卫星通信历史与发展课件

通訊網路世界第9組報告跨入太空通信全台通信網的健全組員名單:9613053 李岩芳 衛星通訊歷史與發展衛星通訊歷史與發展9613057 曹世承 微波歷史與發展96130 古嘉偉 交換機歷史與發展96130 李世琛 電話的歷史與發展通訊網路世界第9組報告跨入太空通信全台通信網的健全組1衛星通信歷史與發展衛星通信歷史與發展科技的腳步從一小步到一大步,然而,科技的發展也從地面到天空,天空到天空到太空,通訊科技也從有線到無線,更進入了太空,科技的進步帶來了對生活產生莫大的幫助1958年12月美國宇航局發射了斯柯爾(SCORE)廣播試驗衛星,進行磁帶錄音信號的傳輸1960年8月發射回聲(ECHO)無源發射衛星,首次完成有源延遲中繼通信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,奠定了商用衛星的技術基礎衛星通信歷史與發展科技的腳步從一小步到一大步,然而,科技的2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,等再一次轉到這一側的時後繼續跟蹤,所以地球站與衛星間的通信只能進行幾個小時1963年7月美國宇航局發射辛康二號(SYNCOM-II)其軌道高度升高後,可使衛星在赤道上空繞地球一週的時間與地球自轉一週的時間相等,這種衛星和地球站是相對的,故稱為靜止衛星至此,經歷了二十年的時間,完成了通信衛星的試驗,並衛星通信的實用價值得到廣泛的承認 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3衛星通訊的種類同步衛星作為空間導航定位的人造地球衛星,綜合了傳統天文導航定位及地面無線電導航定位的優點,實現了全球全天候,高精確度的導航定位50年代,美國開始著手衛星導航定位的研究工作60年代,初建了子午儀導航定位系統,為第一代衛星定位系統80年代,發展了導航定位星全球定位系統,也就是現在大名鼎鼎的GPS系統衛星通訊的種類同步衛星4直播衛星直播衛星已跟我們生活上息息相關,傳統的無線電視台電波常受到干擾,必須加設中繼站,否則電視會收視不良,以日本與印尼來講,狹長的島嶼國家,設立中繼站的經費遠超過直播衛星,因此發展專屬的直播電視衛星,以改善收視的效果,而日本更以直播衛星發展高解析電視,台灣投資製作節目或租用其他衛星頻道已達三十幾個,是衛星電視很普遍的國家直播衛星的出現,讓我們想看哪個球賽都有現場直播,提高在電視看球賽的刺激性,也讓民眾覺得看電視比以前有新鮮感直播衛星5非同步衛星非同步衛星在軌道上環繞地球,當他飛越地球某個地區時,只有那個地區能對衛星發射與接受訊息,因此藉多個衛星作接力式轉播非同步衛星6衛星通訊事故1988年5月,出現了無線電通訊最嚴重的事故,由潘安賽製造的價值2.65億美元的信斯太空通訊衛星銀河四號發生故障,結果美國大約有4100萬人的無線電呼叫器立即失聯,由此可知,通訊衛星一旦發生了事故,對人民的影響是很大的,也顯示出人們對於通訊衛星的依賴日漸加重衛星通訊事故1988年5月,出現了無線電通訊最嚴重的事故,由7衛星對環境的汙染根據科學家雜誌報導,廢棄的衛星永遠遺留在軌道上,雜亂的形成一堆廢棄物,除非衛星管理者將他們清除,要不然很容易造成衛星的碰撞,任何一個碎片都足以摧毀一個衛星,所以我們必須嚴格的監控以保護同步衛星軌道,不要讓這汙染繼續擴大衛星對環境的汙染根據科學家雜誌報導,廢棄的衛星永遠遺留在軌道8卫星通信历史与发展课件9電話交換機的發展變化電話交換機的發展變化 電話交換技術的發展大體經歷了三個階段 1.人工交換2.機電式自動交換3.電子式自動交換電話交換機的發展變化 電話交換技術的發展大體經歷了三個階段 10人工交換 電話一發明，由於要求各地電話機之間靈活地交換連接，於是很快發明了交換機。最早採用的是磁石式電話交換機(Magneto Telephone Exchange)，接著出現了共電式電話交換機(Common Battery Telephone Exchange)，這些都是人工交換機，必須由接線生(Operator)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，需佔用大量人力，話務員工作煩重，速度又慢，因此，人工交換機逐漸被自動交換機所取代。人工交換 電話一發明，由於要求各地電話機之間靈活地交換連接，11卫星通信历史与发展课件12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A.B.史端喬(Almon B.Strowger)發明的，這是 一台步進式IPM電話交換機(Step By Step Telephone Exchange)，1892年，世界上第一個步進式IPM自動電話局在美國 印第安納州拉波特設立，因此，自動電話交換機得到迅速發展 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131926年，瑞典研製出了第一台縱橫電話交換機(Crossbar Telephone Switching System)，並在松茲瓦爾(Sundsvall)設立了第一個縱橫實驗電話局，擁有 3500個使用者。由於縱橫式交換機採用了機械動作輕微的 縱橫接線器並採用了間接控制技術，使它克服了步進式交換機的許多缺點。特別是它 能適用於長途自動交換，因此五十年代以後，縱橫式交換機在各國得到了大量的推廣 和應用。1926年，瑞典研製出了第一台縱橫電話交換機(Crossba14卫星通信历史与发展课件15電子式自動交換 隨著近代電子技術的飛速發展，人們開始把電子元件應用到交換機中，逐步取代 速度慢、體積大的電磁元件。於是出現了準電子電話交換機(Quasi-Electronic Telephone Switching System)。電子式自動交換 隨著近代電子技術的飛速發展，人們開始把電子元161960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)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。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)。1960年，美國貝爾系統試用儲存程式控制(以下簡稱程控)交換17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 非語音服務的交換，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。程控數位交換機經過20年的推廣應用，其技術已經成熟。具有ISDN功能的數位交 換機也紛紛出籠。目前交換技術的發展方向是寬頻交換，包括非同步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)交換技術和光交換技術。光交換和ATM交換一樣，是寬頻交換的重要成員，只是光交換目前還停留在實驗 室研究階段。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18微波通信微波通信微波通信19在微波通信中，電磁波的單位是赫茲（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。微波是一種具有極高頻率極高頻率（通常為300MHz300GHz），波長很短波長很短，通常為1m1mm的電磁波。在微波頻段，由 於頻率很高，電波的繞射能力弱繞射能力弱，所以信號的傳輸主要是 利用微波在視線距離視線距離內內的直線傳播的直線傳播，又稱視距傳播又稱視距傳播。在微波通信中，電磁波的單位是赫茲（Hz）。德國物20無線電微波的頻率範圍在無線電微波的頻率範圍在 2GHz40GHz 間間（1G=109）。微波傳輸屬於一種有向性有向性(line-of-sight)方式方式，即傳送與接收端間不能存有障礙物體阻擋，才能收到良好的聲音與影像。通常，微波用於寬頻帶寬頻帶(widiband)及雷達及雷達(radar)系統系統，不過，一半以上的電話系統使用微波傳輸一半以上的電話系統使用微波傳輸。1931 年，英國的多爾(Dover)使用第一個商業化微波系統橫跨英國通道。無線電微波的頻率範圍在 2GHz40GHz 間（1G21電視也使用微波傳輸，因為微波提供視訊視訊(video)影像影像所需的傳送容量。加拿大擁有一個全世界最廣泛的微波系統，此外，美國也有幾個微波系統，作為語言及資料通道。電視也使用微波傳輸，因為微波提供視訊(video)影22微波系統所使用訊號的波性是一種直線波直線波，也就是說，微波並不沿著地球曲面傳送，以直線方式直接由傳送端送達接收端。因此，兩端的距離與彼此天線高度間有重要的關係兩端的距離與彼此天線高度間有重要的關係。微波系統所使用訊號的波性是一種直線波，也就是說，微波並不23微波傳輸的衰減必須考慮兩端間的氣候、風速、雨量氣候、風速、雨量以及實際所使用的頻帶，天線兩端的距離也是主因。受到地形，地物及氣候狀況的影響而引起反射，折射，散射反射，折射，散射和吸收吸收現象，產生傳播衰落傳播衰落和傳播失真傳播失真。微波擴頻通信技術是利用偽隨機碼偽隨機碼對輸入信息進行擴展頻譜編碼處理，然後在某個載頻進行調制以便傳輸。屬於中中程寬帶通信方式程寬帶通信方式。微波擴頻通信技術來源於軍事領域軍事領域，主要開發目的是對抗電子戰干擾電子戰干擾微波傳輸的衰減必須考慮兩端間的氣候、風速、雨量以及實際所24微波擴頻通信的特點：微波擴頻通信的特點：建設無線微波擴頻通信系統目前無需申請、帶寬較高、建設周期短一次性投資、建設簡便、組網靈活、易于管理，設備可再次利用相連單位距離不能太遠，並且兩點直線範圍內不能有阻擋物抗噪聲和干擾能力強，具極強的抗窄帶瞄准式干擾能力，適應軍事電子對抗能與傳統的調制方式共用頻段信息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。微波擴頻通信的特點：建設無線微波擴頻通信系統目前無25微波的微波的其他用途其他用途微波的其他用途26雷達雷達現代雷達大多數是微波雷達，利用微波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于被測目標性質的更多的信息。雷達現代雷達大多數是微波雷達，利用微波可以使用尺寸較小的27雷達天線雷達天線雷達天線28無線電輻射計無線電輻射計無線電輻射計是一種無源遙感技術，用它發現有關目標的信息是通過接收黑體輻射的微波粒子（噪聲）實現的，該微波粒子直接由周圍物體輻射或反射，無線電輻射計是一種靈敏的接收機，專門用以測量這種噪聲功率。無線電輻射計無線電輻射計是一種無源遙感技術，用它發現有關目29微波爐微波爐微波爐是一種相當簡單的系統，由高功率源、波導饋線和爐腔所成。很多家庭用它加熱食品，工業和醫藥應用中亦使用微波加熱。微波爐微波爐是一種相當簡單的系統，由高功率源、波導饋線和爐30