История телекоммуникаций - History of telecommunication

Реплика одного из Клод Шаппе с семафор башни (оптические телеграф ) в Нальбах, Германия

В история телекоммуникаций началось с использования дымовые сигналы и ударные в Африка, Азия, а Америка. В 1790-х годах первые исправленные семафорные системы возник в Европа. Однако только в 1830-х годах электрические телекоммуникации системы начали появляться. В этой статье подробно рассказывается об истории телекоммуникаций и людях, которые помогли сделать телекоммуникационные системы такими, какими они являются сегодня. История электросвязи - важная часть более крупного история общения.

Древние системы и оптическая телеграфия

Включены ранние телекоммуникации дымовые сигналы и ударные. Говорящие барабаны использовались туземцами в Африка, и дымовые сигналы в Северная Америка и Китай. Вопреки тому, что можно было подумать, эти системы часто использовались не только для объявления о присутствии военного лагеря.[1][2]

В Раввинистический иудаизм на обратном пути к первосвященнику через определенные промежутки времени подавался сигнал с помощью платков или флагов, чтобы указать, что козла «для Азазеля» столкнули со скалы.

Почтовые голуби время от времени использовались в разных культурах. Голубиный столб было Персидский корни, а позже использовались римлянами в помощь своим военным.[3]

Греческий гидравлические семафорные системы использовались еще в 4 веке до нашей эры. Гидравлические семафоры, которые работали с сосудами, заполненными водой и визуальными сигналами, функционировали как оптические телеграфы. Однако они могли использовать только очень ограниченный диапазон заранее определенных сообщений, и, как и все подобные оптические телеграфы, могли быть развернуты только в условиях хорошей видимости.[4]

Буквенно-буквенный код для телеграфа Чаппа (Циклопедия Риса)

В средние века цепочки маяки обычно использовались на вершинах холмов как средство передачи сигнала. Цепочки радиомаяков имели недостаток, заключающийся в том, что они могли передавать только один бит информации, поэтому значение сообщения, такого как «враг обнаружен», необходимо было согласовывать заранее. Один примечательный пример их использования был во время Испанская армада, когда сигнальная цепочка передала сигнал от Плимут в Лондон, что означало прибытие испанских военных кораблей.[5]

Французский инженер Клод Шаппе начал работать над визуальной телеграфией в 1790 году, используя пары «часов», стрелки которых указывали на разные символы. Они оказались неэффективными на больших расстояниях, и Чапп пересмотрел свою модель, чтобы использовать два набора сочлененных деревянных балок. Операторы перемещали балки с помощью кривошипов и тросов.[6] Он построил свой первый телеграфная линия между Лилль и Париж, за которым следует строка из Страсбург в Париж. В 1794 году шведский инженер, Авраам Эделькранц построил совершенно иную систему из Стокгольм к Дроттнингхольм. В отличие от системы Чаппа, в которой использовались шкивы, вращающие балки из дерева, система Эделькранца полагалась только на ставни и поэтому была быстрее.[7]

Однако семафор как система связи страдает от необходимости в квалифицированных операторах и дорогих вышках, часто с интервалом всего от десяти до тридцати километров (от шести до девятнадцати миль). В результате последняя торговая линия была заброшена в 1880 году.[8]

Электрический телеграф

Акции телеграф тикер машина Томас Эдисон

Эксперименты по связь с электричеством, первоначально неудачная, началась примерно в 1726 году. Ученые, в том числе Лаплас, Ампер, и Гаусс были вовлечены.

Ранний эксперимент в электрическая телеграфия был «электрохимическим» телеграфом, созданным Немецкий врач, анатом и изобретатель Самуэль Томас фон Зёммерринг в 1809 г., на основе более раннего, менее надежного проекта 1804 г., испанского эрудит и ученый Франсиско Сальва Кампильо.[9] В обоих их проектах использовалось несколько проводов (до 35), чтобы визуально отображать почти все латинские буквы и цифры. Таким образом, сообщения могли передаваться электрически на расстояние до нескольких километров (в конструкции фон Земмерринга), при этом каждый из проводов приемника телеграфа был погружен в отдельную стеклянную трубку с кислотой. Отправитель последовательно подавал электрический ток через различные провода, представляющие каждую цифру сообщения; на стороне получателя токи последовательно электролизовали кислоту в трубках, высвобождая потоки пузырьков водорода рядом с каждой соответствующей буквой или цифрой. Оператор телеграфного приемника будет визуально наблюдать за пузырями и затем записать переданное сообщение, хотя и на очень низком уровне. бод показатель.[9] Основным недостатком системы была ее непомерно высокая стоимость из-за необходимости изготовления и монтажа используемых в ней многопроводных цепей в отличие от однопроводных (с заземлением), используемых в более поздних телеграфах.

В первый рабочий телеграф был построен Фрэнсис Рональдс в 1816 г. и использовал статическое электричество.[10]

Чарльз Уитстон и Уильям Фотергилл Кук запатентовал пятиигольную, шестипроводную систему, которая вошла в коммерческое использование в 1838 году.[11] Он использовал отклонение стрелок для представления сообщений и начал работать на расстоянии более двадцати одного километра (тринадцати миль) от Великая Западная железная дорога 9 апреля 1839 г. И Уитстон, и Кук рассматривали свое устройство как «усовершенствование [существующего] электромагнитного телеграфа», а не как новое устройство.

По ту сторону Атлантический океан, Сэмюэл Морс разработал версию электрического телеграфа, которую продемонстрировал 2 сентября 1837 г. Альфред Вейл увидел эту демонстрацию и присоединился к Морзе для разработки регистра - телеграфного терминала, в который интегрировано устройство записи сообщений на бумажную ленту. Это было успешно продемонстрировано на расстоянии трех миль (пяти километров) 6 января 1838 года и в конечном итоге более сорока миль (шестидесяти четырех километров) между Вашингтон. и Балтимор 24 мая 1844 г. Запатентованное изобретение оказалось прибыльным, и к 1851 году телеграфные линии в Соединенные Штаты проехал более 20 000 миль (32 000 км).[12] Наиболее важным техническим вкладом Морса в этот телеграф был простой и очень эффективный Азбука Морзе, разработанная совместно с Vail, что было важным шагом вперед по сравнению с более сложной и дорогой системой Уитстона, и для нее требовалось всего два провода. Коммуникационная эффективность азбуки Морзе предшествовала эффективности связи Код Хаффмана в цифровые коммуникации более чем на 100 лет, но Морс и Вейл разработали код исключительно эмпирически, с более короткими кодами для более частых букв.

В подводный кабель через Английский канал, проволока с покрытием гуттаперча, заложен в 1851 году.[13] Трансатлантические кабели, проложенные в 1857 и 1858 гг., Работали всего несколько дней или недель (передавали приветствия между Джеймс Бьюкенен и Королева Виктория ) до того, как они потерпели неудачу.[14] Проект по прокладке новой линии был отложен на пять лет из-за американская гражданская война. Первый успешный трансатлантический телеграфный кабель был завершен 27 июля 1866 года, что впервые позволило обеспечить непрерывную трансатлантическую связь.

телефон

Главный патент на телефон 174465, выданный Беллу 7 марта 1876 г.

Электрический телефон был изобретен в 1870-х годах на основе более ранней работы с гармонические (многосигнальные) телеграфы. Первые коммерческие телефонные службы были созданы в 1878 и 1879 годах по обе стороны Атлантики в городах Новый рай, Коннектикут в США и Лондон, Англия в Великобритания. Александр Грэхем Белл владел главным патентом на телефон, который был необходим для таких услуг в обеих странах.[15] Все остальные патенты на электрические телефонные устройства и функции вытекают из этого главного патента. Заслуга изобретения электрического телефона часто вызывает споры, и время от времени возникают новые споры по этому поводу. Как и в случае с другими великими изобретениями, такими как радио, телевидение, лампочка и цифровой компьютер, было несколько изобретателей, которые провели новаторские экспериментальные работы по передача голоса по проводам, которые затем улучшили идеи друг друга. Однако ключевыми новаторами были Александр Грэм Белл и Гардинер Грин Хаббард, который создал первую телефонную компанию, Телефонная компания Белла в Соединенных Штатах, которые позже превратились в Американский телефон и телеграф (AT&T), временами крупнейшая в мире телефонная компания.

Телефонная технология быстро росла после появления первых коммерческих услуг с построением междугородних линий и телефонные станции в каждом крупном городе США к середине 1880-х гг.[16][17][18] В первый трансконтинентальный телефонный звонок произошел 25 января 1915 года. Несмотря на это, трансатлантическая голосовая связь оставалась невозможной для клиентов до 7 января 1927 года, когда была установлена ​​связь по радио.[19] Однако кабельное соединение не существовало до ТАТ-1 был открыт 25 сентября 1956 года и обеспечил 36 телефонными линиями.[20]

В 1880 году Белл и соавтор Чарльз Самнер Тейнтер провел первый в мире беспроводной телефонный звонок с помощью модулированных световых лучей, проецируемых фотофоны. Научные принципы их изобретения не будут использоваться в течение нескольких десятилетий, когда они впервые были применены в военных и волоконно-оптическая связь.

Первый трансатлантический телефон кабель (включающий сотни электронные усилители ) не работал до 1956 года, всего за шесть лет до первого коммерческого телекоммуникационного спутника, Telstar, был запущен в космос.[21]

Радио и телевидение

За несколько лет, начиная с 1894 г., итальянский изобретатель Гульельмо Маркони работал над адаптацией недавно открытого феномена радиоволны к телекоммуникациям, построив первую систему беспроводной телеграфии с их помощью.[22] В декабре 1901 года он установил беспроводную связь между Сент-Джонс, Ньюфаундленд и Полдху, Корнуолл (Англия), что принесло ему Нобелевская премия по физике (которым он поделился с Карл Браун ) в 1909 году.[23] В 1900 г. Реджинальд Фессенден смог без проводов передавать человеческий голос.

Миллиметровая волна общение было впервые исследовано Бенгальский физик Джагадиш Чандра Босе в 1894–1896 гг., когда он достиг чрезвычайно высокая частота до 60 ГГц в своих экспериментах.[24] Он также ввел использование полупроводник переходы для обнаружения радиоволн,[25] когда он запатентованный то радио кристаллический детектор в 1901 г.[26][27]

В 1924 г. Японский инженер Кендзиро Такаянаги начал исследовательскую программу по электронное телевидение. В 1925 году он продемонстрировал ЭЛТ телевидение с термоэлектронной эмиссией.[28] В 1926 году он продемонстрировал телевизор с ЭЛТ с 40 строками. разрешающая способность,[29] первый рабочий пример полностью электронное телевидение получатель.[28] В 1927 году он увеличил разрешение телевизора до 100 строк, что было непревзойденным до 1931 года.[30] В 1928 году он первым начал передавать человеческие лица в полутонах по телевидению, что повлияло на более позднюю работу художника. Зворыкин Владимир Константинович.[31]

25 марта 1925 года шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд публично продемонстрировал коробка передач движущихся изображений силуэтов в лондонском универмаге Селфриджа. Система Бэрда опиралась на быстро вращающийся Диск Нипкова, и поэтому он стал известен как механическое телевидение. В октябре 1925 года Бэрду удалось получить движущиеся изображения с полутон оттенки, которые, по мнению большинства, были первыми настоящими телевизионными картинками.[32] Это привело к публичной демонстрации усовершенствованного устройства 26 января 1926 г. снова в г. Селфриджи. Его изобретение легло в основу полуэкспериментальных передач, сделанных Британская радиовещательная корпорация с 30 сентября 1929 г.[33]

На протяжении большей части телевизоров двадцатого века использовались электронно-лучевая трубка (CRT) изобретен Карл Браун. Такое телевидение был произведен Фило Фарнсворт, который демонстрировал грубые силуэты своей семье в Айдахо 7 сентября 1927 года.[34] Устройство Фарнсворта будет конкурировать с параллельной работой Кальман Тиханьи и Владимир Зворыкин. Хотя исполнение устройства еще не было тем, на что все надеялись, это принесло Фарнсворту небольшую производственную компанию. В 1934 году он провел первую публичную демонстрацию телевидения в Институте Франклина в Филадельфии и открыл собственную радиостанцию.[35] Зворыкина, созданная на основе Радиоскопа Тиханьи, впоследствии известная как Иконоскоп, пользовался поддержкой влиятельных Радиокорпорация Америки (RCA). В Соединенных Штатах судебный процесс между Фарнсвортом и RCA разрешится в пользу Фарнсворта.[36] Джон Логи Бэрд отказался от механического телевидения и стал пионером цветного телевидения с использованием электронно-лучевых трубок.[32]

После середины века распространение коаксиального кабеля и микроволновое радиореле допустимый телевизионные сети распространяться даже в больших странах.

Полупроводниковая эра

Современный период истории электросвязи, начиная с 1950 г., называется периодом полупроводник эпохи, в связи с широким распространением полупроводниковые приборы в телекоммуникационных технологиях. Развитие транзистор технологии и полупроводниковая промышленность позволили добиться значительного прогресса в телекоммуникационных технологиях, привели к значительному снижению цен на телекоммуникационные услуги и привели к отходу от государственной узкополосный сети с коммутацией каналов в частный широкополосный сети с коммутацией пакетов. В свою очередь, это привело к значительному увеличению общего количества телефонных абонентов, достигнув почти 1 миллиарда пользователей по всему миру к концу 20 века.[37]

Развитие металл – оксид – полупроводник (MOS) крупномасштабная интеграция (LSI) технология, теория информации и сотовые сети привело к разработке доступных мобильная связь. Был быстрый рост телекоммуникационная промышленность ближе к концу 20 века, в первую очередь из-за введения цифровая обработка сигналов в беспроводная связь, движимый развитием недорогих, очень крупномасштабная интеграция (СБИС) RF CMOS (радиочастота дополнительный MOS ) технологии.[38]

Транзисторы

Развитие транзистор технологии были основополагающими для современного электронный телекоммуникации.[39][40][41] Юлиус Эдгар Лилиенфельд предложил концепцию полевой транзистор в 1926 году, но реально работающее устройство построить в то время не удалось.[42] Первый рабочий транзистор, а точечный транзистор, был изобретен Джон Бардин и Уолтер Хаузер Браттейн работая под Уильям Шокли в Bell Labs в 1947 г.[40]

В МОП-транзистор (полевой транзистор металл-оксид-кремний), также известный как МОП-транзистор, был позже изобретен Мохамед Аталла и Давон Канг в Bell Labs в 1959 году.[43][44][45] Это был первый по-настоящему компактный транзистор, который можно было миниатюризировать и выпускать серийно для широкого спектра применений.[46] MOSFET - это строительный блок или «рабочая лошадка» информационная революция и информационный век,[47][48] и самое широко производимое устройство в истории.[49][50] MOS технологии, включая MOS интегральные схемы и силовые МОП-транзисторы, движет инфраструктура связи современной связи.[51][52][53] Согласно с Закон Эдхольма, то пропускная способность из телекоммуникационные сети удваивается каждые 18 месяцев.[54] Достижения в технологии МОП, в том числе Масштабирование MOSFET (увеличение количество транзисторов с экспоненциальной скоростью, как предсказывает Закон Мура ), был наиболее важным фактором быстрого роста полосы пропускания в телекоммуникационных сетях.[55]

К началу 1970-х годов полевые МОП-транзисторы использовались в широком диапазоне телекоммуникационное оборудование, такие как переключатели коммутации, почтовый сортировщик машины, мобильное радио, модемы, мультиметры, мультиплексоры, нажать кнопку приемники сигналов, телепринтеры, устройства отображения такие как телевизионные приемники, и телефонные аппараты такие как таксофоны и кнопочные телефоны.[56] К 1990-м годам CMOS (дополнительная MOS) СБИС (очень крупномасштабная интеграция ) технология широко использовалась в электронные системы коммутации за телефонные станции, частные телефонные биржи (АТС) и ключевые телефонные системы (КТС); цифровая передача такие приложения, как несущие цифровой петли, пара выигрыш мультиплексоры, телефон удлинители петель, цифровая сеть с интегрированными услугами (ISDN) терминалы, беспроводные телефоны и сотовые телефоны; и такие приложения, как распознавание речи оборудование, голос хранилище данных, голосовая почта и цифровой безленточный автоответчики.[57] К началу 21 века полевые МОП-транзисторы использовались во всех микропроцессоры, микросхемы памяти, и телекоммуникационные цепи,[58] а также наиболее важные элементы беспроводной телекоммуникации, такие как мобильные устройства, трансиверы, базовая станция модули, маршрутизаторы и Усилители мощности RF.[59]

Видеотелефония

1969 AT&T Mod II Картинный телефон, результат многолетних исследований и разработок стоимостью более 500 миллионов долларов.

Развитие видеотелефония включал историческое развитие нескольких технологий, которые позволили использовать живое видео в дополнение к голосовой связи. Концепция видеотелефонии была впервые популяризована в конце 1870-х годов как в Соединенных Штатах, так и в Европе, хотя фундаментальным наукам, чтобы разрешить ее самые ранние испытания, потребовалось почти полвека, чтобы открыть ее. Впервые это было воплощено в устройстве, которое стало известно как видео телефон, или видеофон, и он возник в результате интенсивных исследований и экспериментов в нескольких областях электросвязи, в частности электрическая телеграфия, телефония, радио, и телевидение.

Разработка важнейших видеотехнологий впервые началась во второй половине 1920-х годов в Великобритании и США, в частности, благодаря Джон Логи Бэрд и Лаборатория Белла AT&T. Частично это произошло, по крайней мере, компанией AT&T, чтобы служить дополнением к использованию телефона. Ряд организаций считали, что видеотелефония превосходит обычную голосовую связь. Однако видеотехнология должна была быть развернута в аналог телевизионное вещание задолго до того, как он стал практичным - или популярным - для видеофонов.

Видеотелефония развивалась параллельно с традиционной голосовые телефонные системы с середины до конца 20 века. Только в конце 20 века с появлением мощных видеокодеки и высокоскоростной широкополосный доступ стало ли это практичной технологией для регулярного использования. С быстрым развитием и популярностью Интернета он получил широкое распространение благодаря использованию видео-конференция и веб-камеры, которые часто используют Интернет-телефония, и в бизнесе, где технология телеприсутствия помог снизить потребность в поездках.

Практическая цифровая видеотелефония стала возможной только с развитием сжатие видео, из-за непрактично высоких требований к пропускной способности несжатое видео. Достигать Видеографическая матрица (VGA) качество видео (480p разрешение и 256 цветов ) для необработанного несжатого видео потребуется пропускная способность более 92 Мбит / с.[60] Самым важным методом сжатия, который позволил использовать цифровую видеотелефонную связь и видеоконференцсвязь, является дискретное косинусное преобразование (DCT).[60][61] DCT, форма сжатие с потерями, был впервые предложен Насир Ахмед в 1972 г.[62] Алгоритм DCT стал основой для первого практического стандарт кодирования видео что было полезно для видеоконференцсвязи, H.261, стандартизированные ITU-T в 1988 г.[61]

спутниковое

Первый американский спутник для ретрансляции сообщений был Оценка проекта в 1958 году, который использовал магнитофон для хранить и пересылать голосовые сообщения. Он использовался для отправки рождественского приветствия миру от президента США. Дуайт Д. Эйзенхауэр. В 1960 г. НАСА запустил Эхо-спутник; 100-футовый (30 м) алюминизированный ПЭТ пленка Воздушный шар служил пассивным отражателем для радиосвязи. Курьер 1Б, построен Philco также запущенный в 1960 году, был первым в мире спутником с активным ретранслятором. В наши дни спутники используются во многих приложениях, таких как GPS, телевидение, Интернет и телефон.

Telstar был первым активным рекламным роликом с прямой ретрансляцией спутник связи. Принадлежит к AT&T в рамках многонационального соглашения между AT&T, Bell Telephone Laboratories, НАСА, британская Главное почтовое отделение, а Французский национальный PTT (Почтовое отделение) для развития спутниковой связи, он был запущен НАСА из мыс Канаверал 10 июля 1962 года состоялся первый запуск в космос, спонсируемый частными лицами. Реле 1 был запущен 13 декабря 1962 года и стал первым спутником, транслирующим через Тихий океан 22 ноября 1963 г.[63]

Первым и исторически наиболее важным применением спутников связи было межконтинентальное междугородная телефония. Фиксированный Коммутируемая телефонная сеть общего пользования реле телефонные звонки из наземная линия телефоны к земная станция, где они затем передаются спутниковая тарелка через геостационарный спутник на околоземной орбите. Улучшения в подводные кабели связи, за счет использования волоконная оптика, вызвали некоторое сокращение использования спутников для фиксированной телефонной связи в конце 20 века, но они по-прежнему обслуживают исключительно удаленные острова, такие как Остров Вознесения, Святой Елены, Диего Гарсия, и Остров Пасхи, где не используются подводные кабели. Есть также некоторые континенты и некоторые регионы стран, где стационарные телекоммуникации редки или отсутствуют, например Антарктида, плюс крупные регионы Австралия, Южная Америка, Африка, Северная Канада, Китай, Россия и Гренландия.

После того, как коммерческая междугородная телефонная связь была установлена ​​через спутники связи, множество других коммерческих телекоммуникаций также было адаптировано к аналогичным спутникам, начиная с 1979 года, в том числе мобильные спутниковые телефоны, спутниковое радио, спутниковое телевидение и спутниковый доступ в Интернет. Самая ранняя адаптация большинства таких услуг произошла в 1990-х годах, когда цены на коммерческие спутниковые транспондерные каналы продолжал значительно падать.

Осуществление и демонстрация 29 октября 2001 г. цифровое кино передача спутниковое в Европа[64][65][66] из художественный фильм Бернар Пошон,[67] Ален Лоренц, Раймонд Мелвиг[68] и Филипп Бинан.[69]

Компьютерные сети и Интернет

11 сентября 1940 г. Джордж Стибиц смог передать проблемы, используя телетайп к его калькулятору комплексных чисел в Нью-Йорк и получите вычисленные результаты обратно в Дартмутский колледж в Нью-Гемпшир.[70] Это конфигурация централизованного компьютера или мэйнфрейм с удаленными немыми терминалами оставались популярными на протяжении 1950-х годов. Однако только в 1960-х годах исследователи начали исследовать коммутация пакетов технология, которая позволяла бы отправлять блоки данных на разные компьютеры без предварительного прохождения через централизованный мэйнфрейм. Сеть из четырех узлов возникла 5 декабря 1969 года между Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, то Стэнфордский исследовательский институт, то Университет Юты и Калифорнийский университет в Санта-Барбаре. Эта сеть станет ARPANET, который к 1981 г. будет состоять из 213 узлов.[71] В июне 1973 года к сети, принадлежащей компании Норвегия проект NORSAR. Вскоре за этим последовал узел в Лондоне.[72]

Развитие ARPANET было сосредоточено на Запрос на комментарий процесса и 7 апреля 1969 г. RFC 1 был опубликован. Этот процесс важен, потому что ARPANET в конечном итоге объединится с другими сетями, чтобы сформировать Интернет и многие протоколы, на которые сегодня полагается Интернет, были определены посредством этого процесса. Первый Протокол управления передачей (TCP) спецификация, RFC  675 (Спецификация программы управления передачей через Интернет), был написан Винтоном Серфом, Йоген Далал, и Карл Саншайн, и опубликованный в декабре 1974 года. Он ввел термин «Интернет» как сокращение от межсетевого взаимодействия.[73] В сентябре 1981 г. RFC 791 представил протокол Интернета v4 (IPv4). Это установило TCP / IP протокол, на который сегодня полагается большая часть Интернета. В Протокол пользовательских датаграмм (UDP), более упрощенный транспортный протокол, который, в отличие от TCP, не гарантировал упорядоченную доставку пакетов, был представлен 28 августа 1980 г. RFC 768. Протокол электронной почты, SMTP, был представлен в августе 1982 г. RFC 821 и [[HTTP |http: //1.0[постоянная мертвая ссылка ]]] протокол, который сделает возможным создание Интернета с гиперссылками, был представлен в мае 1996 г. RFC 1945.

Однако не все важные изменения были сделаны благодаря Запрос на комментарий процесс. Два популярных протокола связи для локальные сети (LAN) также появились в 1970-х годах. Патент на Token Ring Протокол был подан Улофом Седербломом 29 октября 1974 г.[74] И документ о Ethernet протокол был опубликован Роберт Меткалф и Дэвид Боггс в июльском выпуске 1976 г. Коммуникации ACM.[75] Протокол Ethernet был вдохновлен Протокол ALOHAnet который был разработан электротехника исследователи в Гавайский университет.

доступ в Интернет получил широкое распространение в конце века с использованием старых телефонных и телевизионных сетей.

Цифровая телефонная техника

Быстрое развитие и широкое распространение импульсно-кодовая модуляция (PCM) цифровая телефония был включен металл – оксид – полупроводник (MOS) технология.[76] Первоначально компания Bell упустила из виду технологию MOS, потому что она не считала ее практичной для аналоговых телефонных приложений.[77][76] Технология MOS в конечном итоге стала практичной для телефонных приложений с MOS интегральная схема со смешанными сигналами, который сочетает в себе аналог и цифровая обработка сигналов на одном чипе, разработанном бывшим инженером Bell Дэвид А. Ходжес с Полом Р. Греем в Калифорнийский университет в Беркли в начале 1970-х гг.[76] В 1974 году Ходжес и Грей работали с Р. Суарес разработает MOS переключаемый конденсатор (SC) схемотехника, которую они использовали для разработки цифро-аналоговый преобразователь (DAC) чип, использующий полевые МОП-транзисторы и МОП-конденсаторы для преобразования данных. Затем последовал аналого-цифровой преобразователь (ADC) чип, разработанный Греем и Дж. МакКрири в 1975 году.[76]

Схемы MOS SC привели к разработке микросхем кодека-фильтра PCM в конце 1970-х годов.[76][57] В кремниевый затвор CMOS (дополнительная МОП) микросхема кодека-фильтра ИКМ, разработанная Hodges и W.C. Черный в 1980 году,[76] с тех пор является отраслевым стандартом цифровой телефонии.[76][57] К 1990-м годам телекоммуникационные сети такой как телефонная сеть общего пользования (PSTN) были в значительной степени оцифрованы с очень крупномасштабная интеграция (VLSI) CMOS PCM кодек-фильтры, широко используемые в электронные системы коммутации за телефонные станции и передача информации Приложения.[57]

Цифровые медиа

Практичный цифровые медиа распространение и потоковая передача стало возможным благодаря достижениям в Сжатие данных из-за непрактично высоких требований к памяти, хранилищу и полосе пропускания несжатого носителя.[78] Самая важная техника сжатия - это дискретное косинусное преобразование (DCT),[79] а сжатие с потерями алгоритм, который был впервые предложен как сжатие изображений техника Насир Ахмед на Техасский университет в 1972 г.[62] Алгоритм DCT явился основой для первого практического формат кодирования видео, H.261, в 1988 г.[80] За ним последовали более основанные на DCT стандарты кодирования видео, в первую очередь MPEG видео форматы с 1991 г.[79] В JPEG формат изображения, также основанный на алгоритме DCT, был представлен в 1992 году.[81] Развитие модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) алгоритм привел к MP3 формат кодирования звука в 1994 г.[82] и Расширенное кодирование звука (AAC) в 1999 году.[83]

Реализация и демонстрация 29 октября 2001 г. цифровое кино передача спутниковое в Европа[84][85][86] из художественный фильм Бернар Пошон,[87] Ален Лоренц, Раймонд Мелвиг[88] и Филипп Бинан.[89]

Беспроводная революция

В беспроводная революция началось в 1990-х,[90][91][92] с появлением цифровых беспроводные сети ведет к социальной революции и смене парадигмы от проводной к беспроводной технологии,[93] включая распространение коммерческих беспроводных технологий, таких как сотовые телефоны, мобильная телефония, пейджеры, беспроводной компьютерная сеть,[90] сотовые сети, то беспроводной интернет, и ноутбук и карманные компьютеры с беспроводным подключением.[94] Беспроводная революция была вызвана достижениями в радиочастота (РФ) и микроволновая техника,[90] и переход от аналоговой к цифровой радиочастотной технологии.[93][94]

Достижения в полевой транзистор металл – оксид – полупроводник Технология (MOSFET или MOS-транзистор), ключевой компонент RF-технологии, которая обеспечивает создание цифровых беспроводных сетей, сыграла центральную роль в этой революции.[93] Изобретение полевого МОП-транзистора Мохамед Аталла и Давон Канг в Bell Labs в 1959 г. привел к развитию силовой MOSFET технологии.[95] Hitachi разработал вертикальный силовой MOSFET в 1969 г.,[96] а затем металл-оксидный полупроводник с латеральной диффузией (LDMOS) в 1977 году.[97] RF CMOS (радиочастота CMOS ) Интегральная схема технология была позже разработана Асад Абиди в UCLA в конце 1980-х гг.[98] К 1990-м годам интегральные схемы RF CMOS получили широкое распространение как ВЧ схемы,[98] в то время как дискретные MOSFET (силовые MOSFET и LDMOS) устройства получили широкое распространение как Усилители мощности RF, что привело к развитию и распространению цифровых беспроводных сетей.[93][59] Большинство основных элементов современных беспроводных сетей построено на полевых МОП-транзисторах, в том числе базовая станция модули, маршрутизаторы,[59] телекоммуникационные цепи,[99] и радиоприемопередатчики.[98] Масштабирование MOSFET привело к быстрому росту беспроводных пропускная способность, который удваивается каждые 18 месяцев (как отмечает Закон Эдхольма ).[93]

Лента новостей

Визуальные, слуховые и вспомогательные методы (неэлектрические)

Основные электрические сигналы

Современные электрические и электронные сигналы

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Индейские дымовые сигналы, Уильям Томкинс, 2005.
  2. ^ Говорящие барабаны В архиве 2006-09-10 на Wayback Machine, Энциклопедия инструментов, Культурное наследие для работы с общественностью, 1996.
  3. ^ Леви, Венделл (1977). Голубь. Самтер, С.К .: Levi Publishing Co, Inc. ISBN  0853900132.
  4. ^ Лаханас, Майкл, Древнегреческие методы общения В архиве 2014-11-02 в Wayback Machine, Сайт Mlahanas.de. Проверено 14 июля 2009 года.
  5. ^ Дэвид Росс, Испанская армада Британский экспресс, октябрь 2008 г.
  6. ^ Венцльхюмер, Соединяя мир девятнадцатого века (2013), стр. 63–64.
  7. ^ Les Télégraphes Chappe В архиве 2011-03-17 на Wayback Machine, Cédrick Chatenet, l'Ecole Centrale de Lyon, 2003.
  8. ^ CCIT / ITU-T 50 лет передового опыта, Международный союз электросвязи, 2006 г.
  9. ^ а б Джонс, Р. Виктор Электрохимический телеграф Сэмюэля Томаса фон Земмерринга "Космическое мультиплексирование" (1808-10), Веб-сайт Гарвардского университета. Приписывается "Семафор на спутник ", Международный союз электросвязи, Женева, 1965 г. Дата обращения 1 мая 2009 г.
  10. ^ Рональдс, Б.Ф. (2016). Сэр Фрэнсис Рональдс: отец электрического телеграфа. Лондон: Imperial College Press. ISBN  978-1-78326-917-4.
  11. ^ Электромагнитный телеграф хиндот В архиве 2007-08-04 в Wayback Machine, Дж. Б. Калверт, 19 мая 2004 г.
  12. ^ Электромагнитный телеграф В архиве 2007-08-04 в Wayback Machine, Дж. Б. Калверт, апрель 2000 г.
  13. ^ Венцльхуэмер, Соединяя мир девятнадцатого века (2013), с. 74.
  14. ^ Атлантический кабель, Берн Дибнер, Burndy Library Inc., 1959
  15. ^ Браун, Трэвис (1994). Исторические первые патенты: первый патент США на многие повседневные вещи (иллюстрированный ред.). Мичиганский университет: Scarecrow Press. стр.179. ISBN  978-0-8108-2898-8.
  16. ^ Connected Earth: Телефон, БТ, 2006.
  17. ^ История AT&T, AT&T, 2006.
  18. ^ Пейдж, Артур В. (январь 1906 г.). «Связь по проводам и« беспроводная связь »: чудеса телеграфа и телефона». Мировая работа: история нашего времени. XIII: 8408–8422. Получено 2009-07-10.
  19. ^ Редакторы, History com, Первый трансатлантический телефонный звонок, получено 2019-03-22CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (ссылка на сайт)
  20. ^ История атлантического кабеля и подводной телеграфии, Билл Гловер, 2006.
  21. ^ Артур Кларк. Голос через море, Harper & Brothers, Нью-Йорк, 1958.
  22. ^ Иконы изобретательства: создатели современного мира от Гутенберга до Гейтса. ABC-CLIO. 2009 г. ISBN  9780313347436. Получено 11 августа, 2011.
  23. ^ Биография Tesla, Любо Вуйович, Мемориальное общество Тесла, Нью-Йорк, 1998.
  24. ^ "Вехи: первые эксперименты по связи в миллиметровом диапазоне, Дж. К. Бозе, 1894-96 гг.". Список основных этапов IEEE. Институт инженеров по электротехнике и электронике. Получено 1 октября 2019.
  25. ^ Эмерсон, Д. Т. (1997). «Работа Джагадиса Чандры Боса: 100 лет исследований MM-волн». Протоколы IEEE по теории и исследованиям микроволн. 45 (12): 2267–2273. Bibcode:1997imsd.conf..553E. Дои:10.1109 / MWSYM.1997.602853. ISBN  9780986488511. S2CID  9039614. перепечатано в сборнике Игоря Григорова, Под ред. Антентоп, Vol. 2, №3, с. 87–96.
  26. ^ "Лента новостей". Кремниевый двигатель. Музей истории компьютеров. Получено 22 августа 2019.
  27. ^ "1901: Полупроводниковые выпрямители запатентованы как детекторы" кошачьих усов ". Кремниевый двигатель. Музей истории компьютеров. Получено 23 августа 2019.
  28. ^ а б «Вехи развития электронного телевидения в 1924-1941 гг.». Получено 11 декабря, 2015.
  29. ^ Кендзиро Такаянаги: отец японского телевидения, NHK (Japan Broadcasting Corporation), 2002, получено 23 мая 2009 г.
  30. ^ High Above: Нерассказанная история Astra, ведущей спутниковой компании Европы, стр. 220, Springer Science + Business Media
  31. ^ Альберт Абрамсон, Зворыкин, пионер телевидения, University of Illinois Press, 1995, стр. 231. ISBN  0-252-02104-5.
  32. ^ а б Веб-сайт Baird Television
  33. ^ Пионеры В архиве 2013-05-14 в Wayback Machine, Музей телевидения МЗТВ, 2006.
  34. ^ Фило Фарнсворт, Нил Почтальон, Журнал Тайм, 29 марта 1999 г.
  35. ^ Карватка, Д. (1996). Фило Фарнсворт - пионер телевидения. Техническое руководство, 56 (4), 7.
  36. ^ Фило Фарнсворт, Нил Почтальон, Журнал Тайм, 29 марта 1999 г.
  37. ^ Huurdeman, Антон А. (2003). Всемирная история телекоммуникаций. Джон Уайли и сыновья. С. 363–8. ISBN  9780471205050.
  38. ^ Srivastava, Viranjay M .; Сингх, Ганшьям (2013). Технология MOSFET для двухполюсного четырехпозиционного радиочастотного переключателя. Springer Science & Business Media. п. 1. ISBN  9783319011653.
  39. ^ Якубовский, А .; Лукасяк, Л. (2010). «История полупроводников». Журнал телекоммуникаций и информационных технологий. № 1: 3–9.
  40. ^ а б Ламберт, Лаура; Пул, Хилари У .; Вудфорд, Крис; Moschovitis, Христос Дж. П. (2005). Интернет: историческая энциклопедия. ABC-CLIO. п. 16. ISBN  9781851096596.
  41. ^ Годен, Шарон (12 декабря 2007 г.). «Транзистор: самое важное изобретение 20 века?». Computerworld. Получено 10 августа 2019.
  42. ^ «1926 г. - запатентована концепция полевых полупроводниковых устройств». Музей истории компьютеров. Архивировано из оригинал 22 марта 2016 г.. Получено 25 марта, 2016.
  43. ^ «1960 - Демонстрация металлооксидного полупроводникового (МОП) транзистора». Кремниевый двигатель. Музей истории компьютеров.
  44. ^ Лойек, Бо (2007). История полупроводниковой техники. Springer Science & Business Media. С. 321–3. ISBN  9783540342588.
  45. ^ "Кто изобрел транзистор?". Музей истории компьютеров. 4 декабря 2013 г.. Получено 20 июля 2019.
  46. ^ Московиц, Сэнфорд Л. (2016). Передовые инновации в материалах: управление глобальными технологиями в 21 веке. Джон Уайли и сыновья. С. 165–167. ISBN  9780470508923.
  47. ^ «Триумф МОП-транзистора». YouTube. Музей истории компьютеров. 6 августа 2010 г.. Получено 21 июля 2019.
  48. ^ Реймер, Майкл Г. (2009). Кремниевая паутина: физика для эпохи Интернета. CRC Press. п. 365. ISBN  9781439803127.
  49. ^ "13 секстиллионов и счет: длинный и извилистый путь к самому часто производимому человеческому артефакту в истории". Музей истории компьютеров. 2 апреля 2018 г.. Получено 28 июля 2019.
  50. ^ Бейкер, Р. Джейкоб (2011). CMOS: схемотехника, компоновка и моделирование. Джон Уайли и сыновья. п. 7. ISBN  978-1118038239.
  51. ^ Fossum, Джерри Дж .; Триведи, Вишал П. (2013). Основы сверхтонких полевых МОП-транзисторов и полевых транзисторов FinFET. Издательство Кембриджского университета. п. vii. ISBN  9781107434493.
  52. ^ Омура, Ясухиса; Маллик, Абхиджит; Мацуо, Наото (2017). МОП-устройства для низковольтных и низкоэнергетических приложений. Джон Уайли и сыновья. п. 53. ISBN  9781119107354.
  53. ^ Уайтли, Кэрол; Маклафлин, Джон Роберт (2002). Технологии, предприниматели и Кремниевая долина. Институт истории техники. ISBN  9780964921719. Эти активные электронные компоненты или силовые полупроводниковые продукты от Siliconix используются для переключения и преобразования энергии в широком диапазоне систем, от портативных информационных устройств до коммуникационной инфраструктуры, обеспечивающей выход в Интернет. Силовые МОП-транзисторы компании - крошечные твердотельные переключатели или металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы - и силовые интегральные схемы широко используются в сотовых телефонах и ноутбуках для эффективного управления питанием от батарей.
  54. ^ Черри, Стивен (2004). «Закон Эдхольма полосы пропускания». IEEE Spectrum. 41 (7): 58–60. Дои:10.1109 / MSPEC.2004.1309810. S2CID  27580722.
  55. ^ Джиндал, Р. П. (2009). «От миллибит до терабит в секунду и выше - более 60 лет инноваций». 2009 2-й международный семинар по электронным устройствам и полупроводниковым технологиям: 1–6. Дои:10.1109 / EDST.2009.5166093. ISBN  978-1-4244-3831-0. S2CID  25112828.
  56. ^ Zeidler, G .; Беккер, Д. (1974). «Специализированные схемы MOS LSI открывают новые перспективы для проектирования оборудования связи». Электрическая связь. Western Electric Company. 49-50: 88–92. Во многих областях проектирования коммуникационного оборудования схемы MOS LSI, изготовленные на заказ, являются единственным практичным и экономичным решением. Важными примерами являются монетный телефон NT 2000, набор кнопок QUICKSTEP * и приемник сигналов кнопок. (...) Полный список всех приложений выходит за рамки этой статьи, поскольку новые разработки MOS постоянно инициируются в различных технических областях. Типичными примерами завершенных и существующих разработок MOS являются:
    - точки пересечения
    - мультиплексоры
    - модемы
    - мобильные радиостанции
    - приемники кнопочного сигнала
    - машины для сортировки почты
    - мультиметры
    - телефонные аппараты
    - монетные телефоны
    - телепринтеры
    - экран отображает
    - телевизионные приемники.
  57. ^ а б c d Флойд, Майкл Д .; Хиллман, Гарт Д. (8 октября 2018 г.) [1-й паб. 2000]. «Кодек-фильтры с импульсной модуляцией». Справочник по коммуникациям (2-е изд.). CRC Press. С. 26–1, 26–2, 26–3. ISBN  9781420041163.
  58. ^ Колиндж, Жан-Пьер; Грир, Джеймс С. (2016). Нанопроволочные транзисторы: физика устройств и материалов в одном измерении. Издательство Кембриджского университета. п. 2. ISBN  9781107052406.
  59. ^ а б c Асиф, Саад (2018). Мобильная связь 5G: концепции и технологии. CRC Press. С. 128–134. ISBN  9780429881343.
  60. ^ а б Бельмудес, Бенджамин (2014). Оценка и прогноз качества аудиовизуальных материалов для видеотелефонии. Springer. С. 11–13. ISBN  9783319141664.
  61. ^ а б Хуанг, Сян-Че; Фанг, Вай-Чи (2007). Интеллектуальное сокрытие мультимедийных данных: новые направления. Springer. п. 41. ISBN  9783540711698.
  62. ^ а б Ахмед, Насир (Январь 1991 г.). "Как я пришел к дискретному косинусному преобразованию". Цифровая обработка сигналов. 1 (1): 4–5. Дои:10.1016 / 1051-2004 (91) 90086-Z.
  63. ^ «Значительные достижения в космической связи и навигации 1958-1964 гг.» (PDF). НАСА-СП-93. НАСА. 1966. С. 30–32.. Получено 2009-10-31.
  64. ^ France Télécom, Commission Supérieure Technique de l'Image et du Son, Коммюнике прессы, Париж, 29 октября 2001 г.
  65. ^ «Numérique: le cinéma en mutation», Прогнозы, 13, CNC, Париж, сентябрь 2004 г., стр. 7.
  66. ^ Оливье Бомсель, Жиль Ле Блан, Аргентинское танго. Le cinéma Face à la numérisation, Ecole des Mines de Paris, 2002, стр. 12.
  67. ^ Бернар Пошон, France Telecom и цифровое кино, ShowEast, 2001, стр. 10.
  68. ^ Александру Георгеску (и др.), Критические космические инфраструктуры. Риск, устойчивость и сложность, Springer, 2019, стр. 48.
  69. ^ Цифровая премьера для французского кино, 01net, 2002.
  70. ^ Джордж Стибиц, Керри Редшоу, 1996.
  71. ^ Хафнер, Кэти (1998). Где мастера не ложатся спать: истоки Интернета. Саймон и Шустер. ISBN  0-684-83267-4.
  72. ^ НОРСАР и Интернет: вместе с 1973 г. В архиве 2005-09-10 на Wayback Machine, НОРСАР, 2006.
  73. ^ Серф, Винтон; Далал, Йоген; Саншайн, Карл (декабрь 1974 г.), RFC  675, Спецификация протокола управления передачей через Интернет
  74. ^ Система передачи данных, Olof Soderblom, PN 4,293,948, октябрь 1974 г.
  75. ^ Ethernet: распределенная коммутация пакетов для локальных компьютерных сетей В архиве 2007-08-07 на Wayback Machine, Роберт М. Меткалф и Дэвид Р. Боггс, Сообщения ACM (стр. 395-404, том 19, № 5), июль 1976 г.
  76. ^ а б c d е ж г Оллстот, Дэвид Дж. (2016). «Фильтры переключаемых конденсаторов» (PDF). В Малоберти, Франко; Дэвис, Энтони С. (ред.). Краткая история цепей и систем: от экологически чистых, мобильных и повсеместных сетей до вычислений больших данных. IEEE Circuits and Systems Society. С. 105–110. ISBN  9788793609860.
  77. ^ Малоберти, Франко; Дэвис, Энтони С. (2016). «История электронных устройств» (PDF). Краткая история схем и систем: от экологически чистых мобильных сетей с повсеместным распространением информации до обработки больших данных. IEEE Circuits and Systems Society. С. 59-70 (65-7). ISBN  9788793609860.
  78. ^ Ли, Джек (2005). Масштабируемые системы непрерывной потоковой передачи мультимедиа: архитектура, дизайн, анализ и реализация. Джон Уайли и сыновья. п. 25. ISBN  9780470857649.
  79. ^ а б Се, Чжу (2010). Архитектуры, методы и приложения потокового мультимедиа: последние достижения: последние достижения. IGI Global. п. 26. ISBN  9781616928339.
  80. ^ Ганбари, Мохаммед (2003). Стандартные кодеки: от сжатия изображений до расширенного кодирования видео. Институт инженерии и технологий. С. 1–2. ISBN  9780852967102.
  81. ^ «T.81 - ЦИФРОВОЕ СЖАТИЕ И КОДИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ ТОНОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ - ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ» (PDF). CCITT. Сентябрь 1992 г.. Получено 12 июля 2019.
  82. ^ Гукерт, Джон (весна 2012 г.). «Использование БПФ и МДКП в сжатии аудио MP3» (PDF). Университет Юты. Получено 14 июля 2019.
  83. ^ Бранденбург, Карлхайнц (1999). «Объяснение MP3 и AAC» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала на 13.02.2017. Получено 2019-10-17.
  84. ^ France Télécom, Commission Supérieure Technique de l'Image et du Son, Коммюнике прессы, Париж, 29 октября 2001 г.
  85. ^ «Numérique: le cinéma en mutation», Прогнозы, 13, CNC, Париж, сентябрь 2004 г., стр. 7.
  86. ^ Оливье Бомсель, Жиль Ле Блан, Аргентинское танго. Le cinéma Face à la numérisation, Ecole des Mines de Paris, 2002, стр. 12.
  87. ^ Бернар Пошон, France Telecom и цифровое кино, ShowEast, 2001, стр. 10.
  88. ^ Александру Георгеску (и др.), Критические космические инфраструктуры. Риск, устойчивость и сложность, Springer, 2019, стр. 48.
  89. ^ Цифровая премьера для французского кино, 01net, 2002.
  90. ^ а б c Голио, Майк; Голио, Джанет (2018). ВЧ и СВЧ пассивные и активные технологии. CRC Press. стр. ix, I – 1. ISBN  9781420006728.
  91. ^ Раппапорт, Т.С. (ноябрь 1991 г.). «Беспроводная революция». Журнал IEEE Communications. 29 (11): 52–71. Дои:10.1109/35.109666. S2CID  46573735.
  92. ^ «Беспроводная революция». Экономист. 21 января 1999 г.. Получено 12 сентября 2019.
  93. ^ а б c d е Балига, Б. Джаянт (2005). Кремниевые высокочастотные силовые МОП-транзисторы. Всемирный научный. ISBN  9789812561213.
  94. ^ а б Харви, Фиона (8 мая 2003 г.). «Беспроводная революция». Энциклопедия Британника. Получено 12 сентября 2019.
  95. ^ "Переосмыслить плотность мощности с помощью GaN". Электронный дизайн. 21 апреля 2017 г.. Получено 23 июля 2019.
  96. ^ Окснер, Э. С. (1988). Технология и применение Fet. CRC Press. п. 18. ISBN  9780824780500.
  97. ^ Дункан, Бен (1996). Усилители мощности аудио высокого качества. Эльзевир. стр.177–8, 406. ISBN  9780080508047.
  98. ^ а б c О'Нил, А. (2008). «Асад Абиди получил признание за работу в области RF-CMOS». Информационный бюллетень IEEE Solid-State Circuits Society. 13 (1): 57–58. Дои:10.1109 / N-SSC.2008.4785694. ISSN  1098-4232.
  99. ^ Колиндж, Жан-Пьер; Грир, Джеймс С. (2016). Нанопроволочные транзисторы: физика устройств и материалов в одном измерении. Издательство Кембриджского университета. п. 2. ISBN  9781107052406.

Источники

  • Венцльхуэмер, Роланд. Соединяя мир девятнадцатого века: телеграф и глобализация. Издательство Кембриджского университета, 2013. ISBN  9781107025288

дальнейшее чтение

  • Хильмес, Микеле. Сетевые нации: транснациональная история американского и британского вещания (2011)
  • Джон, Ричард. Network Nation: изобретение американских телекоммуникаций (Harvard U.P. 2010), акцент на телефоне
  • Нолл, Майкл. Эволюция СМИ, 2007, Роуман и Литтлфилд
  • По, Маршалл Т. История коммуникаций: СМИ и общество от эволюции речи до Интернета (Cambridge University Press; 2011) 352 страницы; Документирует, как последовательные формы коммуникации используются и, в свою очередь, способствуют изменению социальных институтов.
  • Уин, Эндрю. DOT-DASH TO DOT.COM: как современные телекоммуникации превратились из телеграфа в Интернет (Спрингер, 2011 г.)
  • Ву, Тим. Главный переключатель: расцвет и падение информационных империй (2010)

внешняя ссылка