Historia telekomunikacji - History of telecommunication

Replika jednego z Claude Chappe „s semaforów wież (optyczny telegrafu ) w Nalbach , Niemcy

Historia telekomunikacji zaczął z wykorzystaniem sygnałów dymu i bębnów w Afryce , Azji , i Ameryce . W latach 90. XVIII wieku w Europie pojawiły się pierwsze stałe systemy semaforów . Jednak dopiero w latach 30. XIX wieku zaczęły pojawiać się elektryczne systemy telekomunikacyjne . Ten artykuł opisuje historię telekomunikacji i ludzi, którzy pomogli stworzyć systemy telekomunikacyjne takimi, jakimi są dzisiaj. Historia telekomunikacji jest ważną częścią większej historii komunikacji .

Starożytne systemy i telegrafia optyczna

Zobacz także: Telegraf hydrauliczny , Bębny w komunikacji i Heliograf

Wczesna telekomunikacja obejmowała sygnały dymne i bębny . Mówiące bębny były używane przez tubylców w Afryce , a sygnały dymne w Ameryce Północnej i Chinach . Wbrew pozorom systemy te były często wykorzystywane do czegoś więcej niż tylko do ogłoszenia obecności obozu wojskowego.

W judaizmie rabinicznym w drodze powrotnej do arcykapłana dano sygnał za pomocą chust lub flag, aby wskazać, że kozioł „dla Azazela” został zepchnięty z urwiska.

Gołębie pocztowe były od czasu do czasu wykorzystywane w różnych kulturach. Słup gołębi miał korzenie perskie , a później był używany przez Rzymian do pomocy wojsku.

Greckie systemy semaforów hydraulicznych były używane już w IV wieku p.n.e. Semafory hydrauliczne, które współpracowały z naczyniami wypełnionymi wodą i sygnałami wizualnymi, pełniły funkcję telegrafów optycznych . Jednak mogły one wykorzystywać tylko bardzo ograniczony zakres z góry określonych wiadomości i jak w przypadku wszystkich takich telegrafów optycznych, można je było rozmieścić tylko w warunkach dobrej widoczności.

Kod liter i symboli dla telegrafu Chappe ( Cyklopaedia Reesa )

W średniowieczu łańcuchy radiolatarni były powszechnie używane na szczytach wzgórz jako środek przekazywania sygnału. Wadą łańcuchów beaconów było to, że mogły przekazywać tylko jeden bit informacji, więc znaczenie wiadomości, takie jak „zauważono wroga”, musiało być wcześniej uzgodnione. Jednym z godnych uwagi przykładów ich użycia było podczas hiszpańskiej Armady , kiedy łańcuch radiolatarni przekazał sygnał z Plymouth do Londynu, który zasygnalizował przybycie hiszpańskich okrętów wojennych.

Francuski inżynier Claude Chappe rozpoczął pracę nad telegrafią wizualną w 1790 roku, używając par „zegarów”, których wskazówki wskazywały różne symbole. Nie okazały się one całkiem opłacalne na długich dystansach i Chappe zrewidował swój model, aby użyć dwóch zestawów połączonych drewnianych belek. Operatorzy przesuwali belki za pomocą korb i drutów. Zbudował swoją pierwszą linię telegraficzną między Lille a Paryżem , a następnie linię ze Strasburga do Paryża. W 1794 roku szwedzki inżynier Abraham Edelcrantz zbudował zupełnie inny system od Sztokholmu do Drottningholm . W przeciwieństwie do systemu Chappe'a, w którym krążki obracały drewniane belki, system Edelcrantza opierał się tylko na żaluzjach i dlatego był szybszy.

Jednak semafor jako system komunikacyjny cierpiał z powodu zapotrzebowania na wykwalifikowanych operatorów i drogie wieże często w odstępach zaledwie dziesięciu do trzydziestu kilometrów (sześciu do dziewiętnastu mil). W rezultacie ostatnia linia handlowa została porzucona w 1880 roku.

Telegraf elektryczny

Główne artykuły: Telegraf elektryczny i transatlantycki kabel telegraficzny
Zdjęcie telegraf maszynowy ticker przez Thomasa Edisona

Eksperymenty nad komunikacją z elektrycznością , początkowo nieudane, rozpoczęły się około 1726 roku . Zaangażowano naukowców, w tym Laplace'a , Ampère'a i Gaussa .

Wczesnym eksperymentem z telegrafią elektryczną był telegraf „elektrochemiczny” stworzony przez niemieckiego lekarza, anatoma i wynalazcę Samuela Thomasa von Sömmerringa w 1809 roku, oparty na wcześniejszym, mniej solidnym projekcie z 1804 roku autorstwa hiszpańskiego erudyty i naukowca Francisco Salvy Campillo . Oba ich projekty wykorzystywały wiele drutów (do 35), aby wizualnie reprezentować prawie wszystkie litery i cyfry łacińskie. W ten sposób wiadomości mogły być przesyłane elektrycznie do kilku kilometrów (w projekcie von Sömmerringa), z każdym z przewodów odbiornika telegraficznego zanurzonym w oddzielnej szklanej rurce z kwasem. Prąd elektryczny był sekwencyjnie podawany przez nadawcę przez różne przewody reprezentujące każdą cyfrę wiadomości; na końcu odbiorcy prądy kolejno elektrolizowały kwas w rurkach, uwalniając strumienie bąbelków wodoru obok każdej powiązanej litery lub cyfry. Operator odbiornika telegraficznego obserwował wizualnie bąbelki i mógł następnie nagrać przesyłaną wiadomość, aczkolwiek z bardzo niską szybkością transmisji. Główną wadą systemu był jego zaporowy koszt, ze względu na konieczność wytworzenia i podpięcia wielu obwodów, które stosował, w przeciwieństwie do pojedynczego przewodu (z uziemieniem) używanego przez późniejsze telegrafy.

Pierwszy telegraf roboczy został zbudowany przez Franciszka Ronalds w 1816 roku i używany elektryczności statycznej.

Charles Wheatstone i William Fothergill Cooke opatentowali system z pięcioma igłami i sześcioma drutami, który wszedł do użytku komercyjnego w 1838 roku. Używał ugięcia igieł do przedstawiania wiadomości i zaczął działać na odcinku ponad dwudziestu jeden kilometrów (trzynaście mil) Great Western Railway 9 kwietnia 1839 r. Zarówno Wheatstone, jak i Cooke postrzegali swoje urządzenie jako „ulepszenie [istniejącego] telegrafu elektromagnetycznego”, a nie jako nowe urządzenie.

Na drugiej stronie Atlantyku , Samuel Morse opracował wersję telegrafu elektrycznego, który zademonstrował na 2 września 1837. Alfred Vail widział ten pokaz i dołączył Morse rozwijać rejestru-terminal telegraficzny, że zintegrowane urządzenie do nagrywania wiadomości rejestrowania na taśmę papierową. Zostało to pomyślnie zademonstrowane na dystansie trzech mil (pięć kilometrów) w dniu 6 stycznia 1838 r. i ostatecznie ponad czterdziestu mil (sześćdziesiąt cztery kilometry) między Waszyngtonem, DC i Baltimore w dniu 24 maja 1844 r. Opatentowany wynalazek okazał się lukratywny i do 1851 r. linie telegraficzne w Stanach Zjednoczonych Stany miały rozpiętość ponad 20 000 mil (32 000 kilometrów). Najważniejszym technicznym wkładem Morse'a do tego telegrafu był prosty i wysoce wydajny kod Morse'a , opracowany wspólnie z Vail, który był ważnym postępem w stosunku do bardziej skomplikowanego i droższego systemu Wheatstone'a i wymagał tylko dwóch przewodów. Efektywność komunikacyjna kodu Morse'a wyprzedziła kod Huffmana w komunikacji cyfrowej o ponad 100 lat, ale Morse i Vail opracowali kod czysto empirycznie , z krótszymi kodami dla częstszych liter.

Kabel podmorski poprzek kanału La Manche , drut powlekany w gutaperka , został założony w 1851 roku transatlantyckich kabli zainstalowanych w 1857 i 1858 obsługiwane tylko przez kilka dni lub tygodni (przygotowanej przesłań powitanie iz powrotem między James Buchanan i królowej Wiktorii ), zanim nie udało się im. Projekt ułożenia linii zastępczej został opóźniony o pięć lat przez wojnę secesyjną . Pierwszy udany transatlantycki kabel telegraficzny został ukończony 27 lipca 1866 r., umożliwiając po raz pierwszy ciągłą telekomunikację transatlantycką.

Telefon

Główne artykuły: Wynalazek telefonu i Historia telefonu
Główny patent na telefon, 174465, przyznany Bellowi 7 marca 1876 r

Telefon elektryczny został wynaleziony w latach 70. XIX wieku na podstawie wcześniejszych prac z telegrafami harmonicznymi (wielosygnałowymi) . Pierwsze komercyjne usługi telefoniczne zostały utworzone w 1878 i 1879 roku po obu stronach Atlantyku w miastach New Haven , w stanie Connecticut w USA i Londynie , w Anglii , w Wielkiej Brytanii . Alexander Graham Bell posiadał patent główny na telefon, który był potrzebny do takich usług w obu krajach. Wszystkie inne patenty na urządzenia i funkcje telefonów elektrycznych wypłynęły z tego głównego patentu. Zasługa za wynalezienie telefonu elektrycznego była często kwestionowana, a od czasu do czasu pojawiały się nowe kontrowersje w tej sprawie. Podobnie jak w przypadku innych wielkich wynalazków, takich jak radio, telewizja, żarówka i komputer cyfrowy , było kilku wynalazców, którzy wykonali pionierską pracę eksperymentalną nad transmisją głosu za pośrednictwem przewodu , którzy następnie udoskonalali nawzajem swoje pomysły. Jednak kluczowymi innowatorami byli Alexander Graham Bell i Gardiner Greene Hubbard , którzy stworzyli pierwszą firmę telefoniczną, Bell Telephone Company w Stanach Zjednoczonych, która później przekształciła się w American Telephone & Telegraph (AT&T), czasami największą na świecie firmę telefoniczną.

Technologia telefoniczna szybko się rozwinęła po pojawieniu się pierwszych usług komercyjnych, a do połowy lat 80. XIX wieku zbudowano linie międzymiastowe i centrale telefoniczne w każdym większym mieście Stanów Zjednoczonych. Pierwszy Transcontinental rozmowa telefoniczna miała miejsce 25 stycznia 1915. Pomimo tego, transatlantycka komunikacja głosowa pozostał niemożliwe dla klientów aż 7 stycznia 1927 roku, kiedy połączenie zostało nawiązane za pomocą radia. Jednak żadne połączenie kablowe nie istniało do czasu inauguracji TAT-1 25 września 1956 r., zapewniając 36 obwodów telefonicznych.

W 1880 roku Bell i współwynalazca Charles Sumner Tainter przeprowadzili pierwszą na świecie bezprzewodową rozmowę telefoniczną za pomocą modulowanych promieni świetlnych emitowanych przez fotofony . Naukowe zasady ich wynalazku nie były wykorzystywane przez kilka dziesięcioleci, kiedy po raz pierwszy zastosowano je w komunikacji wojskowej i światłowodowej .

Pierwszy transatlantycki kabel telefoniczny (który zawierał setki wzmacniaczy elektronicznych ) działał dopiero w 1956 roku, zaledwie sześć lat przed wystrzeleniem w kosmos pierwszego komercyjnego satelity telekomunikacyjnego, Telstara .

Radio i telewizja

Główne artykuły: Historia radia , Historia telewizji i Historia nadawania

Przez kilka lat, począwszy od 1894 roku, włoski wynalazca Guglielmo Marconi pracował nad przystosowaniem nowo odkrytego zjawiska fal radiowych do telekomunikacji, budując pierwszy bezprzewodowy system telegraficzny z ich wykorzystaniem. W grudniu 1901 nawiązał łączność bezprzewodową między St. John's w Nowej Fundlandii i Poldhu w Kornwalii (Anglia), zdobywając w 1909 r. Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki (którą dzielił z Karlem Braunem ). W 1900 r. Reginald Fessenden mógł nadawać bezprzewodowo ludzki głos.

Komunikacja fal milimetrowych została po raz pierwszy zbadana przez bengalskiego fizyka Jagadisha Chandrę Bose'a w latach 1894-1896, kiedy w swoich eksperymentach osiągnął niezwykle wysoką częstotliwość do 60 GHz . Wprowadził także zastosowanie półprzewodnikowych skrzyżowaniach do wykrywania fal radiowych, kiedy on opatentowany w radiowej czujki kryształu w 1901 roku.  

W 1924 roku japoński inżynier Kenjiro Takayanagi rozpoczął program badawczy nad telewizją elektroniczną . W 1925 zademonstrował telewizor CRT z termiczną emisją elektronów. W 1926 zademonstrował telewizor CRT o rozdzielczości 40 linii , pierwszy działający przykład w pełni elektronicznego odbiornika telewizyjnego . W 1927 r. zwiększył rozdzielczość telewizyjną do 100 linii, co było bezkonkurencyjne do 1931 r. W 1928 r. jako pierwszy przekazał ludzkie twarze w półtonach w telewizji, wpływając na późniejszą twórczość Władimira K. Zworykina .

25 marca 1925 szkocki wynalazca John Logie Baird publicznie zademonstrował transmisję ruchomych zdjęć sylwetek w londyńskim domu towarowym Selfridge's . System Bairda opierał się na szybko obracającym się dysku Nipkowa i dlatego stał się znany jako telewizja mechaniczna . W październiku 1925 roku Bairdowi udało się uzyskać ruchome obrazy z półtonami , które w większości były pierwszymi prawdziwymi obrazami telewizyjnymi. Doprowadziło to do publicznej demonstracji ulepszonego urządzenia w dniu 26 stycznia 1926 ponownie w Selfridges . Jego wynalazek stał się podstawą pół-eksperymentalnych audycji przeprowadzonych przez British Broadcasting Corporation od 30 września 1929 roku.

Przez większość dwudziestego wieku telewizory używały kineskopu (CRT) wynalezionego przez Karla Brauna . Taki telewizor został wyprodukowany przez Philo Farnswortha , który 7 września 1927 roku zademonstrował swojej rodzinie w Idaho prymitywne sylwetki. Urządzenie Farnswortha konkurowałoby z równoczesnymi pracami Kalmana Tihanyi i Vladimira Zworykina . Chociaż wykonanie urządzenia nie było jeszcze tym, na co wszyscy liczyli, przyniosło Farnsworthowi małą firmę produkcyjną. W 1934 roku dał pierwszą publiczną demonstrację telewizji w Instytucie Franklina w Filadelfii i otworzył własną stację nadawczą. Kamera Zworykina, oparta na Radioskopie Tihanyi, znanym później jako Ikonoskop , miała poparcie wpływowej Amerykańskiej Korporacji Radiowej (RCA). W Stanach Zjednoczonych sprawa sądowa między Farnsworth i RCA zostałaby rozstrzygnięta na korzyść Farnswortha. John Logie Baird przeszedł z telewizji mechanicznej i stał się pionierem telewizji kolorowej przy użyciu lamp katodowych.

Po połowie wieku rozpowszechnienie się kabla koncentrycznego i radiowego przekaźnika mikrofalowego umożliwiło sieciom telewizyjnym rozprzestrzenienie się nawet w dużych krajach.

Era półprzewodników

Współczesny okres w historii telekomunikacji od 1950 roku określany jest mianem ery półprzewodników , ze względu na szerokie zastosowanie urządzeń półprzewodnikowych w technice telekomunikacyjnej. Rozwój technologii tranzystorowej i przemysłu półprzewodnikowego umożliwił znaczne postępy w technologii telekomunikacyjnej, doprowadził do znacznego spadku cen usług telekomunikacyjnych i doprowadził do przejścia z państwowych sieci wąskopasmowych z komutacją łączy na prywatne szerokopasmowe sieci z komutacją pakietów . To z kolei doprowadziło do znacznego wzrostu ogólnej liczby abonentów telefonicznych, osiągając  do końca XX wieku blisko 1 miliard użytkowników na całym świecie.

Rozwój technologii integracji na dużą skalę (LSI) opartych na półprzewodnikach z tlenku metalu (MOS) , teorii informacji i sieci komórkowych doprowadził do rozwoju przystępnej cenowo komunikacji mobilnej . Pod koniec XX wieku nastąpił szybki rozwój branży telekomunikacyjnej , głównie ze względu na wprowadzenie cyfrowego przetwarzania sygnałów w komunikacji bezprzewodowej , napędzany rozwojem taniej, bardzo dużej skali integracji (VLSI) RF CMOS ( komplementarna technologia MOS o częstotliwości radiowej .

Tranzystory

Główne artykuły: Historia tranzystora , MOSFET i prawo Edholma
Dalsze informacje: RF CMOS i LDMOS

Rozwój technologii tranzystorowej ma fundamentalne znaczenie dla nowoczesnej telekomunikacji elektronicznej . Julius Edgar Lilienfeld zaproponował koncepcję tranzystora polowego w 1926 roku, ale w tamtym czasie nie było możliwe skonstruowanie działającego urządzenia. Pierwszy działający tranzystor, tranzystor kontaktowy , został wynaleziony przez Johna Bardeena i Waltera Housera Brattaina podczas pracy pod kierunkiem Williama Shockleya w Bell Labs w 1947 roku.

MOSFET (metal-tlenek krzemu tranzystor polowy), znany również jako tranzystor MOS, później opracowany przez Mohamed atalla i Dawon Kahng w Bell Labs 1959. To pierwsze dobrze zwarty tranzystor, które mogą być zminiaturyzowane i masową produkowane dla szerokiej gamy zastosowań. MOSFET to element konstrukcyjny lub „wół roboczy” rewolucji informacyjnej i ery informacji oraz najszerzej produkowane urządzenie w historii. Technologia MOS , w tym układy scalone MOS i MOSFETy mocy , napędza infrastrukturę komunikacyjną nowoczesnej telekomunikacji. Zgodnie z prawem Edholm za The przepustowość od sieci telekomunikacyjnych została podwaja się co 18 miesięcy. Postępy w technologii MOS, w tym skalowanie MOSFET (zwiększanie liczby tranzystorów w tempie wykładniczym, jak przewiduje prawo Moore'a ), były najważniejszym czynnikiem przyczyniającym się do szybkiego wzrostu przepustowości w sieciach telekomunikacyjnych.

Na początku lat 70. tranzystory MOSFET były używane w szerokiej gamie sprzętu telekomunikacyjnego , takiego jak przełączniki krzyżowe , sortowniki poczty , telefony komórkowe , modemy , multimetry , multipleksery , odbiorniki sygnału z przyciskami , dalekopisy , urządzenia wyświetlające, takie jak odbiorniki telewizyjne , oraz aparaty telefoniczne, takie jak automaty telefoniczne i telefony z przyciskami . Przez 1990, CMOS (MOS komplementarne) VLSI (bardzo integracja dużą skalę ) technologia została szeroko stosowane w elektronicznych systemach łączeniowych dla central telefonicznych , prywatnych giełd branżowych (PBX) i kluczowych systemów telefonicznych (KTS); aplikacje transmisji cyfrowej , takie jak cyfrowe nośniki pętli , multipleksery z parami wzmocnienia , przedłużacze pętli telefonicznych , terminale sieci cyfrowej z usługami zintegrowanymi (ISDN), telefony bezprzewodowe i telefony komórkowe ; i aplikacje, takie jak rozpoznawanie mowy sprzętu, głosu przechowywania danych , poczty głosowej i beztaśmowych cyfrowych sekretarki . Na początku XXI wieku tranzystory MOSFET były wykorzystywane we wszystkich mikroprocesorach , układach pamięci i obwodach telekomunikacyjnych , a także w najważniejszych elementach telekomunikacji bezprzewodowej , takich jak urządzenia mobilne , transceivery , moduły stacji bazowych , routery i wzmacniacze mocy RF .

Wideotelefonia

Główny artykuł: Historia wideotelefonii
Picturephone AT&T Mod II z 1969 roku , wynik wieloletnich prac badawczo-rozwojowych kosztujących ponad 500 milionów dolarów.

Rozwój wideotelefonii wiązał się z historycznym rozwojem kilku technologii, które umożliwiły wykorzystanie wideo na żywo oprócz telekomunikacji głosowej. Koncepcja wideotelefonii została po raz pierwszy spopularyzowana pod koniec lat 70. XIX wieku zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak iw Europie, chociaż odkrycie podstawowych nauk umożliwiających jej najwcześniejsze próby zajęłoby prawie pół wieku. Po raz pierwszy wykonany w urządzeniu która stała się znana jako telefon wideo lub wideofon, a ona ewoluowała od intensywnych badań i doświadczeń w wielu dziedzinach, zwłaszcza telekomunikacyjnych telegrafii elektrycznych , telefonicznych , radiowych i telewizyjnych .

Rozwój kluczowej technologii wideo po raz pierwszy rozpoczął się w drugiej połowie lat 20. w Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych, stymulowany w szczególności przez Johna Logie Bairda i AT&T's Bell Labs . Miało to miejsce po części, przynajmniej przez AT&T, jako uzupełnienie korzystania z telefonu. Wiele organizacji uważało, że wideotelefonia byłaby lepsza od zwykłej komunikacji głosowej. Jednak technologia wideo miała zostać zastosowana w telewizji analogowej na długo przed tym, zanim stała się praktyczna lub popularna w przypadku wideofonów.

Wideotelefonia rozwijała się równolegle z konwencjonalnymi systemami telefonii głosowej od połowy do końca XX wieku. Dopiero pod koniec XX wieku, wraz z pojawieniem się potężnych kodeków wideo i szybkich łączy szerokopasmowych , stała się praktyczną technologią do regularnego użytku. Wraz z szybkim rozwojem i popularnością Internetu rozpowszechnił się on dzięki wykorzystaniu wideokonferencji i kamer internetowych , które często wykorzystują telefonię internetową , oraz w biznesie, gdzie technologia teleobecności pomogła zmniejszyć potrzebę podróżowania.

Praktyczna wideotelefonia cyfrowa była możliwa tylko dzięki postępowi w kompresji wideo , ze względu na niepraktycznie wysokie wymagania dotyczące przepustowości nieskompresowanego wideo . Aby uzyskać wideo o jakości Video Graphics Array (VGA) ( rozdzielczość 480p i 256 kolorów ) z surowym, nieskompresowanym wideo, wymagałoby to przepustowości ponad 92 Mb/s . Najważniejszą techniką kompresji, która umożliwiła praktyczną cyfrową wideotelefonię i wideokonferencje, jest dyskretna transformata kosinusowa (DCT). DCT, forma kompresji stratnej , została po raz pierwszy zaproponowana przez Nasira Ahmeda w 1972 roku. Algorytm DCT stał się podstawą pierwszego praktycznego standardu kodowania wideo, który był przydatny do wideokonferencji, H.261 , standaryzowanego przez ITU-T w 1988 roku.  

Satelita

Główne artykuły: łączności satelitarnej , telefon satelitarny , satelitarne radio , telewizja satelitarna i kablowa Dostęp do Internetu

Pierwszym amerykańskim satelitą do przekazywania komunikacji był Project SCORE z 1958 roku, w którym wykorzystano magnetofon do przechowywania i przesyłania wiadomości głosowych. Był używany do wysłania światu bożonarodzeniowego pozdrowienia od prezydenta USA Dwighta D. Eisenhowera . W 1960 NASA wystrzeliła satelitę Echo ; 30-metrowy balon z aluminiowanej folii PET służył jako pasywny reflektor do komunikacji radiowej. Courier 1B , zbudowany przez Philco , również wystrzelony w 1960 roku, był pierwszym na świecie aktywnym satelitą przemiennikowym. Satelity w dzisiejszych czasach są wykorzystywane do wielu zastosowań, takich jak GPS, telewizja, internet i telefon.

Telstar był pierwszym aktywnym, bezpośrednim przekaźnikiem satelity komunikacji komercyjnej . Należący do AT&T w ramach międzynarodowego porozumienia między AT&T, Bell Telephone Laboratories , NASA, brytyjskim General Post Office i francuskim National PTT (Post Office) w celu rozwoju łączności satelitarnej, został uruchomiony przez NASA z Cape Canaveral w lipcu 10, 1962, pierwszy prywatny start w kosmos. Przekaźnik 1 został wystrzelony 13 grudnia 1962 roku i stał się pierwszym satelitą nadanym przez Pacyfik 22 listopada 1963 roku.

Pierwszym i historycznie najważniejszym zastosowaniem satelitów komunikacyjnych była międzykontynentalna telefonia międzykontynentalna . Stała Public Switched Telephone Network przekaźników połączeń telefonicznych z telefonu stacjonarnego telefonów do stacji naziemnej , gdzie są następnie transmitowane do odbiorczy anteny satelitarnej przez geostacjonarne satelity na orbicie Ziemi. Ulepszenia podmorskich kabli komunikacyjnych , dzięki zastosowaniu światłowodów , spowodowały pewien spadek wykorzystania satelitów do telefonii stacjonarnej pod koniec XX wieku, ale nadal obsługują one wyłącznie odległe wyspy, takie jak Wyspa Wniebowstąpienia , Święta Helena , Diego Garcia i Wyspa Wielkanocna , na której nie działają żadne kable podwodne. Istnieje również kilka kontynentów i niektóre regiony krajów, w których telefonia stacjonarna jest rzadka lub wręcz nieistniejąca, na przykład Antarktyda , a także duże regiony Australii , Ameryki Południowej , Afryki , Północnej Kanady , Chin , Rosji i Grenlandii .

Po komercyjne usługi telefoniczne długodystansowych powstała poprzez satelity komunikacyjne, wiele innych komercyjnych usług telekomunikacyjnych zostały również dostosowane do podobnych satelity począwszy od roku 1979, w tym telefonów komórkowych satelitarnych , radia satelitarnego , telewizji satelitarnej i satelitarnego dostępu do internetu . Najwcześniejsze dostosowanie do większości takich usług miało miejsce w latach 90., gdy ceny komercyjnych satelitarnych kanałów transponderowych nadal znacznie spadały.

Realizacja i demonstracji, w dniu 29 października 2001 roku, pierwszego cyfrowego kina transmisji przez satelitę w Europie o filmie Bernarda Pauchon Alain Lorentza, Raymond Melwig i Philippe Binant.

Sieci komputerowe i Internet

Główne artykuły: Komputer , Sieć komputerowa i Historia Internetu

W dniu 11 września 1940 roku George Stibitz był w stanie przesłać problemy za pomocą dalekopisu do swojego kalkulatora liczb zespolonych w Nowym Jorku i otrzymać obliczone wyniki z powrotem w Dartmouth College w New Hampshire . Ta konfiguracja scentralizowanego komputera lub komputera typu mainframe ze zdalnymi terminalami głupimi pozostała popularna w latach pięćdziesiątych. Jednak dopiero w latach 60. naukowcy zaczęli badać technologię przełączania pakietów , która pozwalałaby na wysyłanie fragmentów danych do różnych komputerów bez uprzedniego przechodzenia przez scentralizowany komputer mainframe. Sieć czterowęzłowa pojawiła się 5 grudnia 1969 roku pomiędzy Uniwersytetem Kalifornijskim w Los Angeles , Stanford Research Institute , Uniwersytetem Utah i Uniwersytetem Kalifornijskim w Santa Barbara . Sieć ta stałaby się ARPANET , która do 1981 roku składałaby się z 213 węzłów. W czerwcu 1973 do sieci należącej do norweskiego projektu NORSAR dodano pierwszy węzeł spoza USA . Wkrótce nastąpił węzeł w Londynie.

Rozwój ARPANET skoncentrował się na procesie Request for Comments , a 7 kwietnia 1969 RFC 1 został opublikowany. Ten proces jest ważny, ponieważ ARPANET w końcu połączy się z innymi sieciami, tworząc Internet, a wiele protokołów, na których opiera się dziś Internet, zostało określonych w tym procesie. Pierwsza specyfikacja protokołu kontroli transmisji (TCP), RFC  675 ( Specyfikacja programu kontroli transmisji w Internecie ), została napisana przez Vintona Cerfa, Yogena Dalala i Carla Sunshine i opublikowana w grudniu 1974 roku. do pracy w sieci. We wrześniu 1981 r. RFC 791 wprowadził protokół internetowy v4 (IPv4). Ustanowiło to protokół TCP/IP , na którym obecnie opiera się znaczna część Internetu. User Datagram Protocol (UDP), bardziej zrelaksowany protokół transportowy, który, w przeciwieństwie do TCP, nie gwarantuje prawidłowego dostarczania pakietów, został złożony w dniu 28 sierpnia 1980 r RFC 768. Protokołu e-mail, SMTP , został wprowadzony w sierpniu 1982 przez RFC 821 i [[HTTP| http://1.0 ]] protokół, który umożliwiłby hiperlinkowy Internet, został wprowadzony w maju 1996 r. przez RFC 1945.

Jednak nie wszystkie ważne zmiany zostały wprowadzone w procesie Prośby o komentarze. W latach 70. pojawiły się również dwa popularne protokoły łącza dla sieci lokalnych (LAN). Patent na protokół Token Ring został złożony przez Olofa Söderbloma 29 października 1974 roku. Artykuł na temat protokołu Ethernet został opublikowany przez Roberta Metcalfe'a i Davida Boggsa w numerze Communications of the ACM z lipca 1976 roku . Protokół Ethernet został zainspirowany protokołem ALOHAnet, który został opracowany przez badaczy elektrotechniki z Uniwersytetu Hawajskiego .

Dostęp do Internetu upowszechnił się pod koniec wieku, wykorzystując stare sieci telefoniczne i telewizyjne.

Cyfrowa technologia telefoniczna

Główny artykuł: Telefonia cyfrowa
Dalsze informacje: Telefon z przyciskami i kodowanie mowy

Szybki rozwój i szerokie zastosowanie telefonii cyfrowej z modulacją kodem impulsowym (PCM) umożliwiła technologia półprzewodników z tlenku metalu (MOS). Technologia MOS została początkowo przeoczona przez firmę Bell, ponieważ nie uznała jej za praktyczną w zastosowaniach telefonii analogowej. Technologia MOS w końcu stała się praktyczna w zastosowaniach telefonicznych z układem scalonym MOS z mieszanymi sygnałami , który łączy przetwarzanie sygnałów analogowych i cyfrowych w jednym układzie, opracowanym przez byłego inżyniera Bella, Davida A. Hodgesa z Paulem R. Grayem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley na początku lat 70. . W 1974 Hodges i Gray pracowali z RE Suarez nad opracowaniem technologii obwodów z przełączanymi kondensatorami MOS (SC), której użyli do opracowania układu przetwornika cyfrowo -analogowego (DAC), wykorzystując do konwersji danych tranzystory MOSFET i kondensatory MOS . Następnie pojawił się układ konwertera analogowo-cyfrowego (ADC), opracowany przez Graya i J. McCreary w 1975 roku.

Obwody MOS SC doprowadziły pod koniec lat 70. do opracowania układów filtrujących kodek PCM. Układ filtrujący kodek PCM z bramką krzemową CMOS (komplementarny MOS), opracowany przez Hodgesa i WC Blacka w 1980 roku, jest od tego czasu standardem branżowym dla telefonii cyfrowej. Do lat 90. sieci telekomunikacyjne, takie jak publiczna komutowana sieć telefoniczna (PSTN), zostały w dużej mierze zdigitalizowane z filtrami kodeków CMOS PCM o bardzo dużej skali integracji (VLSI), szeroko stosowanymi w elektronicznych systemach przełączających w centralach telefonicznych i aplikacjach do transmisji danych .

Cyfrowe media

Główne artykuły: Media cyfrowe i kino cyfrowe

Praktyczna dystrybucja i przesyłanie strumieniowe multimediów cyfrowych było możliwe dzięki postępowi w kompresji danych , ze względu na niepraktycznie wysokie wymagania dotyczące pamięci, przechowywania i przepustowości nieskompresowanych multimediów. Najważniejszą techniką kompresji jest dyskretna transformata kosinusowa (DCT), algorytm kompresji stratnej , który został po raz pierwszy zaproponowany jako technika kompresji obrazu przez Nasira Ahmeda na University of Texas w 1972 roku. Algorytm DCT był podstawą pierwszego praktycznego kodowania wideo format , H.261 , w 1988 roku. W ślad za nim pojawiły się bardziej oparte na DCT standardy kodowania wideo , w szczególności formaty wideo MPEG od 1991 roku. JPEG format obrazu , również w oparciu o algorytm DCT, został wprowadzony w roku 1992. Rozwój zmodyfikowanej dyskretnej transformaty cosinus (MDCT) algorytm doprowadził do MP3 audio w formacie kodowania w 1994 roku, a Advanced Audio Coding format (AAC) w 1999 roku .

Realizacja i demonstracji w dniu 29 października 2001 roku, od pierwszego kina cyfrowego przekazu satelitarnego w Europie o filmie Bernarda Pauchon Alain Lorentza, Raymond Melwig i Philippe Binant.

Bezprzewodowa rewolucja

Główny artykuł: bezprzewodowa rewolucja

Rewolucja bezprzewodowy rozpoczęła się w 1990, wraz z pojawieniem się cyfrowych sieciach bezprzewodowych prowadzących do rewolucji społecznej, i zrywa z przewodowej do bezprzewodowej technologii, w tym proliferacji komercyjnych technologii bezprzewodowych, takich jak telefony komórkowe , telefonia komórkowa , pagery , bezprzewodowej komputera sieci , sieci komórkowe , Internet bezprzewodowy oraz komputery przenośne i podręczne z połączeniami bezprzewodowymi. Rewolucja bezprzewodowa została wywołana postępami w dziedzinie częstotliwości radiowych (RF) i inżynierii mikrofalowej oraz przejściem z technologii analogowej na cyfrową.

Postępy w technologii tranzystorów polowych typu metal-tlenek-półprzewodnik (MOSFET, czyli tranzystor MOS), kluczowego elementu technologii RF, która umożliwia tworzenie cyfrowych sieci bezprzewodowych, miały kluczowe znaczenie dla tej rewolucji. Wynalezienie tranzystora MOSFET przez Mohameda Atallę i Dawona Kahnga w Bell Labs w 1959 roku doprowadziło do rozwoju technologii MOSFET mocy . Hitachi opracowała pionowy MOSFET mocy w 1969 roku, a następnie lateral rozproszone półprzewodnikowy tlenek metalu (LDMOS) w 1977 RF CMOS (częstotliwość radiowa CMOS ) układ scalony technologia została później rozwinięta przez Asad Abidi na UCLA pod koniec 1980 roku. W latach 90. układy scalone RF CMOS były szeroko stosowane jako obwody RF , podczas gdy dyskretne urządzenia MOSFET (moc MOSFET i LDMOS) były szeroko stosowane jako wzmacniacze mocy RF , co doprowadziło do rozwoju i rozpowszechnienia cyfrowych sieci bezprzewodowych. Większość istotnych elementów nowoczesnych sieci bezprzewodowych zbudowana jest z tranzystorów MOSFET, w tym moduły stacji bazowych , routery , obwody telekomunikacyjne i nadajniki-odbiorniki radiowe . Skalowanie MOSFET doprowadziło do szybkiego zwiększenia przepustowości sieci bezprzewodowej , która podwaja się co 18 miesięcy (jak zauważa prawo Edholma ).

Oś czasu

Metody wizualne, słuchowe i pomocnicze (nieelektryczne)

Podstawowe sygnały elektryczne

Zaawansowane sygnały elektryczne i elektroniczne

Dalsze informacje: Oś czasu technologii komunikacyjnej , Oś czasu telefonu , Oś czasu radia , Oś czasu wprowadzenia telewizji w krajach

Zobacz też

Bibliografia

Źródła

  • Wenzlhuemera, Rolanda. Łączenie XIX-wiecznego świata: telegraf i globalizacja . Cambridge University Press, 2013. ISBN  9781107025288

Dalsza lektura

  • Hilmes, Michele. Network Nations: A Transnational History of American and British Broadcasting (2011)
  • Jana, Ryszarda. Network Nation: Inventing American Telecommunications (Harvard UP 2010), nacisk na telefon
  • Noll, Michael. Ewolucja mediów , 2007, Rowman & Littlefield
  • Poe, Marshall T. Historia komunikacji: media i społeczeństwo od ewolucji mowy do Internetu (Cambridge University Press; 2011) 352 strony; Dokumentuje przyjmowanie kolejnych form komunikacji, które z kolei powodują zmiany w instytucjach społecznych.
  • Kiedy, Andrzeju. DOT-DASH TO DOT.COM: Jak nowoczesna telekomunikacja ewoluowała od telegrafu do Internetu (Springer, 2011)
  • Wu, Tim . The Master Switch: The Rise and Fall of Information Empires (2010)
  • Lundy, Bert. Telegraf, telefon i sieć bezprzewodowa: jak telekomunikacja zmieniła świat (2008)

Zewnętrzne linki