2.2 5G剪掉的不仅是机器的尾巴

2.2.1 从有线通信到无线通信

人类文明关于“电”的发现和研究可追溯到2000年以前，自100多年前亚历山大·贝尔发明电话开始，“电力”向通信方向的应用正式拉开帷幕。贝尔发明电话的20年后，人类历史上出现了首次无线电通信（见图2-2），虽然距离只有30m，但此后关于“通信传输”的研究历程也在不断推进与发展。

图2-2 首次无线电通信——电报机

有线通信起源于19世纪的电报和电话系统，最初使用有线电缆作为电信号的传输介质。19世纪30年代莫尔斯发明了电报，70年代贝尔等人发明了电话。电报和电话系统从19世纪后半叶开始飞速发展，通信的地理范围越来越大。19世纪60年代建设的跨洋电报电缆，极大地便利了欧洲和美洲之间的生活和商业等方面的信息传递。而20世纪中期的跨洋电话电缆则为之后的互联网大发展奠定了链路基础。20世纪70年代起，传递光信号的光纤技术开始应用和发展，进一步提高了信息传输的速率和距离，随后逐步取代铜缆的地位，成为有线通信的主要传输介质。

无线通信是从19世纪电磁波理论建立以来基于电磁信号和传播理论的通信技术。19世纪70年代麦克斯韦在电与磁之间建立了明确的数学关系，并从理论上预测了电磁波的存在，80年代赫兹使用振荡器证明了麦克斯韦的预测，90年代马可尼则用电磁波实现了无线电报的跨洋传送，从而开启了无线通信的实用时代。无线通信不受铺设线缆的束缚，更为灵活。最早的广播电视系统也是使用无线技术进行图像传输的。20世纪中叶无线通信被应用在卫星通信当中，而无线通信最广泛的应用是开始于20世纪后期的移动通信系统。

电话发明后的很长一段时间，有线通信与无线通信都保持无交集的状态各自发展。有线通信实现将声音信号转变为电信号，通过电线传播最后再转化成声音信号的过程。从人工交换机发展到自动电话交换机至20世纪50年代晶体管的发明，电话传输交换机中开始引入电子技术。1970年，法国开通了世界上第一个程控数字交换系统E10，标志着人类开始了数字交换的新时期。

无线通信发展以无线电报的使用为开端，这种“一对多”的信息传输方式也被称为单向通信。第二次世界大战期间，贝尔实验室推出了多款军用步话机，实现了数十千米远距离无线传输。到了20世纪70年代，无线通信发展大爆发，摩托罗拉公司研发出了真正意义上的移动话机——手机，如图2-3所示。

图2-3 第一代手机

手机的发明，标志着人类敲开了全民通信时代的大门，也标志着无线通信开始了对有线通信的反超。

从1G到4G，从用户的角度来说，1G出现了移动通话，2G普及了移动通话，2.5G实现了移动上网，3G到如今的5G都是实现了更快速率的上网，如图2-4所示。

图2-4 5G已来

但真正意义来说，现在是人联网时代和物联网时代的转折点，将来是万物互联的世界。