传输效果最好的通信介质 通信传输介质的发展历程与未来

未来的量子通信技术让牛郎织女想见就见，再也不用等每年一次的鹊桥相会了

近年来，科技发展日新月异。远的不说，就先从我们生活中息息相关、时刻离不开的移动网络说起吧。手机信号从2.5G到3G、4G再到现如今的5G网络，带宽提速才几年时间！还有家里电脑用的宽带技术，模拟电视到数字电视技术，等等很多。从用户体验上讲，就是感觉上网速度明显快了。但从专业技术角度上说，能搭载数字信号高速传输的背后功臣，就是传输介质。通俗点说，传输介质既相当于是人体神经系统，把大脑指令传输到身体各部位；又相当于全国的高速公路铁路网，搭载乘客运送至四面八方。

通信发射塔

谈到传输介质的历史变革，就不得不提工业革命。因为两者的发展是相辅相成的。从18世纪60年代进入工业1.0时代，标志性事件就是英国瓦特发明了蒸汽机，从而开创了以机器代替人工的工业革命。第一次工业革命具有了划时代意义。

大约在1870年~1900年，进入了第二次工业革命时期，标志性事件就是电力和内燃机的发明。俗称工业2.0时代。在工业2.0时期，有项重要发明要浓墨重彩地提一下，那就是安东尼奥.穆齐发明、美国人贝尔于1876年申请了专利权的电脉冲式电话机。因为从这时候起，通信传输介质就要当登上历史舞台了。

十九世纪七十年代发明电脉冲式电话机

百年前贝尔电话机时代，传输电脉冲声音信号的传输介质是铁丝。这就是最早的通信传输介质。1877年，也就是贝尔发明电话的第二年，世界上第一条电话线路开通了。

20世纪70年代至今，工业进入了3.0时代，即电子信息化时代。1985年前后，PC革命浪潮势不可挡，Novell 提交了专为IBM兼容个人计算机联网用的Network高性能操作系统，从而使得提高导线传输速率就迫在眉睫。

铜双绞线

1984年，以HP和AT&T为首的经销商，将StarLAN集线器网络接口卡推向市场。结构化综合布线也同步走上了计算机网络构架舞台，由于铁导线作为传输介质存在电阻率高（比铜高近6倍），信号衰减大等不可克服的缺点，于是在20世纪80年代，出现了由两根22~26号绝缘铜导线相互缠绕而成的双绞线。双绞线在市场上的大量出现，使得网络传输速率数十倍的提升。当然此间还有同轴电缆，但其主要用于有线电视网络系统。

综合布线

铜质双绞线的发展及使用普及也是经历了一个发展过程，从最初的CAT1一直发展到到CAT7双绞线。传输速率从早期的10Mbps发展到现如今的600MHZ的整体带宽(CAT7-STP)。双绞线规格型号也同时出现了屏蔽型和非屏蔽型。五类、超五、六类综合布线系统即可用UTP, 也可用STP。而七类系统只能用屏蔽双绞线。每一线对都有一个屏蔽层。使得整条CAT7线缆比较粗重。

CAT1~CAT7类线之所以采用双绞逆向交合缠绕设计，就是为了抵消电波辐射、降低信号干扰，即抗电波串扰。铜质双绞线抗干扰能力较强，传输速率较快，但是，线缆施工要求较高,包括敷设、安装、压线、校对、Fluke测试等。再有，双绞线不能和强电线缆同路敷设，必须单独敷设在弱电线槽中，另外每条双绞线最长100米远的通信距离也制约了它的应用与发展。

光纤通信

在此情况下，不怕电磁干扰、不用单独线槽布线、并且最远通信距离可达百公里(单模)的传输介质--光缆出现了。70年代末至80年代初，A1a类衰减0.8~1.5Db/km、带宽200-1200MHz的多模光纤出现在市场上；1982~1992年G.652\G653\G654单模光纤也开始了大规模应用。从性价比上讲，算上分光箱、光纤配线架、光端机等，比六类、七类双绞线网络系统综合造价要高一些。

但是光缆不怕电磁干扰、通信距离长，施工方便的突出特性，使得它在工业3.0时代大兴其道。从2005年起，我国几大运营商联合提出了“光进铜退”网络建设倡议。跨省市、跨国际通信、长途海底通信、银行、军事、交通、电信及城市主支干通信电缆均采用光纤通讯了，当然住宅小区“FTTH”光纤入户也包含在内。而双绞大对数(如100对、500对等等)渐渐退出了历史舞台。

光纤连接头

光缆光纤的大量使用，使得我们家享千兆带宽变成了现实，IPTV网络超高清电视不再卡顿。信息传输介质光纤化，这也是我国网络提速工程的必经之路。

上面讲述的都是有线传输介质，下面再说一下无线传输技术用到的传输介质。无线传输技术基本都是近年来投入商用的，常见的有Zig-Bee、蓝牙Bluetooth、WiFi、UWB超宽带、NFC近场通信技术等。搭载这些数据传输技术的桥梁就是无线电波、微波（卫星通信）、红外线和激光等这些无线传输介质。尽管是看不见摸不着，但是它们这些无形的传输介质实实在在地为人类通信科技做着贡献。由于篇幅原因，这里就不再赘述了。

量子纠缠

展望未来，进入工业4.0人工智能时代，会有什么极速或超光速传输介质出现呢？有一点可以肯定的是，届时一定会有“量子纠缠”隐形传态技术的身影，宇宙中无论相距多远，相隔多少亿光年，都有可能实现即时通讯，如同我们面对面交流一样快捷方便，量子通信技术会采用量子态作为传输介质，必定又是一场翻天覆地的技术革命与变化。还有量子计算机的出现，将机器每秒计算能力推上一个新高度，新台阶。届时人类真可以给牛郎星与织女星“牵线搭桥”，视频通话。牛郎织女想见就见，再也不用等每年一次的鹊桥相会了。所有这些，都让我们充满了期待。