遠隔通信の歴史②半導体の時代・タイムライン
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今回は遠隔通信の歴史の英語版Wikipediaの翻訳をします。
翻訳のプロではありませんので、誤訳などがあるかもしれません。正確さよりも一般の日本語ネイティブがあまり知られていない海外情報などの全体の流れを掴めるようになること、これを第一の優先課題としていますのでこの点ご理解いただけますと幸いです。翻訳はDeepLやGoogle翻訳などを活用しています。
翻訳において、思想や宗教について扱っている場合がありますが、私自身の思想信条とは全く関係がないということは予め述べておきます。あくまで資料としての価値を優先して翻訳しているだけです。
遠隔通信の歴史
半導体の時代
1950年以降の電気通信史の近代は、電気通信技術に半導体デバイスが広く採用されたことから、半導体の時代と呼ばれている。トランジスタ技術と半導体産業の発展は、電気通信技術の著しい進歩を可能にし、電気通信サービスの価格を大幅に低下させ、国営の狭帯域回線交換ネットワークから民間の広帯域パケット交換ネットワークへの移行をもたらした。その結果、電話加入者数は大幅に増加し、20世紀末には全世界で10億人近くに達した。
金属酸化膜半導体（MOS）大規模集積（LSI）技術、情報理論、セルラーネットワーキングの発展により、手頃な価格の移動体通信が開発された。20世紀末にかけて電気通信産業が急成長したのは、主に無線通信におけるデジタル信号処理の導入によるもので、低コストの超大規模集積（VLSI）RF CMOS（無線周波数相補型MOS）技術の開発がその原動力となった。
⬛テレビ電話
テレビ電話の発展には、音声通信に加えてライブ映像の使用を可能にするいくつかの技術の歴史的発展が関わっている。テレビ電話の概念は、1870年代後半にアメリカとヨーロッパで初めて一般化されたが、その初期の試行を可能にする基礎科学が発見されるには半世紀近くかかった。これは、テレビ電話として知られるようになった装置に初めて具現化されたもので、電気電信、電話、ラジオ、テレビなど、いくつかの電気通信分野における集中的な研究と実験から発展したものである。
重要なビデオ技術の開発は、まず1920年代後半にイギリスとアメリカで始まり、特にジョン・ロジー・ベアードとAT&Tのベル研究所が拍車をかけた。これは、少なくともAT&Tにとっては、電話の使用を補う補助的な役割を果たすために起こったことであった。多くの組織が、テレビ電話は普通の音声通信よりも優れていると考えていた。しかし、テレビ電話が実用化される、あるいは普及するよりもずっと前に、ビデオ技術はアナログテレビ放送に導入されることになっていた。
ジョン・ロジー・ベアード
テレビ電話は、20世紀半ばから後半にかけて、従来の音声電話システムと並行して発展した。20世紀後半になって、強力なビデオ・コーデックと高速ブロードバンドが登場して初めて、テレビ電話が実用的な常用技術となった。インターネットの急速な改良と普及により、インターネット電話を頻繁に利用するビデオ会議やウェブカメラの利用、テレプレゼンス技術により出張の必要性を減らしたビジネスでの利用を通じて普及した。
実用的なデジタルテレビ電話は、非圧縮ビデオの帯域幅要件が非現実的に高いため、ビデオ圧縮の進歩によって初めて可能になった。ビデオ・グラフィックス・アレイ（VGA）品質のビデオ（解像度480p、256色）を生の非圧縮ビデオで実現するには、92Mbpsを超える帯域幅が必要だった。
5億ドル以上の費用をかけた数十年にわたる研究開発の成果である。
⬛衛星
アメリカ初の通信中継衛星は1958年のプロジェクトSCOREで、テープレコーダーを使って音声メッセージを保存・転送した。この衛星は、ドワイト・アイゼンハワー合衆国大統領から世界にクリスマスの挨拶を送るために使われた。1960年、NASAはエコー衛星を打ち上げた。100フィート（30m）のアルミ蒸着PETフィルム気球は、無線通信用の受動反射器として機能した。同じく1960年に打ち上げられたフィルコ社製のクーリエ1Bは、世界初の能動型中継衛星であった。最近の衛星は、GPS、テレビ、インターネット、電話など多くの用途に使われている。
テルスターは、初のアクティブなダイレクトリレー商業通信衛星である。AT&T、ベル電話研究所、NASA、英国郵便総局、フランス国家PTT（郵便局）の衛星通信開発に関する多国間協定の一環としてAT&Tに属し、1962年7月10日にNASAによってケープカナベラルから打ち上げられた。リレー1は1962年12月13日に打ち上げられ、1963年11月22日に太平洋を横断して放送する最初の衛星となった。
通信衛星の最初の、そして歴史的に最も重要な用途は、大陸間長距離電話であった。固定公衆交換電話網は、固定電話からの電話を地球局に中継し、そこから地球軌道上の静止衛星を経由して受信衛星アンテナに送信する。光ファイバーの利用による海底通信ケーブルの改善により、20世紀後半には固定電話用の衛星の利用はいくらか減少したが、アセンション島、セントヘレナ島、ディエゴ・ガルシア島、イースター島など、海底ケーブルが開通していない離島では、いまだに衛星が独占的にサービスを提供している。また、南極大陸をはじめ、オーストラリア、南アメリカ、アフリカ、カナダ北部、中国、ロシア、グリーンランドなど、固定電話サービスがほとんどない大陸や地域もある。
通信衛星を利用した商用長距離電話サービスが確立された後、1979年以降、携帯衛星電話、衛星ラジオ、衛星テレビ、衛星インターネット・アクセスなど、多くの商用通信が同様の衛星に対応するようになった。商用衛星トランスポンダー・チャンネルの価格が大幅に下落し続けたため、このようなサービスのほとんどが最も早く適合したのは1990年代であった。
2001年10月29日、ベルナール・ポーション、アラン・ロレンツ、レイモン・メルウィグ、フィリップ・ビナントによる長編映画の欧州初の衛星によるデジタルシネマ伝送が実現し、実演された。
⬛コンピュータネットワークとインターネット
1940年9月11日、ジョージ・スティビッツは、テレタイプを使ってニューヨークの複素数計算機に問題を送信し、ニューハンプシャー州のダートマス大学で計算結果を受信することができた。中央集中型のコンピュータまたはメインフレームと遠隔地のダム端末というこの構成は、1950年代を通じて普及し続けた。しかし、研究者たちがパケットスイッチングを研究し始めたのは1960年代になってからであった。パケットスイッチングとは、データのかたまりを、最初に中央集中型のメインフレームを経由することなく、異なるコンピュータに送信できるようにする技術である。1969年12月5日、カリフォルニア大学ロサンゼルス校、スタンフォード研究所、ユタ大学、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の間に4ノードのネットワークが出現した。このネットワークがARPANETとなり、1981年までに213ノードで構成されることになる。1973年6月、ノルウェーのNORSARプロジェクトに属するネットワークに、最初の非米国ノードが追加された。まもなくロンドンのノードがこれに続いた。
デジタルコンピュータの父と称される
世界で初めて運用されたパケット通信コンピュータネットワーク
ARPANETの開発の中心はRequest for Commentsプロセスであり、1969年4月7日にRFC 1が発行された。このプロセスは、ARPANETが最終的に他のネットワークと合併してインターネットを形成し、今日のインターネットが依拠するプロトコルの多くがこのプロセスで規定されたものであるため、重要である。最初の伝送制御プロトコル（TCP）の仕様であるRFC 675（インターネット伝送制御プログラムの仕様）は、ヴィントン・サーフ、ヨーゲン・ダラル、カール・サンシャインによって書かれ、1974年12月に発行された。インターネットワーキングの略語として「インターネット」という言葉を生み出した。1981年9月、RFC 791でインターネットプロトコルv4（IPv4）が発表された。これにより、今日のインターネットの多くが依存しているTCP/IPプロトコルが確立された。ユーザーデータグラムプロトコル（UDP）は、TCPとは異なり、パケットの整然とした配信を保証しない、より緩やかなトランスポートプロトコルであり、1980年8月28日にRFC 768として提出された。電子メールプロトコルであるSMTPは1982年8月にRFC 821で導入され、ハイパーリンクインターネットを可能にするプロトコルである[[HTTP|http://1.0]]は1996年5月にRFC 1945で導入された。
しかし、すべての重要な開発がコメント募集プロセスを通じて行われたわけではありません。ローカルエリアネットワーク（LAN）用の2つの一般的なリンクプロトコルも1970年代に登場した。1974年10月29日、オロフ・ソーデルブロムによってトークンリング・プロトコルの特許が出願された。イーサネット・プロトコルに関する論文は、ロバート・メトカーフとデイビッド・ボッグスによって『Communications of the ACM』誌1976年7月号に掲載された。イーサネット・プロトコルは、ハワイ大学の電気工学研究者が開発したALOHAnetプロトコルにヒントを得ていた。
イーサネットの共同発明者の一人
インターネットへのアクセスは、旧来の電話網やテレビ網を利用して、世紀後半に普及した。
⬛デジタル電話技術
MOS技術は当初、アナログ電話アプリケーションに実用的でないと判断したため、ベルによって見過ごされていた。MOS技術は最終的に、1970年代初頭にカリフォルニア大学バークレー校で元ベルのエンジニア、デビッド・A・ホッジスがポール・R・グレイと開発した、アナログとデジタルの信号処理を1チップにまとめたMOSミックスドシグナル集積回路によって、電話アプリケーションで実用化されるようになった。1974年、ホッジスとグレイはR・E・スアレスと共同でMOSスイッチトキャパシタ（SC）回路技術を開発し、データ変換にMOSFETとMOSキャパシタを用いたデジタル・アナログ・コンバータ（DAC）チップを開発した。続いて、1975年にグレイとJ.マクレアリーが開発したアナログ・デジタル変換回路（ADC）チップも開発された。
MOS SC回路は、1970年代後半にPCMコーデック・フィルター・チップの開発につながった。1980年にホッジスとW・C・ブラックによって開発されたシリコンゲートCMOS（相補型MOS）PCMコーデック・フィルター・チップは、それ以来デジタル電話の業界標準となっている。1990年代までに、公衆交換電話網（PSTN）などの電気通信ネットワークは、超大規模集積（VLSI）CMOS PCMコーデック・フィルターによってほぼデジタル化され、電話交換機やデータ伝送アプリケーションの電子交換機に広く使用されるようになった。
⬛ワイヤレス革命
ワイヤレス革命は1990年代に始まり、デジタルワイヤレスネットワークの出現は社会革命をもたらし、携帯電話、ポケットベル、ワイヤレスコンピュータネットワーク、セルラーネットワーク、ワイヤレスインターネット、ワイヤレス接続を備えたラップトップやモバイル端末などの商用ワイヤレス技術の普及を含む、有線からワイヤレス技術へのパラダイムシフトをもたらした。ワイヤレス革命は、無線周波数（RF）とマイクロ波工学の進歩、およびアナログRF技術からデジタルRF技術への移行によって推進されてきた。
モバイル端末の2つの例
デジタル・ワイヤレス・ネットワークを可能にするRF技術の主要コンポーネントである金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET、MOSトランジスタ）技術の進歩は、この革命の中心であった。日立は1969年に縦型パワーMOSFETを開発したが、パワーMOSFETが実用化されたのは1976年にラグルがそのコンセプトを完成させてからである。1977年、日立はオーディオ用パワー出力段として実用的なプレーナー型DMOSを発表した。その後、1980年代後半にカリフォルニア大学ロサンゼルス校のアサド・アビドによってRF CMOS（高周波CMOS）集積回路技術が開発された。1990年代までに、RF CMOS集積回路はRF回路として広く採用され、ディスクリートMOSFET（パワーMOSFETおよびLDMOS）デバイスはRF電力増幅器として広く採用され、デジタル無線ネットワークの開発と普及につながった。基地局モジュール、ルーター、通信回路、無線トランシーバーなど、現代のワイヤレス・ネットワークに不可欠な要素のほとんどはMOSFETで構築されている。MOSFETの微細化により、無線帯域幅は急速に拡大し、（エドホルムの法則で指摘されているように）18ヵ月ごとに倍増している。
アサド・アビド
タイムライン
⬛視覚、聴覚、補助的方法（非電気的方法）
先史時代： 焚き火、ビーコン、煙信号、通信ドラム、角笛
紀元前6世紀：郵便
前5世紀：伝書鳩
前4世紀：水力通信
15世紀：海上旗通信
1672年：最初の音響（機械）電話の実験
1790年：通信ライン（光電信）
1867年：信号灯
1877年：音響蓄音機
1900年：光学写真
⬛基本的な電気信号
1838年：電気電信
1830年代：「ワイヤレス電信」の開発の試み開始、電線を必要としないため、地面、水、空気、その他の媒体を伝導に使用するシステム
1858年：初の大西洋横断電信ケーブル
1876年：電話
1880年：光線式光電話による電話
⬛高度な電気・電子信号
1896年：無線に基づく初の実用的無線電信システム
1900年：最初のテレビは白黒画像のみを表示した。その後数十年の間にカラーテレビが発明され、より鮮明でフルカラーの画像が表示されるようになった。
1914年：北米初の大陸横断電話
1927年：テレビ
1927年：初の商用ラジオ電話サービス、イギリス-アメリカ
1930年：初の実験的テレビ電話
1934年：初の商用無線電話サービス（日米間
1936年：世界初の公衆テレビ電話ネットワーク
1946年：自動車向け限定容量移動電話サービス
1947年：初めて実用化されたトランジスタ
1950年：半導体の時代が始まる
1956年：大西洋横断電話ケーブル
1962年：商用通信衛星
1964年：光ファイバー通信
1965年：北米初の公衆テレビ電話網
1969年：コンピュータネットワーク
1973年：現代初の携帯電話
1974年：インターネット
1979年：インマルサット船舶対陸上衛星通信
1981年：初の携帯電話ネットワーク
1982年：SMTP電子メール
1998年：モバイル衛星携帯電話
2003年：VoIPインターネット電話
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最後に
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