个地球站。世界上全部电视转播业务和三分之二的跨洋电信业务都是由卫星通信系统承担。通信卫星还可用于传送卫星云图，监测森林或草原的火情及洪涝灾害，测算受灾地区的面积等。
与电缆通信、微波中继通信、光纤通信、移动通信等通信方式相比，卫星通信具有下列特点：
（1）卫星通信覆盖区域大，通信距离远。因为卫星距离地面很远，一颗地球同步卫星便可覆盖地球表面的1/3，因此，利用3颗适当分布的地球同步卫星即可实现除两极以外的全球通信。正是由于这个原因，卫星通信成为目前远距离越洋电话和电视广播的主要手段。
（2）卫星通信具有多址联接功能。卫星所覆盖区域内的所有地球站都能利用同一卫星进行相互间的通信，即多址联接。
（3）卫星通信频段宽，容量大。卫星通信采用微波频段，每个卫星上可设置多个转发器，故通信容量很大。
（4）卫星通信机动灵活。地球站的建立不受地理条件的限制，可建在边远地区、岛屿、汽车、飞机和舰艇上。
（5）卫星通信质量好，可靠性高。卫星通信的电波主要在自由空间传播，噪声小、通信质量好。就可靠性而言，卫星通信的正常运转率达99.8%以上。
（6）卫星通信的成本与距离无关。地面微波中继系统或电缆载波系统的建设投资和维护费用都随距离的增加而增加，而卫星通信的地球站至卫星转发器之间并不需要线路投资，因此，其成本与距离无关。
但卫星通信也有不足之处，主要表现在：
（1）传输时延大。在地球同步卫星通信系统中，通信站到同步卫星的距离最大可达四万千米，电磁波以光速传输，这样，路经地球站-卫星-地球站的传播时间约需0.27秒。如果利用卫星通信打电话的话，由于两个站的用户都要经过卫星，因此，打电话者要听到对方的回答必须额外等待0.54秒。
（2）回声效应。在卫星通信中，由于电波来回转播需0.54秒，因此产生了讲话之后的“回声效应”。为了消除这一干扰，卫星电话通信系统中必须增加一些设备，专门用于消除或抑制回声干扰。
（3）存在通信盲区。把地球同步卫星作为通信卫星时，由于地球两极附近区域“看不见”卫星，因此不能利用地球同步卫星实现对地球两极的通信。
（4）存在日凌中断、星蚀和雨衰现象。
近年来卫星通信新技术的发展层出不穷。例如甚小口径天线地球站系统、中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注和应用。卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。它以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点，1972年在中国首次应用，并迅速发展，与光纤通信、数字微波通信一起，成为中国当代远距离通信的支柱。但卫星通信亦受到迅速发展的光纤通信的挑战，它比卫星通信的容量大，传输速率高，有很多越洋通信被海底光缆所替代，陆地干线亦有类似情况。但是无论今后通信技术如何发展，卫星通信由于它不受地理条件的限制，具有灵活的可移动性，仍能依靠它的优势创新发展。
移动通信
移动通信是通信双方有一方或两方处于运动中的通信，包括陆、海、空移动通信，采用的频段遍及低频、中频、高频、甚高频和特高频。移动通信系统由移动台、基台、移动交换局组成。若要同某移动台通信，移动交换局通过各基台向全网发出呼叫，被叫台收到后发出应答信号，移动交换局收到应答后分配一个信道给该移动台，并从此话路信道中传送一信令使其振铃。
移动通信主要具有以下几个特点：
（1）移动性
就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。
（2）电波传播条件复杂
因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。
（3）噪声和干扰严重
在城市环境中的汽车鸣笛噪声、言谈声音、各种工业噪声，移动用户之间经常出现互调干扰、邻道干扰、同频干扰等现象。
（4）系统和网络结构复杂
它是一个多用户通信系统和网络，必须能够保证用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。
（5）要求频带利用率高、设备性能好
移动通信的种类繁多，按使用要求和工作场合不同可以分为以下几种：
（1）集群
集群移动通信，也称大区制移动通信。它的特点是只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30千米，发射机功率可高达200瓦，用户数约为几十至几百，可以是车载台，也可是以手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其它移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。
（2）蜂窝
蜂窝移动通信，也称小区制移动通信。它的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小区，每个小区设置一个基站，负责本小区各个移动台的联络与控制。各个基站通过移动交换中心相互联系，并与市话局连接。利用超短波电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利用。每个小区的用户在1000以上，全部覆盖区最终的容量可达100万用户。
（3）卫星
利用卫星转发信号也可实现移动通信，对于车载移动通信可采用赤道固定卫星，而对手持终端，采用中低轨道的多颗星座卫星较为有利。
（4）无绳电话
对于室内外慢速移动的手持终端的通信，则采用小功率、通信距离近的、轻便的无绳电话机。它们可以经过通信点与市话用户进行单向或双方向的通信。
移动通信系统从20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程，而如今正在从第3G过渡到4G。到4G时期，除蜂窝电话系统外，宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统和同温层平台系统也将投入使用。
未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游，实现这些要求在技术上将面临很大的挑战。此外，系统性能在很大程度上将取决于频率的高低。考虑到这些技术问题，有的系统将侧重提供高数据速率，有的系统将侧重增强机动性或扩大覆盖范围。
通信技术的展望
1.全程数字化
全程数字化是指在通信网中任何一部分包括交换、传输、终端所有信号都是数字信号。所有信息，不论是声音、文字还是图像都全部变成数字化信息以后再入网通信，网络中不再存在模拟信号。
全程数字化是实现综合业务数字网的基础。以现在的电话通信网为例，它不是全程数字化的，用户线路上传输的是模拟信号。若要实现全程数字化，就要将模拟数字转换器从交换机一侧搬到电话机中，这是在经济上和技术上都有待解决的问题。
2.宽带化
信息的单位是比特，在数字化信息中，1比特就代表1个“0”或1个“1”。通信速率单位为比特每秒，表示每秒钟所传输的信息数。
不同的通信业务需要不同的通信速率。例如，用数字式电话的通信速率为64千比特每秒；可视电话终端的通信速率至少要128千比特每秒才能产生连续的活动图像；高清晰度电视的通信速率需达到135兆比特每秒。
在电话网的交换机实行数字化之后，对每个用户来说，最高的通信速率为64千比特每秒。在电话网之后陆续建立起来的数字通信网，经过一系列的技术改造之后，单一用户的最高通信速率可达2兆比特每秒，即每秒钟可传输200万个“0”或“1”，相当于1秒钟之内可以传送近100万个汉字。可是，如此高的传输速率并不能满足传输活动图像（如录像、电影、电子游戏等）的需求，它们的传输速率至少10兆比特每秒才行，这个要求是现有通信网力所不能及的。要达到这个目的，就必须对现有的通信网进行彻底地改造，重建一个高速的通信网。
为了区分现在的通信网与高速通信网，我们称通信速率小于或等于64千比特每秒数据的通信网为“窄带通信网”，而把那些不仅能传输低速的窄带信息，而且还能传输高速信息（如电影等）的通信网称之为“宽带通信网”。宽带通信网是下一代的通信网，通信网宽带化要应用光纤技术和异步转移模式技术来实现。
3.智能化
通信网智能化，亦称智能网。它不仅能传送和交换信息，还能存储、处理和灵活控制信息。它能使通信网在各种条件下以最优化的方式处理和传递信息，如同一位精明能干的秘书，会根据不同的情况，处理不同的文件。在智能网中，如果需要增加新业务，可不用改造交换机，只要在大型数据库中增加一个或几个模块即可，并且不会对正在运营的业务产生任何影响。
智能网中的新业务很多，例如，800号业务就是智能网中的一个新业务，它是一种被叫付费业务。一些大型公司或企业、商业单位，为了便于推销产品，方便向顾客宣传等目的，愿为顾客承担电话费用。当顾客呼叫时，在付费单位公布的电话号码前加拨800，则智能网即自动将话费记在被叫账单上。又如个人呼叫号码业务，某些人员工作或停留地点流动性大，没有固定电话号码可用。为解决此类困难，在智能网中可为其分配一个“个人代码”。该人每到一处，将其所处位置的电话号码通知智能网。这样，所有对其“个人代码”的呼叫，都将接到他所处地的电话上。这样，无论此人在何处，只要他向智能网进行了登记，拨打他的“个人号码”就能找到他。
4.个人化
通信个人化，就是指通信要真正实现到个人。个人通信的基本概念是无论任何人，在任何时候和任何地方，都能自由地与世界上其他任何人进行任何形式的通信。能提供这种通信服务的通信网，就叫“个人通信网”。
个人通信需要全球性的大规模的网络容量和灵活的智能化网络功能。人们普遍认为，数字蜂窝移动通信技术、数字无绳通信系统和低轨道卫星技术的综合，将可能成为全球个人通信网络的基石。
5.综合化
通信网的综合化有两个涵义：一是技术的综合，即全程数字化，实现网络技术一体化；二是业务的综合，即把各项通信业务（如电话、传真、电子信箱、会议电视等）综合在同一通信网中传送、交换和处理。
综合业务数字网就是技术和业务的综合网。它是以电话综合数字网为基础发展而成的通信网，在各用户终端之间实现以64千比特每秒速率为基础的数字传输。它可承载包括话音和非话音在内的各种电信业务，客户能够通过有限的一组标准多用途用户网络接口接入这个网络。
在一些通信发达的国家，如美国、日本、法国、德国、加拿大等国在研究试验窄带的同时，为了满足日益增长的高速数据传输、高速文件传输、可视电话、会议电视、高清晰度电视以及多媒体、多功能终端等新的宽带业务的要求，正在大力发展宽带综合业务数字网。
信息时代的科技产物
电子计算机
1.概述
电子计算机计俗称电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。电子计算机是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。它由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。电子计算机可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类。随着科技的进步，出现了生物计算机、光子计算机、量子计算机等先进的新型计算机。