今天是5月17日“世界电信日”,全称“世界电信和信息社会日”。为纪念国际电信联盟的建立,强调电信在国民经济发展和人民生活中的作用,国际电信联盟于1968年第23届行政理事会,做出将5月17日定为“世界电信日”的决定。
今年的主题是“数字创新促进可持续发展”(Digital Innovation For sustainable Development)。
什么是电信
电信,是指利用电报、电话、传真、无线电设备和互联网络等手段传递信息的通讯方式。而信息需要在一定的物理媒介中传播。人类作为社会群居性动物,沟通交流是必不可少的。从远古时期依赖肢体动作、语言和图画,到古代运用兽皮、绢帛以及书信,这些都是信息传递的载体。近代电与磁领域的重大突破,使电子通信带人类进入了一个新时代。现在,让我们进入电子通信的发展历程,来深入了解人类历史伟大时刻吧!
电的产生
最早人类对于电的理解,是天上闪过的那道光和轰隆隆的雷震声;而磁则是挖掘铁矿过程中,采集出的磁石所发现的特性。本是两个不相关的物理特性,直到一个人将它们结合起来,他就是法拉第。
法拉第在前人对电与磁理论研究的基础上,于1831年,首次发现电磁感应现象,并进而得到产生交流电的方法。同年,他发明了圆盘发电机,这是人类创造出的第一个发电机。
法拉第
有了发电的设备,就要有电子信号的载体,此时电信分成了两条赛道,一条是无线,一条是有线。
1
有线电
1835年,塞缪尔·莫尔斯研制出世界上第一台真正意义上的电报机。之后,他与艾尔菲德·维尔于1837年编写出摩尔斯电码,所开辟出的有线电子通信广泛应用在了各大领域。
1876年,美国A.G.贝尔发明了电话机。但随着接入的电话线路越来越庞大,1891年由斯特罗杰发明的第一台步进制自动交换机,极大减轻了通信的压力。再之后,随着载波技术、电话交换技术、通信电缆技术和集成电路的发展,双绞线、架空明线、同轴电缆也相继出现,并应用于各式有线传输。1966年,华裔科学家高锟开创性得提出将光导纤维应用于通信,从此打开了光通信世界的大门。
电报机
2
无线电
无线电通信,依赖于一个重要载体,它就是电磁波。1865年,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦预言了电磁波的存在,并推导出电磁波的传播速度等于光速。1888年,德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹用实验验证了电磁波的存在。我们使用的无线电波就是电磁波的一种。
麦克斯韦
赫兹
无线电的发展
1896年,意大利人伽利尔摩·马可尼实现了人类历史上首次无线电通信,通信距离为30米。
1901年12月,马可尼在加拿大用风筝牵引天线,成功地接收到了大西洋彼岸的无线电报,完成了横跨大西洋3600公里的无线电远距离通信。
1906年,福雷斯特制成第一个三极真空管,使无形的电磁波以声波的形式直观显现,催生了电台的出现。
1920年11月2日,世界上第一座领有执照的电台——美国匹兹堡KDKA电台正式开播。
20世纪60年代,晶体管的出现,使移动电台的体型得以缩小。
伽利尔摩·马可尼
移动通信系统的出现
1973年4月,一名男子站在纽约街头,掏出一个约有两块砖头那么大的设备,并对它说话。这个人,就是手机的发明者,马丁·库帕。而这台设备,就是“大哥大”——1G时代的标志。
1G(First Generation),即第一代移动通信系统,采用模拟信号,多址方式是FDMA(频分多址),指的是不同的用户使用不同频率的信道,调制方式是调频(FM),主要承载语音业务。
20世纪80年代,集成电路技术、微型计算机和微处理器的快速发展,促进了20世纪90年代2G时代的到来。2G有两种多址方式,一种是TDMA(时分多址)一种是CDMA(码分多址)。解决了1G的频谱效率低,信号差设备重 的问题。但仍困扰于时分复用,电路交换技术带来的数据传输速率的制约。所以不久后2.5G突破了这个技术瓶颈,引入分组交换技术,使数据传输速率突破,为2G向3G的过渡提供重要桥梁。此时,互联网爆发了,3G时代来了。
3G也采用码分多址,并使用伪随机码来区分用户,使其可以共用带宽。网络技术大幅升级,已经可以满足基本的多媒体业务需求。
4G第四代移动通信系统以OFDM为核心技术,将速度提高的同时也使系统变得更加简单。2010年6月8日乔布斯的iPhone 4智能手机的出现彻底改变了人们的生活。从此,智能手机渐渐进入人们的日常,造就了智能时代。
马丁·库帕使用大哥大
从有线到无线,从1G到4G,从模拟到数字,从低频到高频,从低速到高速,从频分到时分到码分到综合。时代的不断进步,让电子通信从少数人的专属变成了多数人的便利。电信技术的发展史,也应证了一个颠扑不破的真理——科学应该是人类的福祉,为全人类服务!