第1章　传送网是干啥的

1.1　通信是干啥的

考虑到本书的读者可能是零基础初入通信专业，在介绍传送网之前，我们有必要对传送网之外的一些基本概念做一下介绍。

传送网是整个通信网的一部分。通信网在做什么？模拟通信和数字通信有什么区别？为什么模拟通信会被数字通信取代？业务网和传送网的职能分别是什么？为什么每种技术都有这个层、那个层，把人搞得晕头转向，这个协议、那个标准，让人无所适从？

本章从古代通信说到了E1和传送网，希望能够无缝地衔接到下一章我们要说的PDH和SDH，让读者不会感觉突兀。德国哲学家黑格尔说过，存在的就是合理的。任何技术的产生和更替都是有其背景和诱因的。在本书中，作者并不着急去空降一些理论，而是让一切发展都水到渠成。

1.1.1　古代通信的智慧——烽火台

在即将学习一门技术之前，站在其高高的门槛前的一刻，我们总是希望有一些通俗易懂的比喻、耳熟能详的故事和传说来带着我们轻松愉悦地跨进这个“神圣”的大门。那么，在学习传送网之前，为了便于大家理解，我们先来说说一个老祖宗留给我们的东西——烽火台，如图1-1所示。

图1-1　古代烽火台

在很久很久以前，大概在周朝吧，我们的老祖宗苦于各路敌军的滋扰，发明了一个能够传递军情的古老的，但是很实用的东西——烽火台。烽火台的原理大家都知道，就是相隔一定距离筑起一个个的高台，如逢敌军来犯，则白天施烟，夜间点火，告知最近的烽火台简单扼要的信息——我这里有情况，请速速支援，十万火急！于是，临近的烽火台观察到这里的信息——烟火后，将这个信息按照同样的方式传递，一路沿着一个一个的烽火台一直传至京城，接着发兵支援。

一个烽火台里的工作人员（古时称为“烽子”）通过观察得到了军情，这个军情就是一种信息。什么是信息（Information）？数学家香农1948年提出过这个问题，信息是用来消除随机不定性的东西。什么意思呢？比如，“敌军今天可能来犯，也有可能不来”就不是信息，按照专业的说法这叫作“信息量为零”，通俗点说就是“废话”。而“有敌军来犯”就是消除了“可能来犯”和“可能不来”之间的不确定性，明确地告诉你敌军来了，所以，“有敌军来犯”就是信息。

问：在这个过程中，烽火台起到了什么作用呢？

答：信息的传递。

当然，“废话”也可以被传递，只是它没有传递的价值，这句“废话”传到皇上那儿，皇上一定很生气，后果很严重！

当发现敌情的驻军想要将信息传递给上游的驻军，烽火台就是负责将信息远距离传递的快速有效的工具，就是一种通信设施，虽然原理很简单，可是里面又凝结了很多祖先的智慧和经验。古代人和现代人一样，都想要高效、准确地传递信息。现代通信人所面临的一些问题，老祖宗们也曾经思考过，比如：为什么要有烽火制？

站在现代来看，这些烽火制就是一个个的技术体系，假设说，你让唐代的烽子点火，让明代的烽子去观望，恐怕得到的是不准确甚至是错误的信息。你点起一堆烟，到底是“报个平安”，还是“火速支援”，这需要一个共识，“同一个世界，同一个规则”是一个必要的条件，就是大家遵循一个同样的规则。我们两个人去见面，时间定在6点还是6点半可能双方都无所谓，但是必须得定个时间，同样我们也可以理解为，技术标准的具体细节也许不那么重要，但是信息的收发双方使用一致的标准却是必须的。

烽火台为什么要“台高五丈”？为什么要燃烧狼粪、艾蒿？台子高才看得远，火旺、烟多则传得远，如果站在地面上点一个柴火棍的话几里开外肯定看不见。信息传得远，烽火台之间的距离就远，相同的距离就可以少建一些烽火台，如图1-2所示。而光纤传送网为什么要去选择合适的波长窗口，为什么要有长距模块？这也是为了提高信号强度、减小衰耗，目的也是为了传得更远，传输距离也是传送网需要解决的一个主要问题。

图1-2　祖先对烽火台的思考

其他的问题就不一一列举了，可见烽火台看似简单，实则包罗万象，古人不断地在实际应用中思考、总结、完善烽火制度，而现代通信也是一样，在实践的过程中不断地发现、改善自身暴露的问题，并随着人类需求的提高而向前推进。技术发展的脚步永远不会停歇，而每一个通信人也终将成为“通信”这座宏伟大厦的一粒石子。

1.1.2　通信就是信息交互

烽火台在古时相当于国家军用通信设施，不是平民百姓能用的，即使再有钱也不能托烽火台给你带个话。在没有通信网络的古代，相隔一定的距离交互信息只能依靠旗语、击鼓传声、飞鸽传书、托人带话、驿站邮递（如图1-3所示）等这些落后的方式，基本特点就是靠眼睛去看、靠耳朵去听、靠腿去跑，技术含量比较低，所以还不能称为“通信网”。当时的交通也非常不便利，各种通信手段交互的信息量和效率都十分有限，否则也不会有“烽火连三月，家书抵万金”“马上相逢无纸笔，凭君传语报平安”这样的佳句，那个时候说起京城，比现在说起美国的感觉还要遥远。

图1-3　古代驿站邮递

在几千年的漫长岁月，人类一直使用古老的通信方式。直到19世纪30年代，随着莫尔斯发明了电报，麦克斯韦预言了电磁波并被赫兹最终证实，贝尔发明了电话，马可尼发明了无线电报，高锟奠基了光纤通信等，那么多伟大的科学家、发明家在科学的道路上前赴后继，用尽毕生的精力，使通信飞速发展并广泛地得到应用，使得现在的我们可以每天通过手机、电脑等各种终端打电话、看新闻视频、刷朋友圈或微博等。人与人之间的距离拉近了，我们一下子感觉到世界原来是那么小。电脑上网从64kbit/s到现在动辄几十兆的光纤入户，我们可以随时随地掏出手机连上Wi-Fi或3G/4G网络去畅游，电话费、流量费越来越便宜，所有这些都是通信网的发展给我们带来的实惠，如图1-4所示。

人类依靠感官直接获得信息以及彼此之间传递信息、交流各自的看法，使人类能够去认识世界、改变世界。其中，凭自身直接得到的信息量是有限的，而依靠交互得来的信息占信息来源的大部分，信息交互（沟通）是人类获得信息的主要渠道。信息交互是人类最基本、最重要的且可以和衣、食、住、行并列的需求之一。人可以一天不吃饭，但是很难做到一天不说话。

图1-4　现代通信系统的效率

我们想要面对面地沟通会受到各种条件的限制，使用现代通信系统成了信息交互的一种主要手段，如果哪一天没有了通信网，我们的生活就会像没有水和电一样，无法想象。整个通信行业和整个通信网络的从业人员说到底就是在做这么一件事，满足人类信息交互的需求。