无线和无声媒体论文(3)
撰写于：2015年1月23日
作者：silex Wi-Fi专家
拨号到宽带
互联网的连接最初也像个人电脑通信一样，依赖于现有的基础设施...使用“调制解调器（MODEM, MOdulator-DEModulator）”将数字数据转换为声音信号，通过电话线路传输。在70年代的EDPS连接和草根网络中，使用的是声耦合器（Acoustic coupler），它采用现有的电话线路，以150～600bps的速度进行通信，这种速度只能让流过的文字一个个地被阅读。
进入80年代后，随着专门用于通过电话线连接计算机的设备——调制解调器（Modem）的出现，数据传输速度开始以1200、2400、4800、9600、14.4K、28.8K、33.6K、56K等速度，几乎每年翻倍的速度得到提升。到了90年代末期，围绕56Kbps调制解调器的标准规格，U.S. Robotics公司的X2方式和Rockwell/Lucent公司的K56FLEX方式之间展开了一场（无果的）竞争，这已经成为了往事。
这些通过电话线路进行的连接方式被称为“拨号上网”。当你想上网时，需要连接服务提供商的接入号码，使用完毕后再断开连接。这种方式自然会导致除了支付服务提供商的费用外，还要支付电话费用。特别是在电话费较高的日本，像“电话折扣”这样的深夜电话折扣服务非常有用，但这些现在都已经是过去的事情了。
随着90年代后期互联网的利用价值逐渐提高，人们开始渴望比拨号上网更快、更稳定的专用互联网连接，也就是通常所说的“宽带连接”。这个问题被称为“最后一英里”问题，提出了多种解决方案，但最终通过在电话线上传输高频信号的ADSL方式几乎成为了业界标准。进入2000年后，能够提供100Mbps以上链接速度的光纤（FTTH：Fiber To The Home）在日本的城市地区尤其普及，并逐渐取代了ADSL。然而，在世界范围内，光纤的普及率仍然相对较低。
宽带不仅比拨号上网速度快得多，而且它的一个关键特点是“随时可用”的常时连接。“有网络是理所当然的”“保持连接是理所当然的”——这种在90年代只有大学和大企业研究所才能拥有的环境，现在已经成为普通家庭的常态，仔细想想，这真是一件了不起的事情。
64-64-128
与拨号上网和ADSL的趋势不同，在日本，1990年代中期，随着邮政省（当时）的电话线路数字化政策（INS：Information Network System），家庭电话线路的ISDN化得到了推进。面向家庭用户提供了一种名为2B+D的数字数据通信服务，该服务包括两条64Kbps的B信道和一条用于控制的D信道，最高可达128Kbps（NTT的商品名为“INSnet64”），并以“轻松、简单、一级棒”的口号进行了推广。
当时的拨号调制解调器刚刚发展到56K的时代，而提供128Kbps的ISDN线路在当时具有一定的吸引力。然而，ISDN终究是“数字电话”，必须支付通话费用并像使用模拟电话一样拨打服务商的电话才能连接，这与被称为“宽带连接”的常时在线连接相比，还是显得有些不完全。在2000年，推出了常时连接、包月制的“Flets ISDN服务”，但是其64Kbps（1B线路）的规格与1.5～8Mbps的ADSL以及100Mbps以上的FTTH相比明显逊色，因此它未能成为宽带连接的主流。
ISDN的起源可以追溯到1970年代的OSI概念，它的兴衰也与OSI和IP这两种“官方与实际使用的两种标准”的历史紧密相关。如果有机会，我们也来聊聊这个故事。
无线世界
大约在2000年左右，与当时已经普及的有线宽带连接相比，面向移动体的互联网连接服务（即无线互联网）的普及要晚一些。特别是在日本，NTT Docomo提供的独有的网络服务“i-mode”非常流行，而NTT在提供IP连接服务方面的消极态度也是其中一个原因。
在海外，通过GSM（2G）和CDMA（3G）技术提供了IP连接服务，但最初由于移动终端的性能较低，只能显示单色字符，因此除了连接到电脑作为调制解调器使用外，几乎没有其他用途。为了从功能有限的终端访问WWW，定义了一个简化的WEB协议“WAP(Wireless Application Protocol, 1999)”，但由于性能实在太差，最终被讽刺地称为“What A Pity（多么遗憾的东西）”。
改变这一状况的是配备了高分辨率彩色屏幕的智能手机(Smartphone)，特别是2007年发布的Apple iPhone大获成功，彻底改变了人们与互联网的互动方式。移动互联网从“少数狂热者的爱好”变成了“每个人都在做的理所当然的事情”，这种价值观的变化导致了在外出时查看时刻表、在机场附近搜索酒店和餐馆时使用互联网变得“更加理所当然”。
继iPhone之后，以Android为代表的多品牌智能手机纷纷登场，移动运营商为了应对数据线路容量的爆炸性增长，进行了被称为“3.5G”“3.75G”的过渡性速度提升，同时，为了争夺被称为“4G”的下一代数字移动通信标准的地位，各自展开了激烈的竞争。IEEE802.16e WiMax和 Willcom XGP确实成为了引人注目的话题。它们不仅在技术上有各自的优势和劣势，而且也代表了来自不同行业的对移动运营商的挑战（WiMax 来自电器行业，Willcom 来自PHS运营商）。
确实，正如您所知，XGP随着Willcom公司的退出而告败。WiMax在日本的城市中心地区取得了一定的成功，但在世界范围内，移动通信行业最初称为“3.9G”的LTE技术成为了被广泛认可的“事实上的4G”技术。LTE是Long Term Evolution的缩写，这个名字并没有深刻的含义，可以理解为它不是像“3.5G或3.75G”那样的过渡性技术。
这些4G技术在基本原理上保持一致，采用了在IEEE802.11n无线局域网中广为人知的MIMO-OFDM技术。此外，在4G LTE中，仍然存在3G兼容的语音服务和OFDM的数据连接服务以不同格式混杂在一起的情况，因此也在推进将所有服务统一到数据网络的VoLTE（Voice over LTE）技术（这有时也被称为“4.5G”）。
5GHz 用于 5G？
下一代无线服务被称为“5G”，预计实施时间在2020年之后，但在这个行业中，这听起来像是一个遥不可及的笑话。5G的目标据说是达到1Gbps的速度，但这更像是一个目标指标，如果没有确定的技术策略，也不能肯定就能实现。
只要使用无线电波作为传输介质，传输信息量的理论上限就由弗里斯公式和香农公式决定（取决于发射功率和频带宽度）。目前，使用多级QAM x OFDM多载波传输技术已经实现了接近香农极限的传输效率。由于4G LTE已经采用了MIMO-OFDM技术，因此在相同的频谱资源下，很难期待会有大幅度的速度提升。同时，也不指望政府会释放新的（而且频率宽的）频谱资源。
在讨论5G时，确实出现了一些非常激进的提案，比如使用60GHz或90GHz的毫米波，甚至是使用可见光（Li-Fi）进行通信。然而，也有可能IEEE802.11ac无线局域网（WLAN）被蜂窝网络采用，成为所谓的“事实上的5G”。考虑到目前移动运营商为了分散LTE网络的流量，正在积极部署Wi-Fi热点，这似乎是一个非常现实的解决方案。
总结
从声耦合器到4G LTE，我们又回顾了大约40年的历史。最初作为电话网络的元媒体交换模拟声音的数据通信，已经爆炸性地普及，甚至电话网络本身也正在被重建在IP数据网络之上（例如VoIP和VoLTE）。在这40年里，计算机确实变得更小、更高性能和更便宜。今天，售价大约2000日元的蓝牙耳机中内置的5毫米见方的编解码器芯片内置DSP，其计算速度甚至可能超过1970年代占据EDPS的大型主机（虽然存储容量可能还无法与之相比）。这样的技术进步，我们理所当然地享受着，但仔细想想，这确实是件了不起的事情。
LTE服务和智能手机（智能平板电脑）在很多方面都与艾伦·凯在1972年提出的未来信息设备“Dynabook”概念相似。这种构想是一种便携式设备，可以随时随地携带，具有简单易用的操作界面，并且能够从任何地方连接到网络，与世界各地进行数据交换。对于40年前提出的这种先进概念，我们不得不表示敬意。（在日本，1980年代，坂村健氏在TRON项目中提出了“无处不在的计算”，这也是值得尊敬的远见。）反过来说，40年前还是梦想的未来，现在已经在我们的手掌之上实现了。
当然，智能手机和高速无线网络作为方便的日用品，它们的价值在于使“寻找机场附近的酒店和餐厅”等日常任务变得更加轻松。然而，不仅仅是这些“让以往能做的事情变得更便捷”的数量级改进，智能手机和高速无线网络带来的通信能力是否也引发了一些质的革新呢？简单来说，像战争、种族和民族歧视、性别歧视这样人类有史以来所面临的一些问题，如果能够通过这些技术得到哪怕一点点的解决就好了......互联网毕竟已经成为一种 “便利商品”，这种创新可能不会很快出现。革新可能并不是以自身为目的而发生的，而是在“方便的日用品”普及之后，随着人们的价值观和行为发生变化，作为这种变化的结果而出现的。
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