مخابرات اولیه
اشکال اولیه مخابرات شامل سیگنالهای دود و طبل بودند. طبل را بومیهای آفریقا، گینه نو و آمریکای جنوبی استفاده میکردند در حالیکه سیگنالهای دود را بومیهای آمریکای شمالی و چین استفاده میکردند. بر خلاف تصور این سیستمها معمولاً هدفشان بیش از تنها آگاهی از مکان اقامت بود. در قرون وسطی حلقههایی از آتش را بر سر تپهها ایجاد میکردند. تا پیغامی را مخابره کنند. در قرون وسطی، حلقههای آتش این نکته منفی را داشتند که تنها میتوانستند قطعه کوچکی از اطلاعات را منتقل کنند، بنابراین معنای پیغامی مانند «دشمن دیده شد» باید از قبل مورد توافق قرار میگرفت. یکی از موارد قابل توجه استفاده از آنها در طول جنگ اسپانیا بود که یک حلقه آتش پیغامی را از بندر پلای موت به لندن فرستاد. در طول تاریخ در بعضی از فرهنگها کبوترهای خانگی برای ارسال خبر مورد استفاه قرار میگرفتند.ایستگاههای کبوتری فکری است که ریشه ایرانی دارد، و همچنین رومیها نیز برای کمک به ارتش خود از آن استفاده میکردند.فرانتینوس میگوید که ژولییوس سزار از کبوتر به عنوان پیک در فتح گل(کشور باستانی فرانسه) استفاده میکرد. یونانیان اسامی برندههای بازیهای المپیک را به این طریق به شهرهای مختلف میفرستادند. تا قبل از آمدن تلگراف، این روش از ارتباطات بین تجار و سرمایه دارها رایج بود.دولت هلند در اوایل قرن ۱۹ با کمک پرندههایی که از بغداد میآورد، از این سیستم در جاوه و سوماترا استفاده میکرد. رویتر در سال ۱۸۴۹ از پیکهای کبوتری برای اطلاع از قیمت سهام کالاها بین آخن(شهری در آلمان) و بروکسل استفاده میکرد، شیوهای که تا آمدن تلگراف رایج بود. کلاد چاپ، مهندس فرانسوی، در سال ۱۷۹۲ اولین سیستم تلگرافی بصری ثابت (خط مخابره به وسیله علایم(سمافور)) را بین لیل و پاریس ساخت. البته سمافور نیازمند کاربران متخصص و برجهای گران در فواصل ده تا سی کیلومتری (شش تا نوزده مایل) بود. در رقابت با تلگراف الکتریکی، آخرین خط تجاری آن در سال ۱۸۸۰ از رده خارج شد.
تلگراف و تلفن
اولین تلگراف الکتریکی تجاری را سر چارلز ویت ستون و سرویلیام فوترگیل کوک ساختند و در ۹ آوریل ۱۸۳۹ آن را افتتاح کردند. ویت ستون و کوک هر دو، وسیله خود را «پیشرفتی در تلگراف الکترو مغناطیسی (موجود)» و نه یک ابزار جدید میدانستند. ساموئل مورس جداگانه نوعی از تلگراف الکتریکی را ساخت و آن را به طور ناموفقی در ۲ سپتامبر ۱۸۳۷ به ثبت رساند. کدهای مورس پیشرفت بزرگی نسبت به روش سیگنالی ویت استون بود. اولین کابل تلگراف بین اقیانوسی در ۲۷ جولای ۱۸۶۶ کامل شد که مخابرات با آنسوی اقیانوس اطلس را برای اولین بار امکان پذیر کرد. تلفن متداول به طور جداگانه توسط الکساندر بل و الیستا گری در سال ۱۸۷۶ ساخته شد. آنتوینو میوسی اولین دستگاهی را که انتقال الکتریکی صدا را در طول یک خط امکان پذیر میساخت، در سال ۱۸۴۹ ساخت. اما وسیله میوسی ارزش کاربردی کمی داشت زیرا به اثر الکتروفونیک وابسته بود و بنابر این کاربران باید گوشی را در دهانشان میگذاشتند تا صدا را بشنوند. اولین سرویس تجاری تلفن در سالهای ۱۸۷۸ و ۱۸۷۹ در دو طرف اقیانوس اطلس در شهرهای نیوهاون و لندن ارائه شد.
رادیو و تلویزیون
جیمز لیندسی در سال ۱۸۳۲ یک نمایش کلاسی از تلگراف بدون سیم برای دانشجویانش برگزار کرد. در سال ۱۸۵۴ او قادر به مخابره از طریق مصب رود تی از دوندی در اسکاتلند به وودهون بود که مساحتی حدود دو مایل(۳ کیلومتر) است. او از آب به عنوان دالان مخابراتی استفاده کرد. گوگلیلمو مارکونی در دسامبر ۱۹۰۱ مخابرات بی سیمی بین سنت جانز در نیوفندلاند (کانادا) و پولدهو در کورن وال (انگلیس) ایجاد کرد که جایزه نوبل سال ۱۹۰۹ در رشته فیزیک را از آن خود کرد(که او این جایزه را با کارل براون سهیم شد). [۱۱] البته مخابرات رادیویی در سطح محدود را نیکولا تسلا در سال ۱۸۹۳ در انجمن ملی نور الکتریکی معرفی کرده بود. جان لاجی بیرد در ۲۵ مارچ ۱۹۲۵ توانست انتقال تصاویر متحرک را در فروشگاه زنجیرهای لندن نشان دهد. وسیله بیرد بر دسیک نیپکو استوار بود و بنابر این به عنوان تلویزیون مکانیکی معروف شد. اینها اساس پخش برنامههای آزمایشی بنگاه سخنپراکنی بریتانیا (BBC) شد که در ۳۰ سپتامبر سال ۱۹۲۹ آغاز شد. اما در سراسر قرن بیستم تلویزیون به اشعه لامپ کاتدی که کارل براون اختراع کرده بود، وابسته بودند. اولین نوع از چنین تلویزیونی که قول داده شده بود به نمایش درآید توسط فیلو فارنزورس ساخته شد و در ۷ سپتامبر ۱۹۲۷ به خانواده او نمایش داده شد.
شبکههای کامپیوتری و اینترنت
در ۱۱ سپتامبر ۱۹۴۰ جرج استیبیتس(پدر کامپیوترهای دیجیتال)موفق شد با استفاده از ماشین تحریر معادلات پیچیدهای را در نیویورک بفرستد و جواب آن رادر کالجی در نیو هامپشیر دریافت کند. این شیوه کامپیوترهای مرکزی تا دهه ۱۹۵۰ نیز محبوب بود.تا این که در دهه ۶۰ تحقیقات در مورد گزینش بستهای (ارسال دادهها به صورت بستههای مجزا) آغاز شد، این تکنولوژی به دادهها اجازه رفتن به کامپیترهای دیگر را میداد بدون اینکه از یک کامپوتر مرکزی عبور داده شود.در ۵ دسامبر ۱۹۶۹ ۴ گره(نقاط اتصال در شبکهها) به وجود آمد، این شبکه که مبنای به وجود آمدن ارپانت(آژانس پژوهشهای پیشرفته تحقیقاتی) شد، در سال ۱۹۸۱ شامل ۲۱۳ گره شبکهای شد. توسعه ارپانت بر روی RFC Request for Comments )RFC متنی که حاوی اطلاعاتی در باره استانداردهای مطرح شدهاست,و هر RFC مثل سریال نامبر برنامه unicمیباشد و قابل تغیر یا از بین بردن نیست.) متمرکز بود.( چون در حین تشکیل از همگان میخواستند که نظرات خود را در مورد آنها بدهند، به مدارک درخواست برای اعلامنظر یا (RFCs) معروف شدند.). در ۷ آوریل ۱۹۶۹ RFC۱ ساخته شد.این عمل مهم بود زیراکه آرپانت سرانجام در دیگر شبکهها ادغام شد و اینترنت را به وجود آورد و بسیاری از قراردادها که اکنون اینترنت بر آن استوار است توسط RFCها مشخص شدهاست. در سپتامبر ۱۹۸۱, RFC۷۹۱، پروتکل اینترنت(IPv۴)را و RFC۷۹۳ قرارداد کنترل انتقال را معرفی کرد و بدین گونه مجموعه قراردادهای اینترنت(غالبا شامل این دو) که اینترنت امروزی بر آن اساس است به وجود آمد. اما تنها پیشرفتهای مهم حول RFC نبود.۲ قرارداد مهم برای شبکههای محلی در دهه ۷۰ به وجود آمد.اولاف سودربرم در ۲۹ اکتبر ۱۹۷۴ قرارداد حلقه رمزی را به ثبت رساند و قرارداداترنت را رابرت متکالف و قرارداد ارتباطات انجمن ماشین آلات کامپیوتر را دیوید باگز نوشتند.
تلفن
در شبکههای تلفن آنالوگ، تماس گیرنده به کمک گزینش تلفن خانههای مختلف به کسی که میخواهد با او صحبت کند وصل میشود.سوئیچها یک ارتباط الکتریکی را بین کاربرها برقرار میکنند و این تنظیمات سوئیچها وقتی که تماس گیرنده شماره میگیرد به صورت الکتریکی انجام میشود.وقتی که تماس برقرار شد، به کمک میکروفن جاگذاری شده در گوشی تلفن، صدای گیرنده تماس به امواج الکتریکی تبدیل میشود. سپس این موج(سیگنال) از طریق شبکه به مقصد فرستاده میشود و در آنجا به کمک یک بلندگو به صوت تبدیل میشود.مشابه این عملیات در آن طرف هم انجام میشود و به این صورت یک مکالمه انجام میشود. خطوط تلفن ثابت در بیشتر مناطق مسکونی به صورت انالوگ میباشد، که در آن صدا در گیرنده مستقیما به ولتاژ سیگنال بستگی دارد. با اینکه در تماسهای مسافت کوتاه صدا در تمام مدت به صورت آنالوگ است، با افزایش مسافت، مراکز خدمات تلفن، سیگنالها را قبل از رسیدن به مقصد به دیجیتال تبدیل میکنند.مزیت این کار این است که اطلاعات صوتی دیجیتال شده رامی توان در کنار اطلاعات اینترنتی فرستاد و میتواند در انتقالهای راه دور جایگزین مناسبی شود.علاوه بر این از نویز کمتری هم برخوردار میباشد. تلفن همراه تاثیر زیادی بر شبکههای تلفن گذاشت.در حال حاضر پذیره نویسی تلفنهای همراه از تلفنهای ثابت در بیشتر مناطق فزونی یافتهاست. فروش تلفنهای همراه در سال ۲۰۰۵، ۸۱۶ میلیون خط بود که تقریبا به صورت برابری در مناطق مختلف جهان صورت گرفته بود.از سال ۱۹۹۹ بیشترین رشد خرید خط تلفن همراه مربوط به افریقا با رقم ۵۸ درصد رشد بود. به طور افزایندهای این تلفنها از سیستمهایی استفاده میکنند که صدا را به صورت دیجیتال مخابره میکند، مثل GSM(سامانه جهانی ارتباطات سیار) یا W_CDMA، و سیستمهای آنالوگ مانند AMPS رو به اضمحلال میروند. همچنین تغییرات جالبی درپشت پرده ماجرای ارتباطات تلفن روی داد.که با عملکردTAT-۸ در سال ۱۹۸۸ شروع شد و در دهه ۹۰ ما شاهد استفاده گسترده از سیستمهایی هستیم که بر پایه فیبر نوری میباشد.فایده استفاده از فیبر نوری این است که حجم بالایی از اطلاعات را میتواند ارسال کند. TAT-۸ میتواند تا ۱۰ برابر تلفنهای زمان خود که از سیمهای مسی استفاده مس کردند، انتقال اطلاعات داشته باشد. فیبرهای نوری در حال حاضر ۲۵ برابر TAT-۸ انتقال اطلاعات دارنداین افزایش حجم انتقال تابع عوامل متعددیست. اولاً، فیبر نوری در مقایسه با تکنولوژیهای هم تراز از اندازه کوچکتری برخوردار است، دوماً فیبر نوری از تداخل ایمن میباشد، یعنی میتوان چندین رشته فیبر نوری را در کنار هم قرار داد بدون اینکه بروی هم تاثیر بگذارند.و نهایتا پیشرفت در تسهیم(چند خبر راهمزمان بر روی یک سیمفرستادن) سبب رشد زیادی در حجم اطلاعات در فیبرهای منفرد شد. همکاری ارتباطات در کنار شبکههای متعدد و پیشرفته فیبر نوری پروتکلی را که به انتقال حالت آسنکرون مشهور است به وجود آورد(ATM). پروتکل ATM به انتقال اطلاعات پیوسته که در چند خط بالا به آن اشاره شد، اجازه میدهد. ATM برای شبکههای عمومی تلفن مناسب است، زیرا گذرگاهی را برای اطلاعات در شبکه به وجود میآورد و پیمان ترافیک را با این گذرگاه مرتبط میسازد. پیمان ترافیک توافقی است بین کاربر و شبکه، که مشخص میکند شبکه اطلاعات را چگونه در دست بگیرد.اگر شبکه نتواند وضعیت پیمان ترافیک را ببیند، اتصال را قبول نمیکند.این مهم است زیرا تلفن میتواند توافقی را برای تضمین به دست آوردن نرخ بیت ثابت به دست آورد.یعنی اطمینان دهند که صداها نه با تاخیر ارسال شود و نه قطع شود. ATM رقبایی از جمله MPLS دارد که پیش بینی میشود که در آینده جایگزین آن شود.
رادیو و تلویزیون
در سیستمهای رسانهای، دکلهای مخابراتی پر قدرت مرکزی امواج الکترومغناطیسی فرکانس بالا را، به گیرندههای متعدد ارسال میکنند.امواج فرکانس بالا با سیگنالهایی که حاوی اطلاعات صوتی تصویری هستند تلفیق (مدوله) میشوند و توسط این دکلها فرستاده میشوند.آنتنهای گیرنده سپس خود را تنظیم میکنند تا امواج فرکانس بالا دریافت کنند و با استفاده از تفکیک کننده(دمدولاتور) اطلاعات را بازیابی میکند.سیگنالها میتوانند آنالوگ(سیگنالهای متنوع پیوسته مرتبط با اطلاعات) یا دیجیتال (اطلاعات رمزی شده با مقادیر گسسته)باشد. صنعت پخش رسانهای در زمینه گسترش خود با حرکت بسیاری از کشورها به سمت پخش دیجیتال در مرحله حساسی قرار دارد.این حرکت با تولید مدارهای مجتمع(IC) ارزان تر، سریع تر و قابل تر ممکن میشود.مزیت مهم پخش دیجیتال این است که از بسیاری از شکایتهای پخش آنالوگ جلوگیری میکند.در تلویزیون، این شامل رفع مشکلاتی همچون تصاویر برفک و دیگر اعوجاجها میباشد، اینها به دلیل خصوصیات ذاتی انتقال آنالوگ میباشد.به این معنی که این اختلالها ناشی از نویزی است که در خروجی آشکار مس شود.انتقال دیجیتال بر این مشکل فایق آمد، زیرا سیگنالهای دیجیتال در هنگام دریافت به صورت گسسته میباشند و در نتیجه اختلالات ناچیز تاثیری در خروجی نهایی ندارد. در شبکههای دیجیتالی تلویزیون، سه استاندارد در حال رقابت برای به دست آوردن مقبولیت جهانی میباشند. آنها ATSC,DVB,ISDB میباشند.مقبولیت این استانداردها در زیر نویس شکل دیده میشود. هر سه این استانداردها از MPEG-۲ برای فشرده سازی فایلهای تصویری استفاده مس کنند.ATSC از Dolby Digital AC-۳ برای فشرده سازی فایلهای صوتی استفاده میکند.ISDB از Advanced Audio Coding و DVB از استاندارد خاصی استفاده نمیکند ولی بیشتر از MPEG-۱ Part ۳ Layer ۲ استفاده میکند.در شبکههای دیجیتالی رادیویی، هماهنگی بیشتری در انتخاب استاندارد وجود دارد و آن پخش رادیویی دیجیتال میباشد.(البته به استاندارد Eureka ۱۴۷ نیز شهرت دارد.) استثنای آن آمریکا میباشد که از HD Radioاستفاده میکند. HD Radio بر خلاف پخش رادیویی دیجیتال بر پایه روشی است که بهIBOC مشهور است. در این روش اطلاعات دیجیتال بروی امواج FM AM سوار میشوند. به هر حال در حالی که در حال گذار به دیجیتال هستیم،گیرنده های آنالوگ هنوز در همه جا رایج می باشد.تلویزیون های آنالوگ همچنان در تمام کشور ها برای مخابره تصویر استفاده می شود.آمریکا امیدوار بود که پخش آنالوگ خود را تا پایان 2006 پایان دهد.که این امر به اوایل 2009 موکول شد. برای تلویزیون آنالوگ ،سه استاندارد در حال حاضر موجود می باشد:NTSC,PAL,SECAM . برای رادیو آنالوگ ،تبدیل به دیجیتال سخت است زیرا که گیرنده های آنالوگ قسمتی از کل قیمت یک رادیو دیجیتال می باشد. حالت های مدولاسیون برای رادیو آنالوگ ،مدولاسیون دامنه(AM) و مدولاسیون فرکانس می باشد(FM). برای داشتن پخش استریو،زیر حامل مدوله شده AM در FM استفاده میشود.
اینترنت
اینترنت شبکه جهانی کامپیوترها و کامپیوتر های شبکه ای است که از طریق پروتکل اینترنت(IP) با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. هر کامپیوتر دارای یک نشانی پروتکل اینترنت واحد است که از این طریق ،کامپیوترهای دیگر می تواند اطلاعات را به آن ارسال نمایند. از اینرو هر کامپیوتری در اینترنت می تواند با استفاده از این نشانی پروتکل اینترنت هر پیامی را مخابره کند.از این منظر می توان اینترنت را یک رابط بین کامپیوتر ها نامید. در 2008 ،برآورد شده است که 21.9 % مردم دنیا به اینترنت با سرعت بالا دسترسی دارند.در آمریکای شمالی 73.6%، در اقیانوسیه و استرالیا 59.5% و در اروپا 48.1%.در دسترسی به اینترنت های پر سرعت کشورهای ایسلند(26.7%)،کره جنوبی(25.4%)، هلند(25.3%) در جهان پیشرو می باشند. بخشی از عملکرد اینترنت به خاطر پروتکل هاییست که ارتباط بین کامپیوتر ها و مسیریاب ها را تعیین می کنند.ماهیت شبکه های کامپیوتری دارای ساختار لایه به لایه است به طوری است که پروتکل های مجزا در میان انبوهی از پروتکل ها تقریبا به صورت مجزا اجرا می شوند. این مساله به پروتکل های سطح پایین تر اجازه می دهد ،برای موقعیت شبکه مناسب باشند.
