私たちはインターネットが基本的人権である情報化時代に生きています。現在の開発レベルに到達することは容易ではありませんでしたが、私たちは可能になり、今ではテクノロジーによってその未来を生きることができます。これは最近まで本のページでしか明らかにされていませんでした。技術が突然現れたのではないことは明らかであり、それらのいくつかは遠い過去に根ざしています。
これらの技術の1つは光通信です。古くから使われてきました。しかし今では、水中高速道路、衛星レーザーシステムなどがあります。光通信が時間とともにどのように進化してきたかを見てみましょう。
セマフォとヘリオグラフ
光の速度が音の速度よりもはるかに速いという事実は、人々はずっと前に理解していました。そして、彼らはこの知識を実際に適用し始めました。たとえば、古代ギリシャで積極的に使用された光信号について話しています。もちろん、彼らは光や他の文明を使うことを推測しましたが、ギリシャ人の間では、これらすべてが特によく発達していました。
グラフィック電信-ギリシャ、テッサロニキの博物館からの再建ギリシャ
人はフリクトリアとして知られるシステムを構築しました。これらは山の頂上にある塔です。塔の警備員は鎖状に火を灯し、最大50kmの距離ではっきりと見えました。したがって、送信されたメッセージは非常に迅速に目的のポイントに到達しました。トロイの捕獲についてのメッセージがギリシャ中に広まった方法であるとさえ言う情報源もあります。
光信号のための特別なコードを思いついたのはギリシャ人でした。塔にはそれぞれ5本の松明からなる2つのグループがありました。それらのそれぞれは、ポリュビオスの正方形の要素を表し ます。したがって、このマトリックス内の要素の位置を変更することで、さまざまなメッセージをエンコードおよび送信できるようになりました。もう1つのオプションは、第一次ポエニ戦争中にシチリア島とカルタゴの間でメッセージを送信するために使用された水圧通信です。
ウィキペディアはこの電報について次のように述べています。「さまざまな事前定義されたコードが、高さのさまざまなポイントでロッドに適用されました。メッセージを送信するために、送信側のオペレーターは懐中電灯を使用して受信側のオペレーターに信号を送ります。同期すると、コンテナの下部にあるノズルが同時に開きます。水位が希望の値に達するまで水が排出され、その後、センダーがトーチを下げ、オペレーターが同時に蛇口を閉じます。したがって、送信者のトーチの可視性の持続時間は、特定の事前定義されたコードおよびメッセージと相関させることができます。」
セマフォはずっと後に使用されました。 18世紀 に作成されました別の種類の腕木通信で、そのネットワークは後にフランス全土に広がりました。それは軍事通信ネットワークでした。
システムの別の要素は、可動ポールを備えたタワーです。 「アルファベット」は、各文字が極に対して特定の位置を持っている場合に開発されました。パリとリールの間に最初の腕木通信が建設されました。ポールの位置は196の異なる位置を使用して変更されたため、文字だけでなく個々の単語も表現することができました。各ステーションには2人の従業員がサービスを提供しました。 1つは隣接する塔とその極を監視し、2つ目は隣接する塔の位置をコピーしました。このシステムの問題点は、日中のみ、比較的良好な気象条件でのみ機能することでした。雲、雨、暗闇-これらすべてがセマフォの動作を停止させました。
しかし、日中や天気の良い日には、システムは問題なく機能しました。データ転送速度は、隣接するステーション間で1分あたり約2〜3文字です。パリからリールまで、約2分で1人のキャラクターが到達しました。これは230kmです。その時、それはただの夢でした。
いずれかの信号に基づくシステムは、19世紀と20世紀、特に戦時中に広く使用されていました。モールス信号の発明以来、物事は何度も単純化されてきました。
ベルの発明
現在、オーディオ信号がレーザーを使用して送信される多くのDIYプロジェクトがあります。そのようなシステムを構築することはそれほど難しくありません。しかし、これらのプロジェクトはすべて、1880年に「フォトフォン」を作成したアレクサンダーベルのアイデアに基づいています。その中の情報の主なキャリアは、もちろんレーザーではなく光ですが、日光です。同時に、ベルが彼の最も重要な発明と見なしたのはフォトフォンであり、電話ではありませんでした。
このデバイスの動作は、太陽光にさらされたときに導電率を変化させるセレンの特性に基づいています。それらは鏡から反射され、鏡は音の影響を受けて振動します。ここでの信号受信機は、単なる結晶性セレンセルです。ミラーは、光源からの光を集束または散乱させることによって光線を変調しました。ベルとパートナーは、約213メートルの距離で信号を送信するのに役立つテストセットアップを作成しました。
しかし、もちろん、このデバイスには、晴天時や比較的短い距離でのみ動作する機能など、非常に多くの欠点がありました。しかし、それでも、ベルの発明は現代の光ファイバー回線の先駆けと見なされています。
そして-グラスファイバー
いくつかの軍事プロジェクトを除外すると、20世紀の電気通信は、同軸ケーブルと1〜10GHzの周波数の放射線を使用して実装されました。これが、前世紀の70年代に光ファイバーが登場するまでの様子です。すぐに、それは巨大な帯域幅を持つ主要な通信チャネルになりました。
ファイバーは、同軸通信の課題に対する答えになりました。その主な欠点は、伝送損失を補償するために、信号を1kmごとに増幅する必要があることです。無線無線周波数（RF）通信では、リピーターの間隔をはるかに長くすることができますが、どちらの場合も、RFキャリア周波数が「低い」ため、帯域幅は約100Mbpsに制限されます。
光ファイバーはこれらすべての問題を解決しました。そして数年後、光ファイバーは今日のようになりました。そのため、1977年に、General Telephone and Electronics（現在のGTE Corporation）は、6Mbpsの速度で光ファイバーシステムを介して世界初の直通電話トラフィックを送信しました。今日、世界の光ファイバーネットワーク は4億キロメートルを超えており、太陽までの距離のほぼ3倍です。
光ファイバ通信は、波長多重化、時分割多重化、または空間分割多重化などの多重化技術によって改善されています。実験室では、これらの方法の組み合わせが優れた結果を示しています。データは11 Pbit / sの速度で転送され、1キロメートルあたりわずか5％の損失でした。リピーターは80kmごとに設置されますが、これはもちろん同軸ケーブルの場合よりもはるかに優れています。
電球からのインターネット
ファイバーに加えて、ケーブルを使用せずに高速データ伝送を行う方法が他にもあります。これはそのまま無線光通信です。LiFiは、双方向の高速無線通信技術です。
確かに、この方法では、白熱電球ではなく、LED電球が必要です。このテクノロジーが視線内でのみ機能することは明らかであり、データ転送ポイントから離れるほど、接続が悪化します。
システムがどのように機能するかを説明する最初の図の1つ。ここでは、スマートフォンの代わりにハンドヘルドを
使用しています。LiFiの場合、独自のプロトコルであるIEEE 802.15.7が開発されました。これは、帯域幅が異なる3つの物理（PHY）層を定義します。
- PHY Iは屋外で使用するように設計されており、11.67Kbpsから267.6Kbpsの速度で動作します。
- PHY IIでは、1.25Mbpsから96Mbpsのデータレートを実現できます。
- PHY IIIは、特定の変調方式であるカラーシフトキーリング（CSK）を使用して複数のソース用に設計されています。これは、波長シフトキーイングとして変換できます。PHY IIIは、12Mbpsから96Mbpsの速度に到達できます。
この技術はあまり普及していませんが、いくつかの場所で使用されています。基本的に、私たちは、ほとんどすべての無線通信が不可能または困難な、強い電磁干渉のある場所での産業システムについて話しています。
遠距離恋愛と無線光通信はどうですか？
残念ながら、ここで自慢することはあまりありません。多くの企業が、レーザーやその他の光学システムを使用したデータ伝送技術のテストを開始しています。しかし、原則として、これらのテストは実験室やテストサイトを超えることはありませんでした。
たとえば、昨年、Alphabetの開発者は、ケニアで光を使用する実験的なワイヤレスネットワークを構築しました。これは光ファイバーではありません。システムの基本は光線であり、リモートの受信ポイントである受信ステーションに焦点を合わせます。
プロジェクトはプロジェクトタアラと名付けられました 。その実装の過程で、有線インフラストラクチャを展開することなく、約20kmの距離でデータ伝送を実現することができました。テストは良い結果を示しました。しかし、それにもかかわらず、プロジェクトは終了することが決定されました。
同じ会社の2番目のプロジェクトであるLoonについても同じことが言えます。このプロジェクトは数年前から開発されていましたが、ほんの数週間前に閉鎖することにしました。
実装されている小さなプロジェクトがあります。たとえば、コルザは約10 Gbpsの速度でレーザー通信を提供しますが、距離は150 mを超えません。場合によっては、インターネットプロバイダーはレーザー送信機を使用してメインバックボーンから離れた通信設備を提供します。ユーザーがそのようなシステムを作成することもありますが、そのようなシステムはあまり一般的ではありません。
さらに、今年の初めに、イーロン・マスク は、スターリンク衛星が極地をカバーするためにレーザー通信を備えていたと言いました。そして1年以内に、軌道に送られるすべてのスターリンク衛星はレーザー通信を備えます。
追加のタイプの通信のおかげで、アラスカの居住者は、FCCへの申請で説明したように、インターネットへのブロードバンドアクセスも受けることができ ます。
レーザーを使用すると、衛星は地上局だけでなく、相互に連絡を取り合うことができます。「同僚」が同じ軌道面内、または隣接する軌道面のどこにいるかは関係ありません。したがって、オペレーターは地上局の数を最小限に抑えることができ、地上局がまったくない遠隔地域のカバレッジエリアを拡大します。さらに、衛星と地上局の間の仲介者の数が減少するにつれて、待ち時間は減少します。
