5G系统观:从R15到R18的演进之路
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1.1 从0到1的蜕变——电话的发明

笔者见过的第一部可以被称为电话的东西是小时候父亲从工厂里拿回来的一部淘汰了的磁石式手摇电话机,如图1-2所示。它的原理非常简单,打电话前,转动摇柄产生交流电,对方的电话机便会响铃。手摇发出的电,只是用来发送呼叫通话的信号。声音会通过话筒(送话器)转变为电信号在电缆中传输,然后通过对端的耳机(受话器)转化为声音,通话所使用的电能由内置或外置电池供应。

最原始的磁石式手摇电话系统因为线路并不多,所以采用直连模式,如图1-3所示,即每两部电话间均有电话线直接连接。很显然,直连模式要求网络中的每两部电话间都有直接且独立的电话线,这样的模式不仅部署困难,而且成本高。后来,随着用户数的增加,出现了接入交换系统。接入交换系统听起来很高大上,但原理和最初的实现都非常简单,当用户转动电话摇柄时,发出的电流会使机房话务员面前的接驳板上对应线路的指示灯亮起,接线员拿起话筒然后询问来电用户“请问你找谁?”,随后,将该线路插头插入被叫线路的插孔,然后被叫方的电话响铃并等待接听。接入交换系统如图1-4所示。

图1-2 磁石式手摇电话机

图1-3 直连模式

图1-4 人工接线员(接入交换系统)

虽说有线通信技术从出现至今一直在不断地演进,比如从接入交换到程控交换、从模拟通信到数字通信、从单用户到多用户复用、从电缆到光纤、从语音服务到多媒体服务等,但万变不离其宗。有线通信技术发展朝着传输更远、覆盖地域更广、支持用户更多、服务质量更高的方向发展。有线通信系统框图如图1-5所示。

图1-5 有线通信系统框图

虽说图1-5已经足够简单,但如果我们将一切条件理想化、将一切需求简单化,比如信道采用完美的没有干扰和噪声的信道(可省略图1-5中虚线的“干扰+噪声”模块)、不用考虑信息传输的效率(可省略图1-5中“信源编码”模块和“信源解码”模块)、不考虑信号传输的可靠性(可省略图1-5中“信道编码”模块和“信道解码”模块)、不用将信息传输到更远的地方(可省略图1-5中“调制器”模块和“解调器”模块),那么有线通信系统可以被简化成仅由3个部分组成的简单系统,如图1-6所示。

图1-6 理想情况下的最简通信系统

其实,这个最简通信系统就是现代有线通信技术发展的起点,而具体的起点,就是声音转化成电信号进行传输,也就是电话的发明。

电话和电报带领人们进入了近代通信时代,这是一个从0到1的蜕变,虽然不算完美,但正是这次蜕变,给人们打开了一扇门。