مهندسي ارتباطات از راه دور يك رشته مهندسي با محوريت مهندسي برق و كامپيوتر است كه به دنبال پشتيباني و تقويت سيستم هاي مخابراتي است. [1] [2] اين كار از طراحي مدار اوليه تا تحولات استراتژيك انبوه را شامل مي شود. يك مهندس مخابرات وظيفه طراحي و نظارت بر نصب و راه اندازي تجهيزات و امكانات مخابراتي را دارد ، مانند سيستم هاي پيچيده سوئيچ الكترونيكي ، و ساير امكانات ساده خدمات تلفن قديمي ، كابل كشي فيبر نوري ، شبكه هاي IP و سيستم هاي انتقال مايكروويو. مهندسي مخابرات با مهندسي پخش همپوشاني دارد.
مخابرات يك رشته مهندسي متنوع است كه به مهندسي الكترونيك ، عمران و سيستم متصل است. آنها به پيدا كردن هزينه پول براي انواع مختلف رايانه ها و اشيا technological فن آوري كمك مي كنند. در نهايت ، مهندسان مخابرات وظيفه ارائه خدمات انتقال داده پرسرعت را بر عهده دارند. آنها از انواع تجهيزات و رسانه هاي حمل و نقل براي طراحي زيرساخت شبكه مخابراتي استفاده مي كنند. رايج ترين رسانه اي كه امروزه توسط مخابرات سيمي مورد استفاده قرار مي گيرد ، جفت پيچ خورده ، كابل هاي كواكسيال و الياف نوري است. مهندسين ارتباطات راه دور همچنين راه حل هاي حول حالت هاي بي سيم ارتباطي و انتقال اطلاعات ، مانند خدمات تلفن بي سيم ، ارتباطات راديويي و ماهواره اي و فناوري هاي اينترنت و باند پهن را ارائه مي دهند.
تاريخ
سيستم هاي مخابراتي معمولاً توسط مهندسان مخابرات طراحي مي شوند كه از پيشرفت هاي فن آوري در صنعت تلگراف در اواخر قرن نوزدهم و صنايع راديو و تلفن در اوايل قرن بيستم به وجود آمد. امروزه ، ارتباطات از راه دور گسترده است و دستگاه هايي كه به اين فرآيند كمك مي كنند ، مانند تلويزيون ، راديو و تلفن ، در بسياري از مناطق جهان رايج است. همچنين شبكه هاي زيادي وجود دارد كه اين دستگاه ها را بهم متصل مي كند ، از جمله شبكه هاي رايانه اي ، شبكه تلفن سوئيچ عمومي (PSTN) ، [نياز به منبع] شبكه هاي راديويي و شبكه هاي تلويزيوني است. ارتباطات رايانه اي از طريق اينترنت يكي از نمونه هاي بسياري از ارتباطات از راه دور است. [نياز به منبع] ارتباطات از راه دور در اقتصاد جهان نقش اساسي دارد و درآمد صنعت مخابرات در كمتر از 3٪ از توليد ناخالص جهاني است.
تلگراف و تلفن
مقالات اصلي: تلگراف الكتريكي ، كابل تلگراف ترانس آتلانتيك ، اختراع تلفن و تاريخچه تلفن
تلفن جعبه بزرگ الكساندر گراهام بل ، 1876 ، يكي از اولين تلفن هاي موجود در بازار - موزه ملي تاريخ آمريكا
ساموئل مورس به طور مستقل نسخه اي از تلگراف الكتريكي را تهيه كرد كه در 2 سپتامبر 1837 به طور ناموفق آن را نشان داد. اندكي پس از آن آلفرد ويل كه ثبت را ايجاد كرد به او ملحق شد - يك ترمينال تلگراف كه يك دستگاه ورود به سيستم را براي ضبط پيام ها به نوار كاغذي ادغام مي كند. اين امر با موفقيت در بيش از سه مايل (پنج كيلومتر) در 6 ژانويه 1838 و سرانجام بيش از چهل مايل (شصت و چهار كيلومتر) بين واشنگتن دي سي و بالتيمور در 24 مه 1844 نشان داده شد. طول ايالتها بيش از 20،000 مايل (32،000 كيلومتر) بود. [3]
اولين كابل موفقيت تلگراف در اقيانوس اطلس در 27 ژوئيه 1866 تكميل شد ، كه براي اولين بار امكان ارتباط مخابراتي بين آتلانتيك را فراهم كرد. كابلهاي ترانس آتلانتيك نصب شده در سالهاي 1857 و 1858 فقط براي چند روز يا چند هفته قبل از خراب شدن كار مي كردند. [4] استفاده بين المللي از تلگراف را گاهي "اينترنت ويكتوريا" ناميده اند. [5]
اولين خدمات تلفني تجاري در سالهاي 1878 و 1879 در دو طرف اقيانوس اطلس در شهرهاي نيوهون و لندن راه اندازي شد. الكساندر گراهام بل حق ثبت اختراع تلفني را كه براي چنين خدماتي در هر دو كشور لازم بود ، در اختيار داشت. اين فناوري با ايجاد خطوط بين شهري و مراكز تلفني در هر شهر بزرگ ايالات متحده تا اواسط دهه 1880 به سرعت از اين نقطه رشد كرد. [6] [7] [8] با وجود اين ، ارتباط صوتي ماوراlantالنهر براي مشتريان غيرممكن بود تا 7 ژانويه 1927 كه ارتباطي با راديو برقرار شد. با اين وجود هيچ اتصال كابلي وجود نداشت تا اينكه TAT-1 در 25 سپتامبر 1956 با ارائه 36 مدار تلفني افتتاح شد. [9]
در سال 1880 ، بل و همكار چارلز سامنر تينتر اولين تماس تلفني بي سيم جهان را از طريق پرتوهاي نوري مدوله شده توسط تلفن هاي فتو انجام دادند. از اصول علمي اختراع آنها براي چندين دهه كه براي اولين بار در ارتباطات نظامي و فيبر نوري مستقر شدند ، استفاده نمي شود.
راديو و تلويزيون
گيرنده راديويي كريستال ماركوني
مقالات اصلي: تاريخ راديو و تاريخ تلويزيون
طي چندين سال و از سال 1894 مخترع ايتاليايي گوگليمو ماركوني اولين سيستم كامل تلگرافي بي سيم كامل و تجاري را بر اساس امواج الكترومغناطيسي موجود در هوا (انتقال راديويي) ساخت. [10] در دسامبر 1901 ، وي ارتباط بي سيم خود را بين انگليس و نيوفاندلند برقرار كرد و در سال 1909 جايزه نوبل فيزيك را براي وي كسب كرد (كه با كارل براون به اشتراك گذاشت). [11] در سال 1900 Reginald Fessenden قادر به انتقال بي سيم صداي انسان بود. در 25 مارس 1925 ، مخترع اسكاتلندي جان لوگي بيرد انتقال تصاوير شبح متحرك را در فروشگاه بزرگ Selfridges در لندن به نمايش گذاشت. در اكتبر 1925 ، بيرد در به دست آوردن تصاوير متحرك با سايه هاي نيمه رنگ موفق شد ، كه از نظر بسياري اولين تصاوير واقعي تلويزيون بود. [12] اين امر منجر به نمايش عمومي دستگاه بهبود يافته در 26 ژانويه 1926 مجدداً در Selfridges شد. اولين دستگاه هاي بايرد به ديسك Nipkow متكي بودند و بنابراين به عنوان تلويزيون مكانيكي شناخته شدند. اين اساس پخش نيمه آزمايشي انجام شده توسط پخش كننده بريتانيا از 30 سپتامبر 1929 بود.
ماهواره
مقالات اصلي: ارتباطات ماهواره ، تلفن ماهواره اي ، راديو ماهواره اي ، تلويزيون ماهواره اي و دسترسي به اينترنت ماهواره اي
اولين ماهواره آمريكايي كه ارتباطات را پخش مي كند Project SCORE در سال 1958 بود كه از يك ضبط صوت براي ذخيره و ارسال پيام هاي صوتي استفاده مي كرد. از آن براي ارسال تبريك كريسمس از رئيس جمهور ايالات متحده دويت دي آيزنهاور استفاده شد. در سال 1960 ناسا يك ماهواره اكو را پرتاب كرد. بالون فيلم PET آلومينيوم 100 فوت (30 متر) به عنوان يك منعكس كننده غير فعال براي ارتباطات راديويي عمل مي كند. پيك 1B ، ساخته شده توسط فيلكو ، همچنين در سال 1960 پرتاب شد ، اولين ماهواره تكرار كننده فعال جهان بود. ماهواره ها اين روزها براي بسياري از برنامه ها مانند استفاده در GPS ، تلويزيون ، اينترنت و تلفن استفاده مي شوند.
Telstar اولين ماهواره ارتباطي تجاري فعال و مستقيم رله بود. متعلق به AT&T به عنوان بخشي از توافق نامه چند مليتي بين AT&T ، آزمايشگاه هاي تلفن بل ، ناسا ، اداره پست عمومي انگليس و PTT ملي فرانسه (اداره پست) براي توسعه ارتباطات ماهواره اي ، توسط ناسا از كيپ كاناورال در ژوئيه راه اندازي شد 10 ، 1962 ، اولين پرتاب فضايي با حمايت مالي خصوصي. رله 1 در 13 دسامبر 1962 پرتاب شد و اولين ماهواره اي بود كه در 22 نوامبر 1963 در سراسر اقيانوس آرام پخش شد. [13]
اولين و از نظر تاريخي مهمترين كاربرد براي ماهواره هاي ارتباطي تلفن از راه دور قاره اي بود. شبكه تلفني سوئيچ همگاني ثابت تماس هاي تلفني را از تلفن هاي خط زميني به يك ايستگاه زميني منتقل مي كند ، سپس آنها از طريق ماهواره زمين ثابت در مدار زمين يك بشقاب ماهواره اي دريافتي را منتقل مي كنند. پيشرفت در كابل هاي ارتباطي زيردريايي ، از طريق استفاده از فيبر نوري ، باعث كاهش استفاده از ماهواره براي تلفن ثابت در اواخر قرن 20 شده است ، اما آنها هنوز هم به طور انحصاري به جزاير دورافتاده مانند جزيره معراج ، سنت هلنا ، ديگو گارسيا و جزيره ايستر ، جايي كه هيچ كابل زيردريايي در آن كار نمي كند. همچنين برخي از قاره ها و برخي از مناطق كشورها وجود دارد كه ارتباطات تلفني ثابت به ندرت وجود ندارد ، به عنوان مثال قطب جنوب ، به علاوه مناطق بزرگ استراليا ، آمريكاي جنوبي ، آفريقا ، كاناداي شمالي ، چين ، روسيه و گرينلند.
پس از تاسيس خدمات تلفني از راه دور تجاري از طريق ماهواره هاي ارتباطي ، تعداد ديگري از ارتباطات از راه دور تجاري نيز از ماه 1979 به ماهواره هاي مشابه سازگار شدند ، از جمله تلفن هاي همراه ماهواره اي ، راديو ماهواره اي ، تلويزيون ماهواره اي و دسترسي به اينترنت ماهواره اي. اولين سازگاري براي اكثر اين سرويس ها در دهه 1990 اتفاق افتاد ، زيرا قيمت كانال هاي فرستنده ماهواره تجاري همچنان به طور قابل توجهي كاهش مي يابد.
ماهواره
مقالات اصلي: ارتباطات ماهواره ، تلفن ماهواره اي ، راديو ماهواره اي ، تلويزيون ماهواره اي و دسترسي به اينترنت ماهواره اي
اولين ماهواره آمريكايي كه ارتباطات را پخش مي كند Project SCORE در سال 1958 بود كه از يك ضبط صوت براي ذخيره و ارسال پيام هاي صوتي استفاده مي كرد. از آن براي ارسال تبريك كريسمس از رئيس جمهور ايالات متحده دويت دي آيزنهاور استفاده شد. در سال 1960 ناسا يك ماهواره اكو را پرتاب كرد. بالون فيلم PET آلومينيوم 100 فوت (30 متر) به عنوان يك منعكس كننده غير فعال براي ارتباطات راديويي عمل مي كند. پيك 1B ، ساخته شده توسط فيلكو ، همچنين در سال 1960 پرتاب شد ، اولين ماهواره تكرار كننده فعال جهان بود. ماهواره ها اين روزها براي بسياري از برنامه ها مانند استفاده در GPS ، تلويزيون ، اينترنت و تلفن استفاده مي شوند.
Telstar اولين ماهواره ارتباطي تجاري فعال و مستقيم رله بود. متعلق به AT&T به عنوان بخشي از توافق نامه چند مليتي بين AT&T ، آزمايشگاه هاي تلفن بل ، ناسا ، اداره پست عمومي انگليس و PTT ملي فرانسه (اداره پست) براي توسعه ارتباطات ماهواره اي ، توسط ناسا از كيپ كاناورال در ژوئيه راه اندازي شد 10 ، 1962 ، اولين پرتاب فضايي با حمايت مالي خصوصي. رله 1 در 13 دسامبر 1962 پرتاب شد و اولين ماهواره اي بود كه در 22 نوامبر 1963 در سراسر اقيانوس آرام پخش شد. [13]
اولين و از نظر تاريخي مهمترين كاربرد براي ماهواره هاي ارتباطي تلفن از راه دور قاره اي بود. شبكه تلفني سوئيچ همگاني ثابت تماس هاي تلفني را از تلفن هاي خط زميني به يك ايستگاه زميني منتقل مي كند ، سپس آنها از طريق ماهواره زمين ثابت در مدار زمين يك بشقاب ماهواره اي دريافتي را منتقل مي كنند. پيشرفت در كابل هاي ارتباطي زيردريايي ، از طريق استفاده از فيبر نوري ، باعث كاهش استفاده از ماهواره براي تلفن ثابت در اواخر قرن 20 شده است ، اما آنها هنوز هم به طور انحصاري به جزاير دورافتاده مانند جزيره معراج ، سنت هلنا ، ديگو گارسيا و جزيره ايستر ، جايي كه هيچ كابل زيردريايي در آن كار نمي كند. همچنين برخي از قاره ها و برخي از مناطق كشورها وجود دارد كه ارتباطات تلفني ثابت به ندرت وجود ندارد ، به عنوان مثال قطب جنوب ، به علاوه مناطق بزرگ استراليا ، آمريكاي جنوبي ، آفريقا ، كاناداي شمالي ، چين ، روسيه و گرينلند.
پس از تاسيس خدمات تلفني از راه دور تجاري از طريق ماهواره هاي ارتباطي ، تعداد ديگري از ارتباطات از راه دور تجاري نيز از ماه 1979 به ماهواره هاي مشابه سازگار شدند ، از جمله تلفن هاي همراه ماهواره اي ، راديو ماهواره اي ، تلويزيون ماهواره اي و دسترسي به اينترنت ماهواره اي. اولين سازگاري براي اكثر اين سرويس ها در دهه 1990 اتفاق افتاد ، زيرا قيمت كانال هاي فرستنده ماهواره تجاري همچنان به طور قابل توجهي كاهش مي يابد.
فيبر نوري در سال 1970 توسط Corning Glass Works ، با ميرايي به اندازه كافي كم براي اهداف ارتباطي (حدود 20dB / كيلومتر) ، توسعه يافت و همزمان ليزرهاي نيمه هادي GaAs (گاليم آرسنيد) ساخته شدند كه جمع و جور بودند و بنابراين براي انتقال نور از طريق كابل هاي فيبر نوري براي مسافت هاي طولاني.
پس از يك دوره تحقيق از سال 1975 ، اولين سيستم ارتباطات فيبر نوري تجاري ايجاد شد كه با طول موج حدود 0.8 ميكرومتر كار مي كرد و از ليزرهاي نيمه هادي GaAs استفاده مي كرد. اين سيستم نسل اول با سرعت بيت 45 Mbps با فاصله تكراركننده تا 10 كيلومتر كار مي كند. به زودي در 22 آوريل 1977 ، General Telephone and Electronic اولين ترافيك تلفني زنده را از طريق فيبر نوري با سرعت 6 مگابيت بر ثانيه در لانگ بيچ ، كاليفرنيا ارسال كرد.
به نظر مي رسد اولين سيستم كابل فيبر نوري شبكه گسترده در جهان در سال 1978 توسط Rediffusion در هاستينگز ، سا******** شرقي ، انگلستان نصب شده است. اين كابل ها در كانال هاي شهر قرار گرفته بودند و بيش از 1000 مشترك داشتند. آنها در آن زمان براي انتقال كانالهاي تلويزيوني مورد استفاده قرار مي گرفتند ، زيرا به دليل مشكلات دريافت محلي در دسترس نبود.
اولين كابل تلفن ترانس آتلانتيك كه از فيبر نوري استفاده كرد TAT-8 بود كه مبتني بر فناوري تقويت ليزر بهينه شده Desurvire بود. در سال 1988 به بهره برداري رسيد.
در اواخر دهه 1990 تا 2000 ، مروجين صنعت و شركت هاي تحقيقاتي مانند KMI و RHK پيش بيني افزايش گسترده تقاضا براي پهناي باند ارتباطات به دليل افزايش استفاده از اينترنت و تجاري سازي خدمات مختلف مصرف كننده با پهناي باند ، مانند ويدئو درخواستي . ترافيك داده هاي پروتكل اينترنت به طور تصاعدي در حال افزايش بود ، با سرعت بيشتري نسبت به پيچيدگي مدار مجتمع تحت قانون مور افزايش يافته بود. [16]