二、現代通信技術的發展曆程是怎樣的
現代通信技術,一般指電信,因為它是建立在電磁學的基礎上的,前期依賴一大堆基礎科學和技術的積累。
19世紀,北美新大陸成為創新的熱土,美國也順理成章地成為現代通信技術的發源地。
1835年,美國雕塑家、畫家、業餘科學發燒友莫爾斯發明了有線電報,大名鼎鼎的莫爾斯電碼由此誕生。
1876年,一位專門輔導聽力障礙學生的老師,美國人亞曆山大·貝爾發明了最早的電話,他在擁有的電話專利基礎上創建了貝爾電話公司。貝爾電話公司也就是後來的電信業巨無霸AT&T的前身,其研發機構就是大名鼎鼎的貝爾實驗室。
通信行業是一個依靠大量技術,並且具有巨大商業利益的行業,因此從一開始,就與技術剽竊和專利爭端糾葛在一起。貝爾發明電話背後,就有一樁著名的專利公案。
雖然貝爾確實擁有最早的電話專利,但是早在1860年,從意大利移民到美國的安東尼奧·梅烏奇(Antonio Meucci)展示的一種名為“可談話的電報機(teletrofono)” 的機械已經具備了電話的功能,他還在紐約的意大利語報紙上公開發表了關於這項發明的介紹。但是,英語水平不高的梅烏奇融不進美國主流社會,得不到應有的認可,他甚至窮困到無法支付250美元的申請費,為他的可談話的電報機申請專利權。
梅烏奇曾向當時美國最大的電報公司——西部聯合電報公司寄去了模型和技術細節,希望能憑借自己的技術成果在該公司謀得一個職位,但是沒能和該公司的主管人員見上一麵。當他於1874年向西部聯合電報公司要求拿回這些材料時,卻被告知這些東西已經不見了。
這家公司的一名高管是貝爾的好朋友,他看到梅烏奇的技術方案後立刻意識到這將是一件劃時代的發明,具有無限的前景。因此他根本就沒向公司上報,而是悄悄聯絡貝爾,希望合夥開設一家公司牟利。
兩年之後,也就是1876年2月14日,貝爾向美國專利局提出申請電話專利權。就在貝爾提出申請兩小時之後,一個名叫E.格雷的人也走進專利局,也申請電話專利權。1877年,剛剛嶄露頭角的托馬斯·愛迪生獲得了碳粒送話器的發明專利。這三件專利引發了一場曠日持久的專利糾紛。
三者間專利之爭錯綜複雜,直到1892年才算告一段落。造成這種局麵的一個原因是,那個聲稱弄丟了梅烏奇設計圖紙的西部聯合電報公司,買下了格雷和愛迪生的專利權,與貝爾的電話公司對抗。這場曠日持久的專利官司的結果是雙方達成一項協議,西部聯合電報公司完全承認貝爾的專利權,並不再染指電話業,交換條件是在專利有效期內,分享貝爾電話公司收入的20%。
貝爾依靠偷來的專利賺得盆滿缽滿,但是真正的電話發明人梅烏奇依然貧困潦倒,他憤而提起上訴。幾經輾轉,當時最高法院最終同意以欺詐罪指控貝爾。但就在勝利的曙光就要顯現時,年事已高並且病魔纏身的梅烏奇於1889年10月18日帶著遺憾離開了人世。
一百多年後,美國國會於2002年6月15日269號決議確認,安東尼奧·梅烏奇為電話的發明人,貝爾確實是剽竊了他人的研究成果。這一決議將貝爾這個被寫在教科書中的電話發明人永遠釘在了曆史的恥辱柱上。
瑞典的愛立信公司是舉世聞名的電信巨頭,在2017年被華為超越之前,在長達二十多年的時間裏都穩坐電信設備全球第一的寶座。愛立信公司於1876年成立,比貝爾電話公司成立時間還早一年,其名字就是創始人的姓氏,最初是一家十分簡陋的機械修理作坊。
貝爾電話機在瑞典開始銷售後,愛立信先生也第一時間去買了一對,並進行了拆解研究。1878年底,愛立信公司開始銷售仿製貝爾的電話機。在仿製的同時,愛立信公司著手自主開發,於1880年底推出自主品牌的牆式電話機。
依靠改進的牆式電話機和遠低於對手的價格,愛立信公司在1881年初贏得了本國的第一個合同。緊接著,愛立信公司在瑞典、挪威和芬蘭多次擊敗貝爾電話公司,贏得了一係列的合同。北歐這些國家可沒有什麽尊重外國公司知識產權的覺悟,偏向本地公司是天經地義的選擇,因此貝爾電話公司在北歐遭遇了一係列挫折,最終退出北歐市場。依托北歐市場,愛立信公司逐漸成長為可與貝爾電話公司分庭抗禮的電信巨頭。
早期的電話需要人工來把通話雙方的線路接在一起,煩瑣又容易出錯。更要命的是,這裏麵還存在“暗箱操作”。
美國堪薩斯城的一個殯儀館老板阿爾蒙·斯特羅格(Almon Strowger),就吃了暗箱操作的大虧。
斯特羅格發現,自己的殯儀館生意總是冷冷清清,同城另一家的生意就要好得多,這是怎麽回事呢?經過調查發現,打到自己店裏的生意電話,總會被話務員轉接到另一家殯儀館。原來,當地話務員是那家殯儀館老板的堂弟。知道真相的斯特羅格很生氣,發誓一定要發明一個不需要人工操作的交換機。
1891年,他終於發明了一種自動電話交換機,被稱為步進製交換機。除此之外,大家經常在電視上看到的旋轉式撥號盤,也是斯特羅格發明的,他本人也成功地從殯儀館老板轉型為通信設備製造商。
到此時為止,還都是有線通信,通信距離和地點受布線條件的限製,存在很大的局限。1901年,意大利人馬可尼使用他自己發明的火花隙無線電發報機,成功發射了穿越大西洋的無線電信號,他因此獲得了1909年諾貝爾獎。
20世紀30年代,信息論、控製論、調製論、預測論、統計論獲得了一係列突破,推動了通信技術迅猛發展。此後的技術突破越來越多。
1935年發明頻率複用技術,使得傳輸的信息量暴漲,模擬黑白廣播電視被發明出來。
1946年,好萊塢女演員海蒂·拉瑪和作曲家喬治·安太爾受到音符組織方式的啟發,推測可用多個頻率發送一個無線電傳輸信號,並申請了一項專利。這種被稱為跳頻的技術,就是後來大名鼎鼎的碼分複用技術(CDMA)的前身。然而這項影響巨大的技術在當時並沒有引起注意,直到後來高通公司的創始人雅各布斯慧眼識珠,從故紙堆中發現了它。在無線通信技術邁入3G時代後,美國高通公司憑借CDMA相關專利獲得了巨大的利益,並由此引發了通信行業史上一連串雲譎波詭的利益博弈,深刻影響了中國通信行業以及華為公司的發展曆程。此乃後話,將在本書相應章節展開。
1958年,仙童半導體以及德州儀器相繼發明集成電路(IC),集成電路此後逐漸成為整個計算機和通信行業的基礎。
1966年,英籍華人高錕發表論文,提出可以用石英製作光纖,實現超大容量通信。此前的通信都是導線中傳輸電信號,高錕提出的光通信被許多人當成天方夜譚,隻有貝爾實驗室的核心高管等少數人相信高錕的觀點。
1970年,美國康寧公司花費三千萬美元終於研製出第一根光纖,1976年,貝爾實驗室建立第一條試驗線路。光纖最初傳輸帶寬隻有45Mb/s,隻能傳輸數百路電話,而用中同軸電纜可傳輸1800路電話。此後隨著激光器以及光纖的不斷改進,光通信擊敗所有其他傳輸技術,成為傳輸帶寬最高的技術。
光纖的發明引發了通信技術的一場革命,直到今天以及可預見的未來,光纖仍然是主流幹線通信技術。一根光纖的潛在帶寬可達20THz。采用這樣的帶寬,隻需一秒鍾左右,即可將人類古今中外全部文字資料傳送完畢。