早期財団:光学電報から電気信号まで

サムエル・モースの前に、人間は声や視力の範囲を超えて通信する方法を求めました。古代文明は煙の信号、ドラムビート、および浮腫防ガラスを使用しました。しかし、テレコミュニケーション工学の現代時代は、1792年にクラウデ・チャッペによって発明された光学電信から始まります。このシステムは、フランスの視覚的にメッセージを中継するためにsemaphoreの腕を上回りました、以前に不可能な速度を達成しました。しかし、それは天候と一日に制限されました。

革命は電気で来ました。 1830年代、サムエル・モーセは、ウィリアム・コークやチャールズ・ウォートストーンのような他の作業で構築し、電気電信とモース・コードのアルファベットを開発しました。このシステムは、銅線上に送信された電気的パルスにメッセージを変換しました。 1844年に最初のパブリック・デモンストレーションは、長距離電気通信の誕生を告げました。 電信線はすぐに、近くの大陸を巡り、鉄道、ニュース機関、リレー、および政府の長距離ネットワークの長距離を拡張するなど、さまざまな分野での通信を可能にします。

ワイヤレス革命:ヘルツ、マルコニ、ラジオ

19世紀後半には、ヘインリッチ・ヘルツによる電磁波の発見が1887年目に見えました。ヘルツは実用的な通信を想定していませんが、彼の実験は、電波が送信され、受信できることを証明しました。ググリールモ・マルコニはこの現象を乗り越え、最初の実用的なワイヤレス電信を建設しました。 1901年に、彼は最初のトランストランティック・ワイヤレス信号をコーンウォールからニューファウンドランドに送信し、一見に物理学を失った(科学者は、その後、FCCの放射線量を反射させる)、放射線量を加速するようになった。

テレビのライズ

テレビは、より大きな帯域幅を要求する視覚通信を追加しました。 1920年代初期の機械システムでは、ピロ・ファーンズワースやウラジミール・ズウォリーキンなどの発明家のおかげで、1930年代までに完全に電子テレビに方法を与えました。 テレコミュニケーション・エンジニアは、新しいハードルに直面しました。 ビデオとオーディオの同期、開発基準(例えば、NTSC、PAL、SECAM)、および空気上の信号を伝送し、同軸ケーブルを介して。 1950年代までに、テレビは、メディアのエンコーディング、中枢技術、および媒体の放送を促進しました。

衛星・グローバルコネクティビティ

1957年にSputnikの発売は、人工衛星の可能性を示しています。最初のアクティブな通信衛星、Telstarは、1962年に発売され、大西洋を渡るテレビ信号を中継しました。衛星工学は、軌道上の機械、発電(ソーラーパネル)、温度制御、および地理的軌道による信号遅延(約35,786 km高度)、ユニークな課題を発表しました。衛星放送は、1964東京オリンピックなどのライブ放送を有効にしました。彼らはまた、衛星放送や衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送などの衛星放送を増加させる、衛星放送、および衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星、衛星、衛星放送、衛星放送、衛星、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星、衛星放送、衛星放送、衛星、衛星、衛星、衛星、衛星、衛星、衛星、衛星、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星、衛星放送、衛星、衛星、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星、衛星、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星放送、衛星、衛星、衛星、衛星、衛星放送、衛星放送、

デジタル変革:アナログからIPまで

1960年代に始まったアナログからデジタル通信システムへの移行は、おそらく最も有利な変換でした。 パルスコード変調(PCM)は、1937年にAlec Reevesによって発明されましたが、後で実装され、音声はデジタルビットに変換されることを可能にします。 統合サービスのデジタルネットワーク(ISDN)の開発は、1980年代にエンドツーエンドのデジタル接続を提供することを目的としています。 しかし、実際のブレークスルーはインターネットプロトコル(IP)が付属しています。 TCP/IPプロトコルは、Swedネットワーク(Sw)、音声通信、および音声通信ネットワーク(Sw)、および音声通信を介したネットワーク(Sw)、および音声通信)、および音声を、ネットワークに転送しました。

光ファイバー: バックボーン

光ファイバーなしでデジタル革命は不可能です。チャールズカオの1961年は、光ファイバで働き、ノーベル賞を獲得しました。エンジニアは低損失の無水ケイ酸繊維とレーザーソースを開発し、テラビットパー秒伝送を可能にします。高密度波長分岐(DWDM)は、複数の波長を単一の繊維、多重能力を共有することができます。サブマリンケーブルは現在、ほぼすべての大陸間インターネットトラフィックを運ぶ。これらのケーブルのエンジニアリングは、すべての人工衛星および人工衛星通信速度を繰り返すために80キロを繰り返す - 、すべての衛星放送を繰り返します。

モバイルネットワーク:1Gから5Gまで

移動式テレフォニーは最も急速な進化を見ました。各世代は新しい工学のparadigmsをもたらしました。

1G (1980年代): アナログボイス

第一世代はアナログ周波数変調を使用しました。ヨーロッパでは北米および北欧の先進携帯電話システム(AMPS)は、基本的な音声サービスを提供しましたが、容量制限、セキュリティの低下(容易なeavesdropping)、ネットワーク間のローミングが苦しんでいる。エンジニアは、周波数再使用とセルの分割を使用して、容量を増加させ、細胞理論の基礎を敷設しました。

2G(1990年代):デジタル音声とテキスト

モバイルコミュニケーション(GSM)のグローバルシステムが優位2G規格になりました。デジタル化された音声、SMSテキストメッセージングを導入し、加入者ID用のSIMカードを使用しました。 TDMA(Time Division Multiple Access)は、周波数ごとに複数のユーザーを許可しました。 GPRSのような2.5G強化は、パケットデータを追加し、rudimentaryモバイルインターネットを有効にします。 エンジニアは、効率的なスペクトル使用、電力制御、およびエラー補正コーディングに焦点を当てました。

3G(2000年代): モバイルブロードバンド

国際通信連合(ITU)は、IMT-2000規格を定義しました。UMTS(W-CDMA)とCDMA2000は、コード分割マルチアクセスを使用しており、最大2Mbpsのデータレートを提供します。これにより、Web閲覧、電子メール、および早期スマートフォンの機能が有効になっています。 課題は、より柔らかいハンドオーバー、可変ビットレート、および相互運用性を含みます。 HSDPA(高速ダウンリンクパケットアクセス)の発明は、14Mbpsに高速で、3Gの関連性を延長しました。

4G (2010s): オールIPネットワーク

LTE(長期の進化)は、回路スイッチの過去からきれいなブレイクを表わしました。それはOdMA(Orthogonal周波数部門の複数のアクセス)とMIMO(複数の入力複数の出力)アンテナを備えたオールIPネットワークでした。ピーク速度は100Mbpsを超えました。レイテンシは50ms以下に低下しました。Voice over LTE(LTE)は、回路を切り替えたボイスを交換しました。エンジニアは、パケットスイッチング効率、Lggation、およびLTEビデオストリーミング、およびビデオストリーミング用に最適化しました。

5G: 現在のフロンティア

5Gは単なる高速ではありません。モバイルブロードバンド(eMBB)、超信頼性の低いレイテンシ(URLLC)、大型機械式通信(mMTC)の3つのユースケース向けに設計されています。新しい無線(NR)技術を使用して、柔軟な数値、ビームフォーミング、ミリ波スペクトル(24 GHz以上)を使用します。エンジニアは、伝搬(mmWaveに悪い浸透)、ネットワークスライシング(GmWave)などの課題に直面しています。また、6mのネットワークを遠隔操作(GmWave)、および5mWaveは、最大5mのネットワークを拡張する機能も利用できます。

次世代を支えるキーエンジニアリングイノベーション

  • モージュレーションとコーディング:[ から QPSK から 256-QAM まで、各世代がスペクトル効率を改善しました。
  • [マルチアクセス:]] FDMA、TDMA、CDMA、OFDMA - スペクトラムごとにより多くのユーザーを許可しました。
  • Antenna テクノロジー:[]] MIMO、ビームフォーミング、大規模な MIMO (要素の狩猟) 大幅に容量を増加しました。
  • コアネットワークの進化:[回路スイッチPSTNから仮想化されたクラウドネイティブ5Gコアまで。
  • スペクトル利用:]認知ラジオ、動的スペクトル共有、ライセンスアシストアクセス。

モノとエッジコンピューティングのインターネット

テレコミュニケーション工学は、機械・ツー・マシン(M2M)の相互作用に人的通信を超えて拡張します。Narrowband IoT(NB-IoT)とLTE-Mは、センサー、スマートメーター、およびアセット・トラッカーの低電力の広域(LPWA)接続を提供します。エッジ・コンピューティングは、リアルタイム分析のためのレイテンシを減らす、無線アクセスネットワークに近い処理を移動します。これらのシステムは、電力管理、大規模な接続管理、およびエア上の安全なファームウェア更新で新しい考え方を必要とします。このコンバージェンスは、ネットワークとネットワークを構成します(DNS)。

未来の方向: 6G、量子、およびそれを越えて

5Gはまだ展開している間、研究者はすでに6G(2030の周りに期待)を想定しています。 目標には、テラビット毎秒のデータレート、サブミリ秒レイテンシ、統合センシングとコミュニケーション、および侵襲的なAIが含まれます。 Terahertzの周波数(100 GHzから1 THz)とインテリジェントな反射面は、調査中にあります。 量子通信、特に量子キー分布(QKD)、および暗号化解除の約束は、デジタルサイネージシステム(分散型)と統合可能なシステム(統合型)が、および、および、および、および、および、および、および、および、統合型システム(統合型)、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、

コンテンツ

モース初の電信キーから今日の5Gビームまで、テレコミュニケーション工学は世界中で絶え間なく眠っています。各世代は、その時代のボトルネックを解き明かしました。距離、速度、帯域幅、遅延、そして人間のつながりと革新の新しい可能性を創造しました。これらのシステムを構築したエンジニアは、これまでにない問題に直面し、そして形をした社会を発明しました。量子ネットワークとそれを超えて、フィールドは、ダイナミックなキャリアやテクノロジーを促進し、次のテクノロジーを期待しています。

さらなる読書については、モバイル規格[のITUリソース、]]のIEEEの通信規格、および[]]の3GPP仕様5G以上を参照してください。