无线和无声媒体论文(1)
撰写于：2014年11月18日
作者：silex Wi-Fi专家
如今，“Wireless（无线）”这个词被解释为“作为媒体（Medium）使用电波的非接触式通信方式”，但仔细想想，“无线”这个词并没有包含“使用电波”的意思。实际上，许多电视和空调的无线遥控器使用的不是电波，而是红外线。甚至在早期的无线电视遥控器中，有些还使用了超声波。"无线"这个词的字面意思是“没有线（Wire Less）”，这仅仅是表示“不使用线”的通信方式，也就是说，它是“使用线的通信方式”——即“有线通信”的反义词。
尽管看起来令人惊讶，无线通信的历史比有线通信要古老得多。例如，对话就是一种使用大气作为媒介的声音信号的无线通信，而手势则是一种使用可见光的无线通信。信件则通过某种载体（如手递、信鸽、箭书等）使用纸张作为媒介进行传递，这也是一种无线通信。如果说到有线的话，那就得是像用绳子把信件吊起来传递或者用绳子打电话之类的东西了。
在讨论“有线和无线”之前，首先应该区分使用电信号的通信和其他通信方式。而且，几乎所有的非电通信都不使用“线”作为媒介（例如可见光、纸张、大气），因此可以说它们是“无线”的。而在电气通信中，使用电线被称为“有线方式”，使用无线电波（自由空间传播的电磁波）被称为“无线方式”。
电报
第一个使用电信号的实用通信系统是1836年由塞缪尔·摩尔斯投入使用的电报（Telegraph）。这个系统通过电信号驱动电磁铁产生断续的声音，用有无信号的长短音来传递通过摩尔斯电码（即所谓的点和划）符号化的字母和数字。
电报的特点在于其快速的传递速度。在此之前，最快的信息传递方式是使用可见光的方式（狼烟、手旗信号、发光信号），其中臂木通信网络曾创下 8 分钟在 550 千米之间传输信息的记录，实际上达到了相当于4000公里/小时的速度。但是，通过电线流动的电信号速度为30万公里/小时，可以说是数量级上的差异。而且，臂木通信需要在中继站由人工操作员转发信息，因此随着距离的增加和编码速度的提高，出错率也会上升。而电报则是通过机械方式转发电信号，其可靠性高得惊人，而且无需在中继站派驻人员，因此运营成本要低出一个数量级。与臂木通信不同，电报站间的连接几乎不受地平线或地形的限制。通过海底电缆，电报甚至能够跨越大洋，连接不同大陆，实现实时信息交换。
电报由于使用摩尔斯电码，存在发信和收信都需要技能训练的问题。而解决这一问题的，是利用电传输声音信号的电话（Telephone），据称由亚历山大·格拉汉姆·贝尔在1876年投入实际使用。电话的发明使得即使没有摩尔斯电码技能的人也能享受电力通信的好处，但电话是昂贵的精密机械，普及到普通家庭是很久以后的事情。在那之前，通过纸面委托给通讯员进行发送和接收的电报（Telegram）作为公共通信手段被广泛使用。如今，电报作为实用通信手段已经几乎消失，只剩下在庆典、婚礼、葬礼等场合发送贺电或唁电的习惯中保留其名字。
即使有线电报（后来是电话）的发展并普及，使用纸张作为媒介的通信手段（如报纸、书籍、信件）并没有消失。这是因为，尽管电报和电话在信息传递速度上很出色，但在信息密度上却远远不如纸质媒介。此外，电报和电话是一种一次性的通信方式，几乎缺乏信息存储和参考的能力，这也是一个原因。关于信息密度，后来出现的电视对纸质媒介构成了威胁，但在信息存储和参考能力方面，需要等待计算机网络的出现才能对纸质媒介构成威胁。
无线电台
无线电通信的实际应用是在有线电报之后不久实现的，伽利尔摩·马可尼在1899年启动了第一个商业服务。马可尼虽然考虑过用无线电报取代有线电报的通信基础设施，但无线电“不需要布线”的特点最终开拓了“移动通信（船舶通信）”这一新的应用领域。特别是在1912年4月14日的泰坦尼克号客轮沉没事件中，虽然发出了世界上第一个SOS信号，但未能有效利用无线电信息，这成为了需要解决的问题。之后为了有效利用无线电信息，相关的规定和条约逐渐被完善。到了20世纪20年代，船舶无线电已经从“有则方便”变成了“没有则困难”的设备。
另一方面，能够传递声音的无线电台（不是摩尔斯电码）的发明出人意料地早，与无线电报几乎是同一时期（1900年，由兰德尔·德·莫拉发明）的，但是无线电台进行声音广播是很久以后的事（1920年代，在美国）。虽然"原理已知"，但能否实际使用"使无线电广播台成为可能的大功率振荡器"和"普通市民能购买的低价格、高可靠性的无线电接收器"则是另外一回事。
这些初期的无线电波通信应用，摩尔斯无线电和无线电台，因为各自不同的理由而普及，这是一个有趣的点。摩尔斯无线电利用“不需要线=适合移动体通信”的特点，作为船舶的通信手段而普及。另一方面，无线电台利用“不需要线=只要设立发送端，就不需要向各个接收端布线”的特点，作为单向大众传媒（字面上的“广播(Broadcast)”）而普及。与原则上是双向通信的摩尔斯电报相比，无线电是单向的从广播电台到观众/听众的通信，这也是它的一个特点。将发射机和接收机组合起来可以制作出能够双向通信的无线电电话（收发信机），从原理上来说很简单，但这也花费了时间才成为实用的产品。关于无线电电话，我们稍后会再次提到。
即使摩尔斯电报和无线电台普及了，纸质媒体并没有消失，有线电报和电话仍然被长期使用。纸质媒体（报纸、书籍、信件）因其高信息密度和存储、参考能力，有线通信（电话、电报、电信）因其高速、高可靠性，无线通信因其不依赖基础设施（无线电广播站）或移动性（船舶、航空无线电），各自发挥着各自的特征并和谐共存。
电视
威胁纸质媒体的首个无线通信应用是电视（Television, TV）。实用的电子式电视接收机是在1927年由菲尔·范斯沃斯发明的，但大规模的商业电视广播是在第二次世界大战之后，也就是1948年之后才开始的。在日本，早在1953年NHK就开始了电视广播，街头的电视转播职业摔跤比赛吸引了大批人群围观，成为人们津津乐道的话题。电视广播开始不到10年，彩色电视就出现了，这进一步提升了电视作为大众传媒工具的地位。
电视传达了一种全新的信息形态——“动态图像”。当然，在电视出现之前，已经有了被称为“电影”的视频媒体，但电影是一种视频信息的积累和回放系统，很难称之为“通信手段”。与电视相近的，有一种在电影院放映的“新闻电影”类型，特别是在战争期间，各国都投入国家预算制作旨在鼓舞国民士气的新闻电影，但是否将其称为“通信手段”还有一定的争议。
电视带来的信息密度和即时性是革命性的，导致年轻一代不再阅读文字，只看电视，同时，开着电视生活成为理所当然的现象，这一代人被称为“电视族”。电视广告被认为是最重要且有效的销售促进手段，各制造商投入巨额成本制作电视广告，并通过赞助节目来确保观众能看到这些广告，大量的资金以电视为中心流动，构建了所谓的“电视黄金时代”。
电视的普及削弱了纸质媒体在“信息密度”方面的优势，但纸质媒体试图利用其 “存储和参考信息 ”的能力（电视不具备这种能力）与电视媒体共存，比如通过推出电视资讯杂志和热门剧集、动画的补充介绍书籍等，确实取得了一定的成功。直到计算机网络（互联网）出现，对电视和纸质媒体双方都构成了威胁。
与电信和电话从有线发展到无线的历程相对照，值得注意的是，电视从一开始就采用了无线电磁波进行广播的分发形式。电视台和无线电台一样，由相同的广播运营商运营，因此继承了相同的商业模式。但是，电视占用的频段比声音广播要宽得多，却没有遭到太大的反对就获得了频谱分配，这多少有些令人感到奇怪。想想现在的无线局域网等，即使是只有25毫瓦左右的输出功率，也有DFS（动态频率选择）、TPC（传输功率控制）、CCA（清除频道评估）等各种规定限制……。作为广播媒体的电视广播，就像过去的新闻电影一样，有可能操纵国民的意识，因此有人认为它受到了国家政府的优待，这是否属于歪曲事实（或者可以说是阴谋论之类的）呢？
有线电视广播，即有线电视的商业化，是在更晚的1980年代才开始的。随着观众口味的多样化，现有的频道分配（频道）已经无法满足需求，人们渴望有更多的频道不受无线电波管制的束缚，这种需求成为了推动其发展的主要动力。
手机
电视从一开始就是通过无线方式进行的，而电话则长期保持有线通信方式。这与无线电和电视广播是“一对多”、“单向”的，而电话是“多对多”、“双向”的有关。如果是单向广播，只需在一个地方建立一个大功率的广播站，就可以覆盖周边数十公里的观众，但如果要进行多对多、双向通信，每个通话者都需要有自己的发射机，如果所有人都试图同时通话，有限的频谱资源会迅速耗尽。
作为机械的无线电电话（Radio Transceiver）最初是为军事用途而推广的（在第一次世界大战中的1917年，为了从飞机向地面传达侦察信息而开发）。便携式的无线电电话机也是作为军用而被开发的。如果是老一辈的人，可能还记得在老电视剧《战斗》中，由维克-莫罗扮演的桑德斯中士拿着接收器大喊“Checkmate, this is King Two, White Rock respond!”的场景。这是1940年美国陆军实用化的SCR-300野战便携式无线电电话机，在战争时期被称为“步行对讲机（Walkie Talkie）”。
第二次世界大战后，无线电话变得更加小型化和低成本，民间使用的无线设备如业余无线电（Ham Radio）和市民无线（CB Radio）也开始出现。然而，业余无线电是许可制度，使用者受到限制，而无需许可的市民无线为了增加通信距离，非法提高功率的行为变得普遍，导致有限的频谱资源几乎枯竭，作为可靠的通信手段，它已经不再实用。
打破这种状况并实现可靠无线电话的革命性想法是“蜂窝电话（Cell Phone）”（1973年，由马丁·库珀和摩托罗拉公司推出）。在此之前的无线电话设备（军事、航空船舶、业余无线电/市民无线电）都是各个无线终端之间直接通信，因此通信距离受到发射功率的限制。但是，为了延长通信距离而增大功率会导致频谱被独占，其他用户无法通话，这是一个相互矛盾的问题。与此相对，蜂窝电话通过在服务区域内设置许多被称为“基站”的固定站，实现了一种系统，其中每个无线终端只需与最近的基站通信，然后由基站之间进行通信中继。换句话说，蜂窝电话放弃了“不需要基础设施建设”这一无线通信的特点，从而大幅降低了对终端设备（如发送功率）的要求，这是其关键所在。通过这种设计，使得原本不可能的大量无线终端能够被纳入基站网络中，实现了无线电话的小型化和低成本化。这种无线电话以“手机”的形式爆炸性地普及开来，这是众所周知的。
总结
电信、电话、无线电、电视以及手机，我们快速地穿越了150年的有线和无线通信历史。这只是一些在维基百科上可以查到的事实，但如果我们关注“这些媒体带来了什么价值”，并研究信息形态（文字、声音、图像）与媒体（电线、电波）的组合，我们可能会发现，我们一直认为是理所当然的事情，实际上并不是理所当然的。例如，尽管电视出现了，纸质媒体仍然存在，但为什么如今互联网的普及却使纸质媒体面临衰退的危机呢？如果我们从“信息传递速度”、“信息密度”和“信息存储与检索能力”这几个方面来考虑，就容易理解了。
下一篇文章我们将讨论计算机网络的话题。
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