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电信

电信 是协助的 传输 信号 在一个距离为的目的 通信. 在更加早期的时期,这也许介入了用途 烟信号, , 动臂信号机, 旗子或者 heliograph. 在现代,电信典型地介入对电子发射机的用途例如 电话, 电视, 收音机计算机. 早期发明者在电信领域包括 Antonio Meucci, Alexander Graham Bell, Guglielmo Marconi 并且 约翰Logie Baird. 电信是世界经济的一个重要部分,并且电信产业的收支被安置了在3%以下 世界生产总值.

内容

关键概念

语源学
电信 从法国词适应了 télécommunication. 它是希腊前缀的化合物 (τηλε-),意味‘’和拉丁 communicare意味‘分享’。[1] 法国词 télécommunication 1904年铸造了由法国工程师和小说家 Édouard Estaunié.[2]

基本的元素

电信系统包括三个基本的元素:

例如,在无线电广播 广播塔 是发射机, 自由空间 是传输媒介和 收音机 是接收器。 经常电信系统用作为发射机和接收器的一个唯一设备是双向的或者 收发器. 例如, a 移动电话 是收发器。[3]

电信在电话线叫 点对点通信 因为它在一台发射机和一台接收器之间。 电信通过无线电广播叫 广播 通信,因为它在一台强有力的发射机和许多接收器之间。[3]

模式或数字式

信号可以是二者之一 模式数字式. 在一个模拟信号,信号连续变化关于信息。 在一个数字信号,信息被输入作为一套离散值(例如一个和零)。 在传输期间在模拟信号包含的信息将由噪声贬低。 相反地,除非噪声超出某一门限,在数字信号包含的信息原封将依然是。 这噪声抵抗代表数字信号模拟信号的关键好处。[4]

网络

与彼此联络发射机、接收器或者收发器的一件收藏品知道作为a 网络. 数字网也许包括一个或更多 路由器 那路线信息对正确用户。 一个模拟网络也许包括一个或更多 开关 那建立两个或多个用户之间的连接。 为网络的两个类型, 中继器 当它被传送结束长的距离时,可以是必要放大或再创造信号。 这是为了交战 衰减 那可能使信号难区分从 噪声.[5]

渠道

A 渠道 是分裂在传输媒介,以便它可以用于送信息多条小河。 例如,当另一个电台也许播放在94.5兆赫时,一个电台也许播放在96.1兆赫。 在这种情况下,媒介被划分了 频率 并且每种渠道接受一个分开的频率播放。 二者择一地,你可能分配每种渠道播放-时间的复发的段这通认 划时多工技术 并且有时用于数字通信。[5]

模块化

塑造信号表达信息通认 模块化. 模块化可以用于代表一则数字式消息作为模式信号波形。 这通认 锁上 并且几个锁上的技术存在(这些包括 移相键控法, 频率转移锁上 并且 高度转移锁上). Bluetooth例如,用途 移相键控法 交换信息在设备之间。[6][7]

模块化可能也用于传送模拟信号的信息以更高的频率。 因为低频率模拟信号不可能是有效地被传送的结束自由空间,这是有用的。 因此在高频率信号必须叠加信息从一个低频率模拟信号(以a著名 载波)在传输之前。 有几份不同的模块化计划可利用达到此(二最基本是 调幅 并且 调频). 这个过程的例子是a DJ 使用调频讲被叠加在一个96兆赫载波(声音在收音机然后将被接受作为渠道“96 FM”)。[8]

社会和电信

电信是现代社会的一个重要部分。 2006年,估计安置了电信产业的收支在$1.2兆或正义在以下3% 世界生产总值 (官方汇率)。[9]

在微观经济的等级,公司使用电信帮助创立全球性帝国。 这是不言而喻的在网上贩商情况下 Amazon.com 但,根据学术爱德华Lenert,平衡常规贩商 沃尔码 受益于更好的电信设施与它的竞争者比较。[10] 在城市在世界各地,房主使用他们 电话 组织范围从的许多家庭服务 薄饼交付 电工. 相对地可怜的社区被注意使用电信到他们的好处。 在 孟加拉国‘s Narshingdi区,被隔绝的村民使用手机直接地与批发商谈话和安排一个更好的价格为他们的物品。 在 棚d'Ivoire咖啡种植者分享移动电话跟随在咖啡价格上的每小时变化和卖以最佳的价格。[11]

在宏观经济学等级, Lars-Hendrik Röller和伦纳德Waverman建议了好电信设施和经济增长之间的一个原因链接。[12] 少量争执交互作用的存在,虽然一些争论它是错误观看关系如原因。[13]

由于好电信设施的经济好处,那里增加对的忧虑 数字式划分. 这是,因为世界的人口没有对电信系统的等长接入。 一次2003勘测由 国际电信联盟 (ITU)显露国家的大致三分之一有少于1流动国家的捐款为毎20人和三分之一有少于1条被修理的线捐款为毎20人。 根据网络进入,粗砺一半所有国家有少于1在20个人以网络进入。 从这信息,并且教育数据, ITU能编写测量公民整体能力访问和使用信息和通讯技术的索引。[14] 使用这项措施, 瑞典, 丹麦 并且 冰岛 接受了最高级,当非洲国家时 尼日尔, Burkina Faso 并且 马里 接受了最低。[15]

历史

为更多细节在这个题目,看见 电信的历史.

早电信

电信的早期的形式包括 烟信号 并且 . 当地人使用鼓 非洲, 新几内亚 并且 南美洲 而当地人使用烟信号 北美洲 并且 中国. 相反对什么有人可能认为,这些系统是常用的做更多比仅仅宣布阵营的出现。[16][17]

在中世纪,链子 烽火台 是常用的在小山顶作为传递信号手段。 烽火台链子遭受了缺点他们可能只通过一位信息,因此消息的意思例如“敌人被看见了”必须事先同意。 他们的用途一个著名的事例是在期间 西班牙舰队,当烽火台链子传递了一个信号从 普利茅斯 伦敦.[18]

赛鸽 通过历史经常使用了用不同的文化。 鸽子岗位 被认为有波斯人根和也使用Romans帮助他们的军事。 Frontinus 说那 Julius Caesar 使用的鸽子作为信使在他的占领 Gaul.[19] 希腊人 表达了胜者的名字在奥林匹克运动会对他们各种各样的城市由这手段。[20] 在电之前 通信机通信这个方法使用了在之中 股票经纪人 并且金融家。 荷兰政府使用了系统 Java 并且 苏门答腊 及早在19世纪,鸟获得从 巴格达. Reuter 1849年开始飞行股票价格的鸽子服务之间 亚琛 并且 布鲁塞尔经营一年的服务,直到空白在通信机链接是闭合的。[21]

1792年, 克劳德Chappe法国工程师,建立了第一个被修理的视觉电信法系统(或 动臂信号机线)之间 Lille 并且 巴黎.[22] 然而动臂信号机遭受了对熟练的操作员和昂贵的塔的需要在间隔时间十到三十公里(六到十九英哩)。 由于竞争从电子通信机, 1880年最后商业专线被摒弃了。[23]

通信机和电话

第一商务 电子通信机 由先生修建 查尔斯Wheatstone 并且先生 威廉Fothergill Cooke 并且开始 4月9日 1839. Wheatstone和Cooke观看了他们的设备作为“改善到[现有的]电磁式通信机”不作为一个新的设备。[24]

Samuel莫尔斯 独立地开发了他不成功地展示电子通信机的版本 9月2日 1837. 他的代码 是重要前进结束Wheatstone的信号方法。 一个 横渡大西洋的通信机缆绳 成功地完成了 7月27日 1866第一次允许横渡大西洋的电信。[25]

常规电话独立地被发明了 亚历山大・响铃 并且 Elisha灰色 1876年。[26] Antonio Meucci 发明了1849年允许声音电子传输在一条线的第一个设备。 然而Meucci的设备有价值实用,因为它依靠了 electrophonic作用 并且安置接收器的因而需要的用户在他们的嘴对“听见”什么说。[27] 第一商业电话业务在城市被设定了1878年和1879年在大西洋的两边 纽黑文 并且 伦敦.[28][29]

收音机和电视

1832年, 詹姆斯Lindsay 给了一次教室示范 无线电报 对他的学生。 在1854年以前,他能展示传输横跨 Tay Firth 邓迪,苏格兰 Woodhaven距离二英哩(3公里),使用水作为传输媒介。[30] 在1901年12月, Guglielmo Marconi 建立的无线通信之间 St. 约翰的,纽芬兰 (加拿大)和 Poldhu, Cornwall (英国),赢得他 1909年诺贝尔奖在物理 (他分享与 卡尔Braun).[31] 1893年小规模无线电通讯已经被展示了 Nikola Tesla 在一个介绍到全国电灯协会。[32]

3月25日, 1925, 约翰Logie Baird 能展示移动图片传输在伦敦百货商店 Selfridges. Baird的设备依靠了 Nipkow盘 并且因而出名作为 机械电视. 它形成了完成的实验性广播的依据 英国广播电台 起点 9月30日, 1929.[33] 然而,为了大多20世纪电视取决于被发明的阴极射线管 卡尔Braun. 显露才华的这样电视的第一个版本导致了 Philo Farnsworth 并且给他的家庭展示 9月7日, 1927.[34]

计算机网络和互联网

9月11日, 1940, 乔治Stibitz 能传送问题使用 电传打字机 到他的复杂形势计算器 纽约 并且接受计算结果在 达特矛斯学院新罕布什尔.[35] 一台集中化计算机的这种配置或 计算机主机 与遥远的哑终端保持普遍在整个50年代。 然而,它不是直到研究员开始调查的60年代 包交换 -将允许数据大块被送到不同的计算机,无需首先穿过一台集中化计算机主机的技术。 四结网络涌现了 12月5日, 1969; 这个网络将成为 ARPA网将由1981包括213个结。[36]

ARPA网的发展在附近集中了 RFC 过程和 4月7日, 1969, RFC 1 被出版了。 因为ARPA网最终将合并以其他网络形成,这个过程是重要的 互联网 并且互联网依靠的许多协议通过RFC今天指定了过程。 在1981年9月, RFC 791 介绍了 互联网协议 v4 (IPv4)和 RFC 793 介绍了 传输控制协议 (TCP)因而-许多创造TCP/IP协议那 互联网 今天依靠。

然而,不首要的发展通过RFC被做了过程。 二个普遍的链路协议为 区域网 (LANs)也出现于70年代。 一个专利为 令牌环 归档了协议 Olof Soderblom10月29日, 1974 并且一张纸在 以太网 协议被出版了 罗伯特Metcalfe 并且 大卫Boggs 在7月1976日问题 ACM的通信.[37][38]

现代操作

电话

在一个模式电话网, 访问者 连接到他想要与由开关谈话在各种各样的人 电话总机. 开关形成二名用户和这些开关之间设置的电子连接电子被确定,当访问者时 拨号盘 数字。 一旦联系被建立,访问者的声音被变换对一个电信号使用小 话筒 在访问者的 手机. 这个电信号通过网络然后寄发到用户在另一边它变换了回到声音由小的地方 演讲人 在那个人的手机。 有在背面运作的分开的电子连接,允许用户交谈。[39][40]

固定线 电话在多数住宅家模式- i。e,报告人的声音直接地确定信号的电压。 虽然短距离电话也许从端到端被处理作为模拟信号,电话业务提供者透明地越来越转换信号成数字式为传输在转换他们之前回到类似物为招待会。 此的好处是被数字化的语音数据在长途通信肩并肩移动以数据从互联网,并且可以完全被再生产(与由噪声不可避免地冲击)的模拟信号相对。

移动电话有对电话网的重大冲击。 移动电话捐款在许多市场上现在数量上超过固定线捐款。 移动电话销售在2005共计了816.6百万与在亚太(204 m),西欧(164 m), CEMEA (中欧、中东和非洲) (153.5 m),北美洲(148 m)和拉丁美洲之中(102 m)的市场几乎相等地分享的那个图。[41] 根据新的捐款五年从1999年,非洲赶过了其他市场以58.2%成长。[42] 这些电话由系统越来越服务,在哪里声音内容被传送数字式地例如 GSMW-CDMA 当许多市场选择贬值模拟系统例如 安培.[43]

也在幕后有剧烈的变动在电话通信。 开始以操作 TAT-8 1988年, 90年代看了基于的系统的普遍采用 视觉纤维. 沟通的好处与视觉纤维是他们提供在数据容量的猛烈增量。 因为最后铜缆绳那时被放置的和今天视觉纤维缆绳能运载25次许多次电话作为TAT-8, TAT-8能运载10次许多次电话。[44] 在数据容量的这增量归结于几个因素: 第一,视觉纤维竞争的技术完全小于。 其次,他们不遭受从 干扰 哪些手段几百他们在一个单一电缆能一起容易地被包。[45] 最后,在多元化的改善在唯一纤维的数据容量导致了指数增长。[46][47]

协助通信横跨许多现代视觉纤维网络是协议以著名 异步传递模式 (ATM)。 ATM协议考虑到在第二段提及的肩并肩数据传输。 因为它通过网络建立一条路为数据并且同a联系在一起,它为公用电话网络是适当的 交通合同 以那条路。 交通合同根本上是一个协议在客户和网络之间关于怎样网络是处理数据; 如果网络不可能符合交通合同的条件它不接受连接。 这是重要的,因为电话可能谈判合同以便保证自己一恒定数位速率,保证的事访问者的声音在零件或切除不完全地被延迟。[48] 有竞争者对ATM,例如 多规约标签开关 (MPLS),那执行一项相似的任务和预计在将来代替ATM。[49]

收音机和电视

在广告系统,中央大功率 广播塔 传送高频率 电磁波 对许多供给低动力的接收器。 塔送的高频率波浪是 调整 当信号包含视觉或音频信息。 天线 接收器然后是 调整 以便拾起高频率波浪和a 解调器 使用检索包含视觉或音频信息的信号。 广播信号可以是模式(信号连续变化关于信息)或数字式(信息被输入作为一套离散值)。[50][51]

广播媒介产业在一个重要转折点在它的发展,当许多国家移动从模式向数字式广播。 这行动由生产更加便宜,快速地和更加可胜任采取可能 集成电路. 数字式广播的首要好处是他们防止一定数量的怨言以传统模式广播。 为电视,这包括问题的排除例如 多雪的图片, 重像 并且其他畸变。 由于模拟传输的本质这些发生,因此它意味着扰动由于 噪声 将是显然的在最后的产品。 数字传输克服这个问题,因为数字信号减少到离散值在招待会并且小扰动不影响最后的产品。 在一个被简化的例子中,如果一则二进制消息1011年传送了以信号高度[1.0 0.0 1.0 1.0],并且接受以信号高度[0.9 0.2 1.1 0.9]它更将解码对二进制消息1011年-送了什么的一个完善的再生产。 从这个例子,如果噪声是足够伟大的它可能极大修改被解码的消息,一个问题与数字传输能也看由于。 使用 向前错误校正 接收器在发生的消息可能改正几个比特差错,但许多噪声将导致不能理解的产品并且传输的故障。[52][53]

在数字式电视播送,有可能被采取全世界的三个竞争的标准。 这些是 ATSC, DVB 并且 ISDB 标准; 这些标准的采用在加说明的地图至今被提出。 全部三个标准用途 MPEG-2 为视频压缩。 ATSC用途 杜比数字式AC-3 为音频压缩法, ISDB用途 先进的音频编制程序 (MPEG-2部分7)和DVB没有标准为音频压缩法,而是典型地使用 MPEG-1部分3层数2.[54][55] 模块化选择也变化在计划之间。 在数字式音频广播,标准much more成一体与实际所有国家选择采取 数字式音频广播 标准(亦称 尤里卡147 标准)。 例外是选择采取的美国 HD收音机. HD收音,不同于尤里卡147,根据传输方法以著名 同带信号传输在渠道 允许数字信息“肩扛”在法线上午或FM模拟传输的传输。[56]

然而,尽管即将发生的开关对数字式,模式接收器仍然保持普遍。 模式电视在实际所有国家仍然被传送。 美国希望结束模式广播 12月31日, 2006; 然而,这最近被推回了 2月17日, 2009.[57] 为模式电视,有三个标准在使用中(参见一张地图在收养 这里). 这些通认 PAL, NTSC 并且 SECAM. 为模式收音机,开关对数字式由事实使更加困难模式接收器是数字式接收器的费用的分数。[58][59] 模块化选择为模式收音机典型地之间 调幅 (上午)或 调频 (FM)。 达到 立体声放音高度被调整的副载波频率使用为 立体声FM.

互联网

互联网是可能与彼此联络使用计算机和计算机网络的全世界网络 互联网协议.[60] 所有计算机在互联网有一独特 IP地址 那可以由其他计算机用于寻址信息对它。 因此,所有计算机在互联网可能寄发消息到其他计算机使用它的IP地址。 这些消息运载与他们发源的计算机的IP地址考虑到双向联系。 这样,互联网能被看见作为消息交换在计算机之间。[61]

估计16.9%世界人口得以进入对互联网的以最高的存取速率(被测量作为人口的百分比)在北美洲(69.7%),大洋洲或者澳洲(53.5%)和欧洲(38.9%)。[62] 根据 宽频通入, 冰岛 (26.7%), 南韩 (25.4%)和 荷兰 (25.3%)带领世界。[63]

互联网一部分由于 协议 那治理怎么计算机和路由器与彼此联络。 计算机网络通信的本质借自己到一种层状方法,各自的协议在跑的协议猝更多或独立其他协议。 这允许底层协议为网络情况被定做,当不改变高水平协议经营的方式时。 一个实用例子的为什么这是重要的是,因为它允许 互联网浏览器 要跑同一个代码不管是否它跑的计算机连接到互联网通过 以太网WiFi 连接。 协议在经常被谈论根据他们的地方 OSI模型 (生动描述在右边),在1983在不成功的企图涌现,第一步修造一个普遍地被采取的网络协议随员。[64]

为互联网,当小包横断地球,物理媒介和数据链路协议可能变化多次。 这是,因为互联网在使用什么物理媒介或数据链路协议不安置限制。 这导致媒介和协议的采用那套最佳的衣服局部网络情况。 实践上,多数洲际的通信将使用 异步传递模式 (ATM)协议(或一个现代等值)在视觉纤维顶部。 这是,因为为多数洲际的通信互联网分享基础设施和一样 公众被交换的电话网.

在网络层,事变得规范化与 互联网协议 (IP)被采取为 逻辑演讲. 为万维网,这些“IP地址”从人类易读的形式获得使用 域名系统 (即。 72.14.207.99 获得从 www.google.com). 在,互联网协议的最用途广泛的版本是版本四,但之时移动到版本六临近。[65]

在传送层,多数通信采取的二者之一 传输控制协议 (TCP)或 用户数据协议 (UDP)。 使用TCP,当它是根本的传送的每信息由另一台计算机接受时,因为使用UDP,当它是仅仅中意的时。 与TCP,小包转播,如果他们按顺序丢失并且安置,在他们被提出对更高的层数之前。 与UDP,小包没有定购也没有转播,如果丢失。 TCP和UDP小包运载 通道数 与指定什么应用的他们或 过程 应该处理小包。[66] 由于某一应用级协议用途 某些口岸网络管理员能通过阻拦为一个特殊端口注定的交通制约网络进入。

在传送层之上,最著名地有有时使用和宽松地适合会议和表示层的某些协议, 安全套接字层 (SSL)和 传送层安全 (TLS)协议。 这些协议保证数据被转移在双方之间依然是完全地机要,并且你或其他是在使用中挂锁出现于您的浏览器底部。[67] 终于,在应用层,许多协议用户会熟悉例如的互联网 HTTP (网浏览), POP3 (电子邮件), FTP (文件传输), IRC (互联网闲谈), BitTorrent (文件分享)和 OSCAR (立即传讯)。

区域网

尽管互联网的成长,特征 区域网 (跑在多数几公里)的计算机网络保持分明。 这是,因为网络在这等级不要求所有特点与大型网络相关并且经常是有效和高效率的没有他们。

在80年代中期,几个协议组涌现填补数据链接和应用层的空白之间 OSI模型. 这些是 AppleTalk, IPX 并且 NetBIOS 与统治协议组在90年代初期期间是IPX由于它的大众化与 MS-DOS 用户。 TCP/IP 这时存在,但典型地只使用大政府和研究所。[68] 当互联网在大众化增长,并且交通的更大的百分比变得与互联网相关,区域网逐渐被移动朝TCP/IP和今天网络主要致力TCP/IP交通是共同的。 移动向TCP/IP由技术帮助例如 DHCP 那允许TCP/IP客户发现他们自己的网址-来标准与AppleTalk/IPX/NetBIOS协议组的功能。[69]

虽则是在数据链路层多数现代区域网从互联网分流。 而 异步传递模式 (ATM)或 多规约标签开关 (MPLS)是典型的数据链路协议为大型网络, 以太网 并且 令牌环 是典型的数据链路协议为区域网。 这些协议与前协议不同他们是更加简单的(即。 他们省去特点例如 服务质量 保证)和提供 防撞. 这两个区别考虑到更加经济的设定。[70]

尽管普通的大众化 令牌环 在80年代和90年代,实际上所有区域网现在使用架线或无线 以太网. 在物理层,多数架线的以太网实施用途 铜双绞线电缆 (包括共同性 10BASE-T 网络)。 然而,一些早期执行使用了 同轴电缆 并且一些最近实施(高速特别是那些)用途 视觉纤维. 视觉纤维也可能突出地以为特色在即将到来 10吉比特以太网 实施。[71] 那里使用视觉纤维,必须区分在多型纤维和单模纤维之间。 多型纤维 能更加便宜制造,但遭受较不能用的带宽和更加巨大的衰减的被重视作为更加厚实的光纤(即。 恶劣的长途表现)。[72]

电信以地域


参见

主要名单: 基本的电信题目名单

参考

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外部链接

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