第一章

从0到5的演化与逻辑

通信技术的发展目标是非常清晰的，它就是要降低乃至消除时空距离对社会活动的限制。在实现这一目标的过程中，通信技术必然会对经济社会中的各行各业产生巨大影响，因为，一切社会活动总是会寻求时空最短距离进行，这样做消耗的能量最小，获得的收益最大。为此，旧的低收益的生产模式就必然会被抛弃，利用新通信技术的新生产模式必然就会形成。新的商业角色将会出现，旧的商业角色和商业价值则会被重新定位，产业的商业回报也会被重新分配。小到一个社会经济单元，大到整个国家均是如此，这就是随着通信技术变革而形成的商业发展机会。

虽然通信技术的发展目标是清晰的，但是其发展的路径却有很多不同的选择。历史上出现过众多的通信技术方案，有些成功了，有些则被抛弃了。被抛弃的技术方案之中，不乏构思卓越而理想丰满者。其中的缘由，我们只有通过解析通信发展的历史才能体会。好在，通信的发展历史并不是很长，我们完全有能力全面而细致地观察其中的脉络。

超距离信息传递，通信系统的原始构建

如果广泛地定义通信，那么无论是信件传递还是代人捎话乃至市井中流言的传播都是通信的形式，但是以这些通信的形式传递信息需要太长的时间。信息是存在时效性的，信息传递本身所花费的时间越长，信息本身的价值也就越低，直到越过某一时间阈值，信息价值便会陡降为零。所以，提升通信速度，就是保障信息价值，这也是通信技术演进的一大命题。直到今天，低时延通信仍然是通信技术发展的核心内容之一。信息社会与传统经济社会的最大差异也是在于信息网络对于信息价值的保障能力上。

但仅有信息传播速度是不够的，系统传递信息的容量也是通信技术的原生命题。中国早在西周时代就构建了烽火通信机制，可以很好解决通信的速度问题。而且为了增加传播距离，在秦朝还使用了万里长城的烽火台系统，在更广阔的范围内进行信息的中继传递。尽管中继本身需要时间消耗，但对于古代需要烽火传递的信息而言，那些中继延迟基本可以忽略不计。但是这种烽火通信的方式存在的最大问题就是信息容量太低了。信息编码只有0和1，1（烽火点燃）代表危机，0（烽火熄灭）代表太平。0和1无法表达周幽王的真实用意，否则也许他可以告诉众诸侯看在多年君臣关系的面子上，配合自己的娱乐项目，也不必导致灭顶之灾。

说到这些古今一致的通信需求，不得不谈到一个奇妙的螺旋形发展模式：似乎很多通信相关技术的发展就隐藏在一个螺旋式的发展模式之中。我们所谈到的烽火通信系统、旗语（Flag Signal）、臂板通信（Semaphore）等人类最古老的通信形态不但是通过光作为传输媒介的，而且是采用数字编码的！这与我们今天最先进的通信机制似乎有某种有趣的内在联系。这些通信机制可以被统称为Telegraph。我们长期以来，认为Telegraph是电报的意思，其实，电报的准确英文名称应该是Electrical Telegraph，只不过是由于其他形式的Telegraph已经不复存在了，所以人们将其简称为Telegraph。Telegraph并没有一个专门的中文译名，我们权且按照它的词根原意和它的本质称其为超距离通信吧。

人类真正意义上的通信系统应该从电报的发明开始算起，电报对于通信最大的改变就是将通信的媒介从光变成了电，这是一个重要的里程碑，因为这很好地解决了通信的可靠性问题，用电路进行通信比通过视觉进行通信，自然干扰更少，传播距离更远，更适合满足通信的需求。

图1-1 威廉·库克

第一台电报机是由英国人威廉·库克（William Cooke）（见图1-1）和查尔斯·惠斯通（Charles Wheatstone）于1837年7月在伦敦和伯明翰的铁路车站之间向世人展示的。库克希望铁路公司能够广泛地使用他的电报信号系统替代铁路原有的气动信号系统，但几次都被拒绝。即便是最终大西方铁路公司（Gr-eat Western）全面接纳了库克的技术，铁路公司也一直坚持独家使用该系统，并拒绝库克允许将电报系统开放作为公共通信服务系统的诉求。为此，库克爵士自费延长了电报线路，并同意铁路公司可以免费使用它的电报系统，这样将电报系统向公众开放的意愿才得以实现。铁路一直是通信系统发展的慢行区是有原因的，直到今天这一现象依然存在，我们后续的章节在讨论5G时代的铁路通信系统时还会谈到这个问题。不过，铁路对于通信技术的发展应该算是起到了奠基的作用。因为，除了军事应用之外，第一个能让通信技术成为不可或缺的、重要内容的民用场所就是铁路。