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2022-05-26 09:51
一文读懂:到底什么是通信?

本文来自微信公众号:鲜枣课堂 (ID:xzclasscom),作者:小枣君,题图来自:unsplash


对于很多人来说,通信是一个非常笼统的概念。


从字面上看,通信,就是通联信息——我把信息发给你,你把信息发给我,这就是通信。


更严谨一点,我们可以这么定义:人与人,或人与自然之间,通过某种行为或媒介,进行的信息交流与传递,叫做通信。


是的,通信是世间万物的一种权力,是一种行为。有生命的,没有生命的,都可以发起这个行为。这个行动,是每个人或每个物融入世界的一种必要方式。换言之,通过信息的交换,TA可以表达自身的“存在感”和“价值”。


一、通信的演进


在人类漫长的历史长河之中,绝大部分的通信场景,都是以人为主体的。


在人类诞生的那一刻起,通信就是生存的基本需求。新生的婴儿,通过哭声传递饥饿的信息,给自己的母亲,索取母乳和关爱。参与围猎的部落成员,通过呼吼声,召唤同伴的支援和协助。


这一切,都属于通信的范畴。


随着人类组织形式的不断扩大,通信的作用也变得越来越大。


国家之间的合纵连横,亲人之间的思念关怀,都离不开通信。通信的手段,也由“面对面交谈、手势比划”这种近距离方式,逐渐发展出“烽火、旗语、击鼓、鸣金”等多种远距离方式。


这些通信方式,主要是通过视觉或者听觉来实现的。这就要求通信双方之间,是可视的,或者,是可以听见的。客观条件的约束,就限制了通信的范围。


而如果采用驿站或信鸽等方式,虽然一定程度上解决了范围和距离的问题,却带来了时效性的问题,无法在很快的时间内送达。


通信速率和通信距离,难以兼得


19世纪,电磁理论的诞生与成熟,彻底改变了人类通信技术的发展和走向。


在电磁理论的基础上,莫尔斯发明了莫尔斯编码和有线电报,贝尔发明了电话,马可尼发明了无线电报,人类就此开启了近现代通信时代。


在这个时代里,通信的距离限制不断被突破。与此同时,长距离通信的时延,也在不断缩小。


通信速率和距离的“双提升”


通信是紧密服务于信息的。信息的价值增加,带动了通信价值的增加。


全球化、精细分工出现之后,人类社会进入了新的阶段,信息的价值开始成指数级提升,通信的重要性也被提到了越来越高的高度。


如今,经过一百多年来的发展,在信息价值的带动下,通信已经从简陋的手段演变成了复杂的学科。而复杂的学科,又孵化了庞大的产业。此时此刻,全球数以千万的人,身处这个产业,并以此谋生。每年,又有数以百万的年轻人,作为新鲜血液,注入到这个产业。


在技术和商业的驱动下,通信的形式、对象、效率,都已发生巨变。我们的通信能力,已经得到了跨越式的发展,从而将我们带入了信息时代。


正如你我所见,在信息时代,人们对通信的需求和依赖变得前所未有的强烈。像手机这样的现代通信工具,作为每个人保持社会联系的纽带,变成了寸步难离的必需品。


不仅是个人,整个社会的运转,都建立在对信息和通信技术的依赖之上。通信技术的先进程度,成为衡量一个国家综合实力的重要标志之一。


目前,我们正在从信息化社会迈向数字化、智能化社会,信息的价值仍在进一步放大,而通信的价值,也将迎来二次飞跃。


二、通信与数智化


人类的生存和发展,离不开生产力的进步。民族之间的竞争,国家之间的博弈,都是围绕着生产力。谁的生产力更强,谁就拥有更高的话语权,甚至生存权。


信息时代,数据是最宝贵的资源,算力是最重要的竞争力。第四次工业革命的几个重点方向,分别是:基于数据和算力的人工智能、无人控制、虚拟现实、量子信息等技术,以及清洁能源、生命科学技术等。


换言之,我们即将步入信息时代的高阶阶段——数智化时代。一个国家和社会的数智化程度,很大程度上决定了生产力的高低。所以,包括我国在内的全球各国都在奋力推动数智化转型。


想要推动数智化转型,就离不开数智化技术的支撑。数智化技术的本质,就是信息通信技术,也就是现在常说的ICT。ICT技术由信息技术和通信技术组成,信息技术现在更流行的叫法,叫做算力。而通信技术,则被称之为联接力。


数智化转型,依赖于非技术因素(流程、制度、人才)和技术因素。


技术因素,又分为行业技术(例如工业制造里的OT技术)、IT技术和通信技术。



信息通信技术服务于产业,现在经常被称为挖掘数据价值。


挖掘数据价值的过程,又被细分为产生数据、传输数据、存储数据和计算数据等四个环节。

通信技术的作用,主要集中在数据传输这个环节。


我们可以看出,通信在数据价值挖掘的整个过程中,属于占比较低、但又不可或缺的一个部分。没有它,数据价值挖掘是无法完成的。


目前,通信的价值,逐渐从消费领域渗透到百行千业,从C端渗透到B端。从服务于游戏、看剧、购物、衣食住行,转而向工业制造、物流运输、医疗教育、旅游文化等行业领域。


互联网从单纯的“消费互联网”,向“消费互联网+行业互联网”的完整体演进。通信又有了更为广阔的发展空间。


站在技术的角度来看,通信的能力提升空间变得越来越小,这是事实。而站在应用的角度来看,通信的应用场景正在变得越来越多。


也许有一天,应用场景的爆发,会刺激需求的增长,从而带动供给侧的爆发。通信技术专家们,在需求的刺激下,又有了发展更先进通信技术的动力,从而将我们的世界,带入新的通信技术阶段。


这就是通信当前所面临的形势。


三、通信体系的分类


接下来,我们详细看一下,如何构建通信技术的知识体系。


前面小枣君提到,每年都有很多的年轻人报考通信专业,加入通信行业。这些年,因为5G等概念的盛行,也有很多非专业背景的投资者,着手进行通信技术趋势的研究分析。


作为零基础的人群来说,首次面对通信,是一个非常懵逼的状态——这是一个庞大的概念,感觉通信无所不知,却又盲人摸象,不知道它到底是一个怎样的存在。


2G/3G/4G/5G/WI-FI/LORA/NB-IOT/蓝牙/NFC/ZIGBEE……我们听说过无数种通信技术,到底他们是一个怎样的关系?


其实,想要入门通信,第一步,就是要看懂通信技术的相互关系,建立一个完整通信技术知识体系。


通信的分类方式有很多,有的是以技术特点(长距/短距、高速/低速、双工/单工)来分,有的是以使用范围来分,也有的,通过网络的拥有者来区分。


在这里,我倾向于以使用对象来区分。


整个人类世界的通信网络,从宏观上,分为公网通信、专网通信以及ISM频段通信。


公网通信,是由运营商提供服务的通信网络,面向每个消费者用户,包括个人用户、家庭用户或普通企业用户。它的服务形式,可以包括蜂窝移动通信、光纤宽带、有线电视,等等。


专网通信,是特殊的政府部门或企业用户使用的通信网络。它可以是运营商建设和提供服务,也可以是政府和企业用户自己建设和维护。轨道交通、民航、船运、公安、消防、电力,等等,都是专网。


需要注意的是,军网通信是一种特殊的专网通信。


最后一个,是ISM频段通信。所谓ISM,就是工业的(Industrial)、科学的(Scientific)和医学的(Medical)。为了方便工业,科学和医学机构进行工作,各国划分了免费的频段,允许他们在限定的发射功率下,自由地使用。所以,ISM频段也经常被称为免授权频段。


我们的Wi-Fi,还有蓝牙等短距离通信技术,都属于ISM频段通信。它的信号发射功率低,传输距离短,不会影响到公网或专网通信。


但是,因为频段资源很少,所以竞争激烈,网络数量一多,就容易拥挤,造成相互之间的干扰,速率也会随之下降。


值得一提的是,以使用对象来区分,本质上就是以使用频段来区分。不同的频段,用于不同的用处,也就有了不同的使用对象。


站在技术的角度,我们现在有很多种通信技术。这些技术,根据各自的特点,会用于不同的场景和使用对象。他们有的仅可用于公网,有的公网和专网通用。


不同的网络技术,有各自不同的网络架构。像4G/5G、光纤宽带这样的公网通信技术和服务,因为用户规模特别庞大,所以网络架构也特别复杂。


以4G/5G蜂窝移动通信技术为例,就分为无线接入网、承载网和无线核心网三大部分。每个部分都有各自的细分组成部分,有的是关注通信通道,有的是关注数据的路由和交换,技术体系极为复杂。


相比之下,Wi-Fi和蓝牙这样的短距离通信技术,因为通信距离短,所以架构就很简单。像NFC、无线对讲这样的技术,有些甚至是点对点通信的技术。这些技术,重点研究方向就不在于网络架构,而是通信通道。尤其是无线通信技术,无线空中接口的工作原理,就是重点的研究方向。


所有的通信技术,目的都是为了传输数据。在业务的具体表现形式上,可以分为语音通信(电话)文字通信(短信)多媒体通信(图片、音频、视频)


以前,我们近现代通信开端时,围绕电话业务进行建设的是电话网,也称为电路交换。电路交换从最早的步进制交换机、纵横制交换机,发展到70年代的程控交换机(大家应该比较熟悉)。程控交换,说白了还是以语音业务为主要目的的电路交换机。承载方式也是TDM电路(你就把它理解为电缆吧)为主,无法很好地满足分组交换业务的需求。


80年代后,随着计算机网络和多媒体业务蓬勃发展,数据报文可以承载包括语音在内的一切信息,所以,通信网络也整体转型为以数据报文传输为主的数据通信时代。


传输数据报文,也被称为“分组交换业务”,所以,数据交换网络,也被称为分组交换网络。


围绕分组交换网络的TCP/IP技术,是人类现代通信网络的基石。


所谓的无线通信和有线通信,只不过是底层介质的不同,上层承载的,依旧主要是数据报文。


本文来自微信公众号:鲜枣课堂 (ID:xzclasscom),作者:小枣君

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