编者按：
本世纪70年代末80年代初兴起的技术革命已在整个世界展开。这场革命在科技发展史上与历次发生的技术革命相比，无论就其内容、形式，还是就其后果而言，都有着本质的区别。信息化是这场新技术革命最为显著的特征。
信息化依赖于先进的信息获取、存储、处理、传输和显示技术。近几十年来，计算机技术的迅速发展使信息技术取得长足的进步。现在，科学家们已在研究模糊计算机和神经网络计算机，并把希望寄托于光电子芯片和光子芯片上。专家们纷纷预言，如果这个领域有突破性进展，就可能使信息化进入其高级阶段——智能时代。
以下两篇译文均是选自去年第9期《科学美国人》杂志，（该期是《科学美国人》杂志庆祝创刊150周年而推出的主题为“21世纪的关键技术”的特辑。）分别介绍了当今世界在信息全光网络和无线网络技术方面的最新技术发展，希望能对我们把极信息技术的发展脉络和确定我们相应的信息技术发展路线提供一些帮助。
今后的10年中，无线网络将向忙碌的人们提供个人化的通信服务，同时向许多仍缺少电话的人们提供基本的服务。
近19世纪末，一位名叫马可尼（Guglielmo Marconi）的年轻人将一火花发射器接到一个短天线上，通过空气传送无线电波脉冲到一简单的接收器上，这标志着一项新技术的诞生：让人们在移动中进行长距离通信，在20世纪的最后几十年里，一些革命的浪潮使无线通信成为全球电信产业增长最快的部分。
无线网络正在迅速膨胀，趋向数字化并利用“智能网络”技术来定位和识别漫游用户，以及提供用户所需要的服务。一个智能网络包括分布式信号交换网络、数据库和专用的计算机服务器，它们与传_用户声音信号和数据流的传输网络既是分离的，同时又是紧密连接的。通过以往30年的不断改进，这种框架结构已支持诸如800电话服务、发话人辨识和“911”服务等，不久还将提供像移动电话一样轻便的个人化的通信服务。
由于微电子、数字无线电、信号处理和网络软件的进步，移动电话正变得更小、智能化和更便宜，新的产品，如称之为个人数字助理（PDAS）的无线掌上计算机可以处理文字、图像和声音信息，视频服务也不再遥远。简言之，在“智能”终端上运行的、具有图形用户界面和智能工具特征的软件和智能网络将进一步提高移动通信的质量。
在过去的5年里，对无线服务需求的增长已超过所有的预测。1983年，一些工业分析家预测，到2000年将只有不到100万的美国人使用蜂窝式服务，而目前已超过2000万用户，蜂窝式服务现在已站在无线通信市场的最前列——其用户的数量每年的增长量在北美约为50%，在西欧为60%，在澳大利亚和亚洲为70%，而在最大的市场南美则超过200%。
分析家们预计到2001年，在美国3/4的家庭、在世界范围内接近10亿人将使用某种无线服务。通过拍卖使用新技术的许可证和位于2 GHz附近的射频频带（该频带可提供一套新的、称之为个人通讯服务（PCS）的无线功能）联邦通信委员会去年的收入增加了将近80亿美元，以后还会更多，这种拍卖要求许可证持有者尽快安装PCS所需的基础设施。许可证持有者和仪器制造商们投资的大小是工业界对预定市场需求信心的一个度量，这种现象不只限于美国，本世纪结束前，欧洲、日本、泰国、新加坡、马来西亚、中国、澳大利亚、新西兰和印度的服务提供者们都计划扩大和开通PCS系统。
无线市场的增长一方面促使管理部门分配更多频带，另一方面也促使服务提供者们转向数字技术以更有效地利用这些频带。
转向数字化
为大多数蜂窝系统所采用的现行的模拟标准是将声音，甚至数字化数据编码到连续变化的载波上，然后再由接收器解码。许多蜂窝服务提供者已经将他们的网络改为几种数字标准中的一种，即将声音和数据转换为比特流，再由离散的脉冲波来传送。和模拟方法相比，数字系统可扩大媒体的传输容量并可将需携带的信息进行压缩，
大多数蜂窝和PCS网络不久将采用数字空气界面标准中的一种，数字空气界面标准是同一时刻许多用户共享有限频带的方法，哪一种最终将取胜还待见分晓。在多数情况下，智能基站和双模式终端将适合于多通道空气界面标准。所有领先的数字空气界面标准都具有一个相似的优点：在同一条频带中将容纳比模拟系统更多的转换比特数。
一旦无线服务提供者们实现了数字化，他们将运用不断改进的压缩技术提高用户的数量。每秒8 K比特的数据流可传送质量较好的语音，不久将有每秒32 K比特的数据流，而现在只需要到13 K比特。
服务提供者们还可以用减小每一单元尺寸（每一基站占有的面积）的方法走在需求的前面。用数字标准很容易加入小单元，因为他们能提供纠错并可帮助接收者消除相邻单元的干扰。
采用全数字技术正促使通信终端朝着功能更强、尺寸更小和能耗更低的方向发展。移动电话和其它无线装置本质上是带有发射和接收无线电信号装置的微型计算机。同样，他们遵循莫尔（Moore）定律，该定律是1965年Intel公司创始人之一的高登 · 莫尔（Gordon Moore）首先提出的。该定律说明大规模生产的微电子芯片的性能每18个月左右提高一倍。
每一年半无线终端或基站的数字芯片体积缩小大约50%。虽然蜂窝电话已可被塞入口袋，不久它们将能够被戴在手腕上。目前的模拟基站需要发射塔、场地和空调房间，最终他们将被不引人注目的数字基站所代替。微单元系统只占有非常小的面积，甚至只有烟雾探测器的尺寸。
在今后的数年里，有线电视服务提供者们将开始把基站加到他们的光纤和同轴电缆网络中，利用空闲的电缆通道传送电话信号和提供无线通路以同其他的局部通路提供者相竞争。如果他们使用相同的空气界面标准作为局部蜂窝服务的载体，他们的电话用户们将能够通过蜂窝网络通话。拥有无处不在的电网和电力设备的电力公司也对类似的想法感兴趣。
空气中的数据
虽然移动电话和寻呼机非常方便——毕竟，三分之二的商业电话仍在使用所谓的“电话终端”——通过空气收发文字和图像的新的装置和网络系统，从长远观点来说将对人们的通信方式产生巨大的影响。嵌入的无线调制解调器能够利用目前占主导地位的模拟蜂窝网络同膝上计算机、PDAS和其它的手提式数字装置相连接，同时已有数种专用的无线数据网络投入使用。用于灵活的数据包服务的数字蜂窝网络也开始提供给用户新的选择。“窄带PCS”（在900兆赫左右频带提供双向寻呼和中速数据信息服务）的许可证在1994年由联邦通信委员会举办的拍卖中被颁发。
第一代手提式无线计算机没有受到欢迎，或许是因为他们多少有点笨拙，相对于其价格而言，嫌其太少。但随着不同年龄和不同收入阶层的人们对电子信件、在线商业服务和交互网络的越来越熟悉，人们理所当然希望在任何时候都能根据需要得到由这些媒体提供的信息，而这并非只是偶然坐在计算机前所产生的—闪念。
改装旧式的装置来接收新的信息是可能的。数家公司都提供在一根线路上的某个时刻通过卫星来发送E-mail（电子邮件）至你的数字寻呼机上。模拟语音芯片目前已相当完善，价格也便宜得能装入电话机内，以大声朗读输入的文字。但是，具备更多功能的装置要求能够显示并有足够快的传输速率来处理图像和文字信息。
模拟网络技术由于使用调制解调器而使数据通信被限制在相对低的速度：每秒14.4 K比特或更低。由于无需模拟和数字格式的转换，数字网络的情况将多少有所改变，它无需提高数据率就能提供电话线上的标准服务。
虽然有当今数字标准和压缩技术提供帮助，但要在数亿用户中传送高密度的数据信息仍失之于空间过窄。到本世纪末，无线传真将普及，图像信件也将在无线网络和有线网络上被广泛使用。如果频谱被分配来容纳如倾盆大雨般送达的图像，它将大约在30到40 GHZ左右的频率，虽然一些视频服务在2.5 GHZ便可以得到，因为如此短波长的无线电信号的表现类似光波，建筑物甚至树叶将阻挡它们，有效区域将被限制在视线所及的范围内。所以，无线频带服务是固定的，而不是移动的。服务的提供者们将需要进一步缩小单元以为更多的用户服务。
空气界面标准或许会发展为可容纳宽带数据和视频传输。在一次通话服务的始终，第一代数字标准假定在两个装置之间建立类似于电路的连接。该种方案更适合于电话而不是网络。而交互网络所使用的标准是基于单独路径寻址的数据包。
电话公司作用一种称之为异步传送模式（ATM）的技术，设计了带有交互视频服务的光纤网络同频带开关组相连接，这样可以极快的速度将数据、声音和视频分组沿着相应的路径传送。当这种技术成为兼有声音和多媒体服务最有效的方法时，无线网络也将追随这一趋势发展。事实上，无线服务提供者和有线电视公司朝着ATM变化是可能的，具体时间将取决于现有的网络资源、技术路线和投资战略。
智能化的实施
随着移动电话的普及，它们也将趋于提供更多的功能。以后的10年里人们当然仍能买到只限于声音服务的无线装置，价格也将相当便宜。但是，更加常见的是能够处理传真、图像和运行应用软件的装置且款式各异。
然而，这将带来一些麻烦：装置的智能化程度越高，用户使用也就越困难，不同的产品其工作方式将大相径庭，当你使用朋友的电话机打电话时，可能会使你面对一个完全不熟悉的用户界面。
简化移动无线装置的操作，使它们更易使用的一种方法是在网络中提供一些能够完成任务的智能性。例如，现在已有的智能网络服务能够自动打电话到用户的汽车、办公室、家里、移动电话或语音信箱。使智能装置和智能网络相结合的软件结构和系统将提高个人移动服务的准确性，并将使更加复杂的交互功能成为可能。
在AT&T，我们所见到的PCS将对正确的位置和装置提供准确的服务，而不需要发话方或用户干预。其秘密在于跟踪用户。一种方法是使用个人号码 :每人一个号码，而不是像现在使用3个、5个、7个或更多号码代表一个人可能到达的不同网络位置和装置。一旦在网络上登记，就如同发话人拨号一样，网络将把你个人的号码翻译成某些相应的装置或信箱的号码，这依赖于电话或信息的类型和你对服务的选择。
智能卡是另一种方案。如果所有的电话装有读卡器，你就可以将你的卡插入离你最近的电话机——即使它属于别的什么人，然后向网络登记。网络将把所有你的电话，或许仅是一些重要的电话，转到那部电话上。或者你可简单地发给网络一份日常计划并用卡来登记例外情况。那些不愿被发现的人也可在网络上登记。
在使用复杂的电话机时，智能卡或许可以帮助避开这些复杂性。现在，当一个人到别国去旅行时，拨911不能得到紧急接线员的回答：011仅是国际电话的正确前缀。这种特殊的国家号码还将随着装置变得更复杂而迅速增加。但是，一个界面描述可以被存在一张智能卡上。把卡插入一个陌生的装置中，它便能够自己工作，你将无需学习如何使用过多的新装置，而它们将学习如何为你工作。
智能卡在技术上已被认证。能否保护商业和个人的秘密是另一回事。各种各样的公司都看到了智能卡的用途，但他们也关注如何控制存在卡上的个人信息。
还有另一种争议稍少的方法是跟踪发话人并提供和位置有关的服务。蜂窝系统已经能够将发话人的位置定位在几平方英里以内，一种更为精确装置将配备全球定位系统（GPS）接收器，它可以通过从星状排布的轨道卫星传来的信号精确定位到100英尺范围内。以三角位置排列的装置比使用GPS稍便宜。这第三种方案可能更为精确。
这种技术在紧急情况时可以帮助那些使用911服务但又不知道自己位置的发话者。更为常见是网络可以为客户提供一种“智能大道”的智能交互数据服务，它可以将许多独立公司提供的服务合为一体，当旅行者到了一个不熟悉的镇上，她可以用她的PDA从网络得到一份附近的意大利饭店的名单。网络把该请求转送到美国意大利饭店联合会的程序，名单通过一个由第三家公司提供的界面程序出现在旅行者屏幕上。她的PDA根本不必做很多事。
这些先进的服务将不得不等待商业界来开发。一个最大的跨栏比赛正在进行：每一家公司都想成为其中的一员，他们同客户结合在一起并搜集有关他们的信息，因为这样将带来新的商业机会。
无线网络和有线网络之间的区别最终也将缩小至零。移动装置将不比有线装置更难使用，同时也将提供相同的功能和服务。不使用户感到无线网络技术的复杂性无疑是一个挑战。但是，这样的技术已经出现而且最终将得到正确地使用。
[Scientific American，1995年9月]