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電気通信（複数形または略称のtelecomとも呼ばれる）とは、電気または電子的な手段を用いて、通常はケーブル、電波、その他の通信技術を介して、情報を遠隔地へ伝送することである。これらの伝送手段は、多重化のために通信チャネルに分割することができ、単一の媒体で複数の同時通信セッションを伝送することが可能となる。19世紀、20世紀、21世紀に発明された長距離通信技術は、一般的に電力を使用しており、電信、電話、テレビ、ラジオなどが含まれる。
初期の電気通信ネットワークは、信号伝送媒体として金属線を使用していました。これらのネットワークは、何十年にもわたって電信と電話に使用されました。20世紀の最初の10年間には、無線通信の革命が始まり、1909年にノーベル物理学賞を受賞したグリエルモ・マルコーニによる無線通信の画期的な成果などがありました。電気および電子通信の初期の先駆者には、電信機の共同発明者であるチャールズ・ホイートストンとサミュエル・モース、アントニオ・メウッチ、フィリップ・ライス、エリシャ・グレイ、アレクサンダー・グラハム・ベルなど多数の電話の発明者および開発者、ラジオの発明者であるエドウィン・アームストロングとリー・デ・フォレスト、そしてテレビの発明者であるウラジミール・K・ズヴォリキン、ジョン・ロジー・ベアード、フィロ・ファーンズワースなどがいます。
1960年代以降、デジタル技術の普及により、音声通信は徐々にデータ通信に置き換えられてきました。金属媒体の物理的な限界により、光ファイバーが開発されました。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]特定の媒体に依存しない技術であるインターネットは、個人ユーザーにサービスへのグローバルなアクセスを提供し、通信の場所と時間の制約をさらに軽減しました。
1932年にマドリードで開催された全権電信会議と国際無線電信会議において、2つの組織が合併し、国際電気通信連合（ITU）が設立されました。[ 4 ]電気通信は、「有線、無線、またはその他の電気信号または視覚信号（信号旗）のシステムまたはプロセスによる、あらゆる種類の記号、信号、文書、ファクシミリ、および音声の電信または電話による通信」と定義されました。
この定義は後にITU無線通信規則第1.3条によって再確認され、 「有線、無線、光、またはその他の電磁システムによる、あらゆる性質の記号、信号、文書、画像、音、または情報の送信、発信、または受信」と定義された。[ 5 ]
そのため、郵便や空気圧チューブのような低速な通信技術は、電気通信の定義から除外される。[ 6 ] [ 7 ]
テレコミュニケーションという用語は、1904 年にフランスのエンジニアで小説家のエドゥアール・エスタニエによって造語され、彼はそれを「電気による思考の遠隔伝達」と定義しました。[ 8 ] テレコミュニケーションは、ギリシャ語の接頭辞tele- (τῆλε) (遠い、遠く、または遠く) [ 9 ]とラテン語の動詞communicare (共有する) [ 10 ] [ 11 ] から形成された複合名詞です。コミュニケーションは、14 世紀後半に英語の単語として初めて使用されました。これは、古フランス語の comunicacion (14 世紀、現代フランス語 communication) から来ており、ラテン語 communicationem (主格 communication) は、communicare (共有する、分割する、伝達する、伝える、知らせる、参加する、結合する、参加する) の過去分詞語幹からの動作名詞で、文字通りには communis から「共通にする」という意味です。[ 12 ]
歴史を通じて、煙信号、ビーコン、腕木式電信機、信号旗、光学式ヘリオグラフから、電磁信号を伝送するために作られた電線や空間まで、多くの伝送媒体が長距離通信に使用されてきた。[ 13 ]
電気と電磁気の発見によって通信技術が発明されるずっと前から、長距離通信は利用されていました。[ 14 ]それ以前の多くの独創的な通信方法のうちのいくつかをここで説明します。
伝書鳩は歴史を通じてさまざまな文化で利用されてきました。伝書鳩による郵便はペルシャに起源を持ち、後にローマ人が軍事支援に利用しました。フロンティヌスは、ユリウス・カエサルがガリア征服の際に伝書鳩を使者として利用したと主張しています。[ 15 ]ギリシャ人も伝書鳩を使ってオリンピック競技の勝者の名前をさまざまな都市に伝えていました。 [ 16 ] 19世紀初頭、オランダ政府はジャワ島とスマトラ島でこのシステムを使用しました。そして1849年、ポール・ユリウス・ロイターはアーヘンとブリュッセルの間で株価を伝書鳩で運ぶサービスを開始しました。このサービスは電信回線の空白が埋められるまでの1年間運営されました。[ 17 ]
中世には、丘の頂上に狼煙の鎖を信号伝達手段としてよく用いていた。狼煙の鎖には、一度に1ビットの情報しか伝達できないという欠点があったため、「敵を発見した」といったメッセージの意味は事前に合意しておく必要があった。狼煙の鎖が使用された注目すべき例の1つは、スペイン無敵艦隊の時で、狼煙の鎖がプリマスからロンドンに信号を伝達した。[ 18 ]
1792年、フランスの技師クロード・シャップは、リールとパリの間に最初の固定式視覚電信システム（または腕木式電信線）を建設した。 [ 19 ]しかし、腕木式電信は、熟練した操作員と10～30キロメートル（6～19マイル）間隔で高価な塔を必要とするという問題があった。電気電信との競争の結果、最後の商業用電信線は1880年に廃止された。[ 20 ]
1837年7月25日、イギリスの発明家ウィリアム・フォザーギル・クック卿とイギリスの科学者チャールズ・ホイートストン卿によって、最初の商用電気電信機が実演された。[ 21 ] [ 22 ]両発明家は、自分たちの装置を新しい装置ではなく、「（既存の）電磁電信機の改良版」と見なしていた。[ 23 ]
サミュエル・モースは独自に電気式電信機を開発し、1837年9月2日に実証したが、成功しなかった。彼の符号はホイートストンの信号方式に比べて重要な進歩であった。最初の大西洋横断電信ケーブルは1866年7月27日に完成し、初めて大西洋横断通信が可能になった。[ 24 ]
アントニオ・メウッチによる音声電信機の開発やヨハン・フィリップ・ライスによる電話機の開発といった初期の試みの後、アレクサンダー・ベルは1876年2月に従来の電話機の特許を出願した（エリシャ・グレイが同様の装置の特許出願予告を提出するわずか数時間前）。 [ 25 ] [ 26 ]最初の商用電話サービスは、1878年と1879年にベル電話会社によって大西洋の両岸のニューヘイブンとロンドンの都市に開設された。[ 27 ] [ 28 ]
1894年、イタリアの発明家グリエルモ・マルコーニは、当時新しく発見された電波現象を利用した無線通信の開発に着手し、 1901年までに大西洋を横断して送信できることを実証した。[ 29 ]これが無線電信の始まりだった。1902年12月17日、カナダのノバスコシア州グレースベイにあるマルコーニ局からの送信が、北米から大西洋を横断した世界初の無線メッセージとなった。1904年には、購読している船舶に毎晩ニュースの要約を送信する商用サービスが設立され、船舶はそれを船内新聞に組み込んだ。[ 30 ]
第一次世界大戦は軍事通信のためのラジオの開発を加速させた。戦後、1920年代に商業ラジオAM放送が始まり、娯楽やニュースのための重要なマスメディアとなった。第二次世界大戦は、航空機や陸上通信、無線航法、レーダーなどの戦時目的のためのラジオの開発を再び加速させた。[ 31 ]ステレオFMラジオ放送の開発は、1930年代に米国で、1940年代に英国で始まり、[ 32 ] 1970年代にはAMに代わって主要な商業標準となった。[ 33 ]
1925年3月25日、ジョン・ロジー・ベアードはロンドンの百貨店セルフリッジで動画の送信を実演した。ベアードの装置はポール・ニプコーのニプコー円盤を利用したもので、機械式テレビとして知られるようになった。これは1929年9月30日から始まった英国放送協会による実験放送の基礎となった。[ 34 ]
真空管は、加熱された陰極からの電子の熱電子放出を利用して、信号増幅や電流整流などの多くの基本的な電子機能を実現している。[ 35 ]
最も単純な真空管であるダイオードは、 1904年にジョン・アンブローズ・フレミングによって発明され、加熱された電子放出カソードとアノードのみで構成されています。電子はデバイス内をカソードからアノードへの一方向にしか流れません。管内に1つ以上の制御グリッドを追加することで、グリッドの電圧によってカソードとアノード間の電流を制御できるようになります。[ 36 ]これらのデバイスは20世紀前半の電子回路の重要な構成要素となり、ラジオ、テレビ、レーダー、録音と再生、長距離電話網、アナログおよび初期のデジタルコンピュータの開発に不可欠でした。ラジオ用の火花ギャップ送信機や計算用の機械式コンピュータなど、以前の技術を使用したアプリケーションもありましたが、これらの技術を広く普及させ実用化したのは熱電子真空管の発明であり、これがエレクトロニクスの誕生につながりました。[ 37 ]
20世紀の大半において、テレビはカール・フェルディナント・ブラウンが発明した一種の真空管、陰極線管に依存していた。有望なテレビの最初のバージョンはフィロ・ファーンズワースによって製作され、1927年9月7日に家族に披露された。[ 38 ]第二次世界大戦後、中断されていた実験が再開され、テレビは重要な家庭用娯楽放送媒体となった。
1940年代には半導体デバイスの発明により、真空管よりも小型で安価、かつ高効率、高信頼性、高耐久性を備えた固体素子の製造が可能になった。1960年代半ばからは、真空管はトランジスタに取って代わられた。真空管は現在でも一部の高周波増幅器に用いられている。
1940 年 9 月 11 日、ジョージ・スティビッツはニューヨークでテレタイプを使って複素数計算機の問題を送信し、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け取った。[ 39 ]この中央集中型コンピュータ (メインフレーム) と遠隔地のダム端末の構成は、1970 年代まで人気を保った。1960 年代には、ポール・バランとドナルド・デイビスがそれぞれ独立してパケット交換の研究を開始した。これは、中央集中型メインフレームを経由せずに、メッセージを部分的に宛先に非同期で送信する技術である。1969 年 12 月 5 日には 4 つのノードからなるネットワークが出現し、 ARPANETの始まりとなった。ARPANET は 1981 年までに 213ノードにまで成長した。[ 40 ] ARPANET は最終的に他のネットワークと統合してインターネットを形成した。インターネット開発は、一連の意見募集文書を公開したインターネット技術タスクフォース（IETF）の重点課題であったが、イーサネット（1983年）、トークンリング（1984年）、スター型ネットワークトポロジーなどのローカルエリアネットワーク（LAN）開発など、その他のネットワーク技術の進歩は産業研究所で起こった。
双方向通信ネットワークを介して世界中で情報を交換できる実効容量は、1986 年の最適圧縮情報281ペタバイト(PB) から 1993 年の 471 PB、2000 年の 2.2エクサバイト(EB)、2007 年の 65 EB に増加しました。 [ 41 ]これは、1986 年の 1 人あたり 1 日 2 ページの新聞、2007 年の 1 人あたり 1 日 6 紙の新聞に相当する情報量です。[ 42 ]このような成長に伴い、通信は世界経済においてますます重要な役割を果たしており、世界の通信産業は 2012 年の時点で約 4.7 兆ドル規模のセクターでした。[ 43 ] [ 44 ]世界の通信産業のサービス収益は 2010 年に 1.5 兆ドルと推定され、世界の国内総生産 (GDP) の 2.4% に相当します。[ 43 ]
現代の電気通信は、1世紀以上にわたる期間に漸進的な発展と洗練を遂げてきた一連の重要な概念に基づいている。
電気通信技術は、主に有線方式と無線方式に分けられます。概して、基本的な電気通信システムは、何らかの形で常に存在する3つの主要な部分から構成されています。
ラジオ放送局において、放送局の大型電力増幅器は送信機であり、放送アンテナは電力増幅器と自由空間チャネルとのインターフェースです。自由空間チャネルは伝送媒体であり、受信機のアンテナは自由空間チャネルと受信機とのインターフェースです。次に、ラジオ受信機は無線信号の到達点であり、そこで電気信号が音声信号に変換されます。
電気通信システムは、送信機と受信機の両方の役割を果たす単一の電子機器ボックス、つまりトランシーバー（携帯電話など）を備えた「デュプレックス」（双方向システム）となる場合がある。 [ 45 ]トランシーバー内の送信電子機器と受信電子機器は互いに完全に独立している。これは、無線送信機にはワットまたはキロワットで測定される電気電力で動作する電力増幅器が含まれているのに対し、無線受信機はマイクロワットまたはナノワットで測定される無線電力を扱うという事実によって説明できる。したがって、干渉を避けるために、トランシーバーは高電力回路と低電力回路を互いに分離するように慎重に設計および製造する必要がある。
固定回線による電気通信は、送信機と受信機の間で行われるため、ポイントツーポイント通信と呼ばれます。無線放送による電気通信は、強力な送信機と多数の低出力だが感度の高い無線受信機の間で行われるため、放送通信と呼ばれます。 [ 45 ]
複数の送信機と複数の受信機が連携して同じ物理チャネルを共有するように設計された通信システムは、多重化システムと呼ばれます。多重化による物理チャネルの共有は、多くの場合、大幅なコスト削減につながります。多重化システムは通信ネットワーク上に構築され、多重化された信号はノードで切り替えられ、正しい宛先端末受信機に到達します。
通信はアナログ信号またはデジタル信号として符号化することができ、それらはアナログ通信システムまたはデジタル通信システムによって伝送される。アナログ信号は情報に関して連続的に変化するが、デジタル信号は情報を離散値のセット（たとえば、1と0のセット）として符号化する。[ 46 ]伝搬および受信中に、アナログ信号に含まれる情報は望ましくないノイズによって劣化する。一般的に、通信システムのノイズは、ランダムなプロセスによって望ましい信号に加算または減算されるものとして表現できる。この形式のノイズは加算ノイズと呼ばれ、ノイズは異なる時点で負または正になる可能性があることを理解しておく必要がある。
付加ノイズによる妨害が一定の閾値を超えない限り、デジタル信号に含まれる情報は損なわれることなく保持されます。ノイズに対する耐性は、アナログ信号に対するデジタル信号の重要な利点です。しかし、ノイズがシステムの自動補正能力を超えると、デジタルシステムは致命的な障害を起こします。一方、アナログシステムは段階的に障害を起こします。ノイズが増加するにつれて信号は徐々に劣化しますが、それでも使用可能です。また、連続データのデジタル伝送では、出力に量子化ノイズが必然的に付加されます。これは、チャネル帯域幅の要件を増やすことによってのみ低減できますが、完全に除去することはできません。
チャネルという用語には 2 つの異なる意味があります。 1 つの意味では、チャネルは送信機と受信機の間で信号を伝送する物理的な媒体です。これには、音声通信の大気、一部の光通信のガラス光ファイバー、電圧と電流による通信の同軸ケーブル、可視光、赤外線、紫外線、電波を使用した通信の自由空間などがあります。同軸ケーブルの種類は、第二次世界大戦に由来する用語である RG タイプまたは無線ガイドによって分類されます。さまざまな RG 指定は、特定の信号伝送アプリケーションを分類するために使用されます。[ 47 ]この最後のチャネルは自由空間チャネルと呼ばれます。電波をある場所から別の場所に送信することは、2 か所の間に大気があるかどうかとは何の関係もありません。電波は、空気、霧、雲、またはその他の種類のガスを通過するのと同じように、完全な真空を通過することも容易です。
電気通信における「チャネル」という用語のもう一つの意味は、 「通信チャネル」という表現に見られます。これは、複数の情報ストリームを同時に送信できるように伝送媒体を分割したものです。例えば、あるラジオ局が94.5MHz（メガヘルツ）付近の周波数で自由空間に電波を発信する一方で、別のラジオ局が同時に96.1MHz付近の周波数で電波を発信することができます。各ラジオ局は、上記のような周波数（ 「搬送周波数」と呼ばれます）を中心とした約180kHz （キロヘルツ）の周波数帯域幅で電波を送信します。この例では、各局は隣接する局から200kHz離れており、 200kHzと180kHz（20kHz ）の差は、通信システムの不完全性に対するエンジニアリング上の許容値です。
上記の例では、自由空間チャネルが周波数に応じて通信チャネルに分割され、各チャネルには電波を送信するための個別の周波数帯域幅が割り当てられています。このように媒体を周波数に応じてチャネルに分割するシステムは、周波数分割多重（FDM）と呼ばれます。同じ概念を表す別の用語として波長分割多重（WDM）があり、これは複数の送信機が同じ物理媒体を共有する光通信でより一般的に使用されています。
通信媒体をチャネルに分割するもう一つの方法は、各送信者に一定の時間間隔（例えば、毎秒20ミリ秒のタイムスロット）を割り当て、各送信者が自身のタイムスロット内でのみメッセージを送信できるようにすることです。この媒体を通信チャネルに分割する方法は時分割多重（TDM）と呼ばれ、光ファイバー通信で使用されています。一部の無線通信システムでは、割り当てられたFDMチャネル内でTDMを使用しています。したがって、これらのシステムはTDMとFDMのハイブリッド方式を使用しています。
情報を伝達するために信号の形状を整えることを変調といいます。変調は、デジタルメッセージをアナログ波形として表現するために使用できます。これは一般的に「キーイング」と呼ばれ、これは電気通信におけるモールス符号の古い使用法に由来する用語です。いくつかのキーイング技術が存在します（位相シフトキーイング、周波数シフトキーイング、振幅シフトキーイングなど）。たとえば、Bluetoothシステムは、さまざまなデバイス間で情報を交換するために位相シフトキーイングを使用します。 [ 48 ] [ 49 ]さらに、位相シフトキーイングと振幅シフトキーイングの組み合わせがあり、これは（この分野の専門用語では）直交振幅変調（QAM）と呼ばれ、大容量デジタル無線通信システムで使用されています。
変調は、低周波アナログ信号の情報を高周波で送信するためにも使用できます。これは、低周波アナログ信号は自由空間で効果的に送信できないため役立ちます。したがって、低周波アナログ信号の情報は、送信前に高周波信号（搬送波として知られています）に刻印する必要があります。これを実現するために利用できるさまざまな変調方式があります[最も基本的なものの 2 つは、振幅変調(AM) と周波数変調(FM) です]。このプロセスの例として、周波数 変調を使用して 96 MHz の搬送波にディスクジョッキーの声が刻印されます (その声は、ラジオでチャンネル 96 FM として受信されます )。[ 50 ]さらに、変調には周波数分割多重 (FDM) を使用できるという利点があります。
電気通信ネットワークは、互いにメッセージを送信する送信機、受信機、および通信チャネルの集合です。一部のデジタル通信ネットワークには、情報を正しいユーザーに送信するために連携して動作する 1 つ以上のルーターが含まれています。アナログ通信ネットワークは、2 つ以上のユーザー間の接続を確立する1 つ以上のスイッチで構成されています。どちらのタイプのネットワークでも、信号が長距離にわたって送信されるときに信号を増幅または再現するためにリピーターが必要になる場合があります。これは、信号がノイズと区別できなくなる可能性がある減衰に対処するためです。 [ 51 ]アナログシステムに対するデジタルシステムのもう 1 つの利点は、出力をメモリに保存しやすいことです。つまり、2 つの電圧状態 (高と低) は、連続した範囲の状態よりも保存しやすいです。
電気通信は現代社会に大きな社会的、文化的、経済的影響を与えている。2008年の推定では、電気通信産業の収益は4兆7000億米ドル、つまり世界総生産 （公式為替レート）の3%弱に相当する。[ 43 ]以下のいくつかのセクションでは、電気通信が社会に与える影響について論じている。
ミクロ経済レベルでは、企業は通信技術を利用してグローバルなビジネス帝国を築き上げてきました。これはオンライン小売業者のAmazon.comの事例では明白ですが、学者エドワード・レナートによれば、従来の小売業者であるウォルマートでさえ、競合他社に比べて優れた通信インフラの恩恵を受けています。[ 52 ]世界中の都市では、住宅所有者が電話を使ってピザの配達から電気技師まで、さまざまな家庭向けサービスを注文したり手配したりしています。比較的貧しいコミュニティでさえ、通信技術を有利に利用していることが指摘されています。バングラデシュのナルシンディ地区では、孤立した村人が携帯電話を使って卸売業者と直接話し、商品のより良い価格を交渉しています。コートジボワールでは、コーヒー栽培農家が携帯電話を共有してコーヒー価格の1時間ごとの変動を追跡し、最良の価格で販売しています。[ 53 ]
マクロ経済レベルでは、ラース＝ヘンドリック・ローラーとレオナルド・ウェーバーマンは、良好な電気通信インフラと経済成長の間に因果関係があると示唆した。[ 54 ] [ 55 ]相関関係の存在に異論を唱える者は少ないが、その関係を因果関係と見なすのは誤りだと主張する者もいる。[ 56 ]
優れた電気通信インフラの経済的利益のため、世界各国の電気通信サービスへのアクセスの不平等、すなわちデジタルデバイドに対する懸念が高まっている。国際電気通信連合（ITU）が2003年に実施した調査によると、約3分の1の国では20人あたり1件未満の携帯電話契約しかなく、3分の1の国では20人あたり1件未満の固定電話契約しかないことが明らかになった。インターネットアクセスに関しては、約半数の国で20人に1人未満しかインターネットにアクセスできない。ITUは、この情報と教育データから、市民が情報通信技術にアクセスして使用する全体的な能力を測定する指標を作成することができた。[ 57 ]この指標を使用すると、スウェーデン、デンマーク、アイスランドが最高ランクとなり、アフリカのニジェール、ブルキナファソ、マリが最低ランクとなった。[ 58 ]
電気通信は社会関係において重要な役割を果たしてきた。しかしながら、電話システムのような機器は当初、社会的側面よりも、機器の実用的な側面（ビジネスを行う能力や家庭サービスを注文する能力など）を強調して宣伝されていた。機器の社会的側面が電話広告の重要なテーマとなったのは、1920年代後半から1930年代になってからのことである。新しい宣伝は消費者の感情に訴えかけ、社会的会話の重要性や家族や友人とのつながりを維持することの重要性を強調し始めた。[ 59 ]
それ以来、通信が社会関係において果たす役割はますます重要になってきている。近年、ソーシャルネットワーキングサイトの人気は劇的に高まっている。これらのサイトでは、ユーザー同士がコミュニケーションをとったり、写真、イベント、プロフィールを投稿して他の人に見てもらうことができる。プロフィールには、年齢、興味、性的嗜好、交際状況などを記載することができる。このように、これらのサイトは、社交的な集まりの企画から求愛まで、あらゆる場面で重要な役割を果たすことができる。[ 60 ]
ソーシャルネットワーキングサイトが登場する以前は、ショートメッセージサービス（SMS）や電話などの技術も社会的交流に大きな影響を与えていました。2000年に市場調査グループのIpsos MORIは、英国の15歳から24歳のSMSユーザーの81%が社交的な予定を調整するためにこのサービスを利用し、42%が異性との交流のために利用したと報告しました。[ 61 ]
文化的な観点から見ると、電気通信は人々の音楽や映画へのアクセス能力を高めてきました。テレビのおかげで、人々はビデオ店や映画館に行くことなく、自宅でこれまで見たことのない映画を見ることができます。[ 63 ]ラジオやインターネットのおかげで、人々は音楽店に行くことなく、これまで聴いたことのない音楽を聴くことができます。[ 64 ]
通信技術の発達は、人々がニュースを受け取る方法も変えた。非営利団体ピュー・インターネット・アンド・アメリカン・ライフ・プロジェクトが2006年に米国で実施した3,000人強のアメリカ人を対象とした調査（右の表）では、大多数が新聞よりもテレビやラジオを好んでいた。
電気通信は広告にも同様に大きな影響を与えている。TNS Media Intelligenceの報告によると、2007年には米国の広告費の58%が電気通信に依存するメディアに費やされた。[ 65 ]
多くの国が、国際電気通信連合（ITU）が制定した国際電気通信規則に準拠した法律を制定している。ITUは「情報通信技術問題に関する国連の主要機関」である。[ 66 ] 1947年、アトランティックシティ会議において、ITUは「新しい国際周波数リストに登録され、無線通信規則に準拠して使用されるすべての周波数に国際的な保護を与える」ことを決定した。アトランティックシティで採択されたITUの無線通信規則によれば、国際周波数登録委員会で参照され、委員会によって審査され、国際周波数リストに登録されたすべての周波数は、「有害な干渉から国際的な保護を受ける権利を有する」。[ 67 ]
世界的な視点から見ると、電気通信と放送の管理に関して政治的な議論や法制化が行われてきました。放送の歴史では、印刷などの従来のコミュニケーションとラジオ放送などの電気通信のバランスに関する議論がいくつか取り上げられています。[ 68 ]第二次世界大戦の勃発により、国際的な放送プロパガンダが初めて爆発的に増加しました。[ 68 ]各国、その政府、反乱軍、テロリスト、民兵は皆、プロパガンダを宣伝するために電気通信と放送の技術を使用してきました。[ 68 ] [ 69 ]政治運動と植民地化のための愛国的なプロパガンダは1930年代半ばに始まりました。1936年、BBCはアラブ世界に向けてプロパガンダを放送し、北アフリカにも植民地の利害関係を持っていたイタリアからの同様の放送に部分的に対抗しました。[ 68 ]電気通信における現代の政治的議論には、ブロードバンドインターネットサービスを電気通信サービスとして再分類すること（ネット中立性とも呼ばれる）、[ 70 ] [ 71 ]電話スパムの規制、[ 72 ] [ 73 ]および手頃な価格のブロードバンドアクセスの拡大が含まれます。[ 74 ]
Gartner [ 75 ] [ 76 ]および Ars Technica [ 77 ]が収集したデータによると、世界における主要な消費者向け通信機器の販売台数（百万台）は以下のとおりです。
電話網では、発信者はさまざまな電話交換局の交換機を介して、話したい相手に接続されます。[ 78 ]交換機は2人のユーザー間の電気的接続を形成し、これらの交換機の設定は発信者が番号をダイヤルしたときに電子的に決定されます。接続が確立されると、発信者の音声は発信者の受話器内の小型マイクを使用して電気信号に変換されます。この電気信号はネットワークを介して相手側のユーザーに送信され、相手側の受話器内の小型スピーカーによって再び音声に変換されます。
2015年現在ほとんどの住宅の固定電話はアナログ式です。つまり、話者の声によって信号の電圧が直接決まります。 [ 79 ]短距離通話は最初から最後までアナログ信号として処理される場合もありますが、電話サービスプロバイダーはますます透過的に信号をデジタル信号に変換して送信するようになっています。この利点は、デジタル化された音声データがインターネットからのデータと並行して伝送でき、長距離通信でも完全に再現できることです（アナログ信号は必然的にノイズの影響を受けます）。
携帯電話は電話網に大きな影響を与えてきました。多くの市場では、携帯電話の契約数が固定電話の契約数を上回っています。2005年の携帯電話の販売台数は合計8億1660 万台で、その数はアジア太平洋（2億400万台）、西ヨーロッパ（1億6400万台）、CEMEA（中央ヨーロッパ、中東、アフリカ）（1億5350万台）、北米（1億4800万台）、ラテンアメリカ（1億200万台）の各市場でほぼ均等に分配されています。[ 80 ] 1999年から5年間の新規契約数に関しては、アフリカが58.2%の成長率で他の市場を上回っています。[ 81 ]これらの電話は、 GSMやW-CDMAなどの音声コンテンツをデジタルで送信するシステムによってますますサービスされるようになり、多くの市場ではAMPSなどのアナログシステムを廃止することを選択しています。[ 82 ]
電話通信の舞台裏でも劇的な変化がありました。 1988年のTAT-8の運用開始を皮切りに、1990年代には光ファイバーをベースとしたシステムが広く採用されました。光ファイバーで通信する利点は、データ容量が飛躍的に増加することです。TAT-8自体は、当時敷設されていた最後の銅線ケーブルの10倍の通話を伝送できましたが、今日の光ファイバーケーブルはTAT-8の25倍の通話を伝送できます。[ 83 ]このデータ容量の増加は、いくつかの要因によるものです。まず、光ファイバーは競合技術よりも物理的にずっと小さいです。次に、クロストークの影響を受けないため、数百本を1本のケーブルに簡単に束ねることができます。[ 84 ]最後に、多重化の改善により、1本のファイバーのデータ容量が指数関数的に増加しました。[ 85 ] [ 86 ]
多くの最新の光ファイバーネットワークにおける通信を支援するプロトコルとして、非同期転送モード（ATM）が挙げられます。ATMプロトコルは、第2段落で述べた並列データ伝送を可能にします。ATMは、ネットワークを介したデータの経路を確立し、その経路にトラフィック契約を関連付けるため、公衆電話ネットワークに適しています。トラフィック契約は、基本的にクライアントとネットワークの間で、ネットワークがデータをどのように処理するかについての合意です。ネットワークがトラフィック契約の条件を満たせない場合、接続を受け入れません。これは、電話通話が一定のビットレートを保証する契約を交渉できるため重要です。これにより、発信者の音声が部分的に遅延したり、完全に途切れたりすることがなくなります。[ 87 ] ATMの競合として、マルチプロトコルラベルスイッチング（MPLS）などがあり、同様のタスクを実行し、将来的にATMに取って代わると予想されています。[ 88 ] [ 89 ]
放送システムでは、中央の高出力放送塔が高周波電磁波を多数の低出力受信機に送信します。塔から送信される高周波波は、視覚情報または音声情報を含む信号で変調されます。受信機は高周波波を受信するように調整され、復調器を使用して視覚情報または音声情報を含む信号を取得します。放送信号は、アナログ（信号が情報に対して連続的に変化する）またはデジタル（情報が離散値のセットとして符号化される）のいずれかです。[ 45 ] [ 90 ]
放送メディア業界は、多くの国がアナログ放送からデジタル放送へと移行するなど、発展の重要な転換期を迎えています。この移行は、より安価で高速かつ高性能な集積回路の製造によって可能になりました。デジタル放送の最大の利点は、従来のアナログ放送に共通する多くの問題点を解消できることです。テレビの場合、これには、画面の乱れ、ゴースト現象、その他の歪みといった問題の解消が含まれます。これらの問題は、アナログ伝送の性質上、ノイズによる乱れが最終出力に現れるために発生します。デジタル伝送では、受信時にデジタル信号が離散値に変換されるため、小さな乱れが最終出力に影響を与えず、この問題を克服できます。簡単な例を挙げると、バイナリメッセージ1011が信号振幅[1.0 0.0 1.0 1.0]で送信され、信号振幅[0.9 0.2 1.1 0.9]で受信された場合でも、バイナリメッセージ1011にデコードされ、送信された内容が完全に再現されます。この例から、デジタル伝送の問題点として、ノイズが大きすぎると復号されたメッセージが大きく変化する可能性があることもわかる。前方誤り訂正を使用すると、受信機は結果として得られるメッセージの少数のビットエラーを訂正できるが、ノイズが多すぎると理解不能な出力となり、伝送が破綻する。[ 91 ] [ 92 ]
デジタルテレビ放送では、世界中で採用される可能性が高い競合する 3 つの規格があります。これらはATSC、DVB、ISDB規格です。これまでのこれらの規格の採用状況は、キャプション付きのマップに示されています。3 つの規格すべてで、ビデオ圧縮にMPEG-2を使用しています。ATSC は音声圧縮にDolby Digital AC-3 を使用し、ISDB はAdvanced Audio Coding (MPEG-2 Part 7) を使用し、DVB には音声圧縮の規格はありませんが、通常はMPEG-1 Part 3 Layer 2を使用します。 [ 93 ] [ 94 ]変調方式の選択も、各方式によって異なります。デジタル音声放送では、規格ははるかに統一されており、事実上すべての国がDigital Audio Broadcasting規格 ( Eureka 147規格としても知られています) を採用しています。例外は、 HD Radioを採用した米国です。HD Radio は、Eureka 147 とは異なり、通常の AM または FM アナログ送信にデジタル情報を付加できるインバンド オン チャネル送信と呼ばれる送信方式に基づいています。 [ 95 ]
しかし、デジタルへの移行が間近に迫っているにもかかわらず、アナログテレビはほとんどの国で引き続き放送されている。例外は米国で、切り替え期限を2回延期した後、2009年6月12日に（非常に低出力のテレビ局を除くすべての）アナログテレビの放送を終了した[ 96 ]。ケニアも複数回の延期の後、2014年12月にアナログテレビの放送を終了した。アナログテレビでは、カラーテレビの放送に3つの規格が使用されていた（採用状況のマップはこちらを参照）。これらは、 PAL（ドイツ設計）、NTSC（米国設計）、SECAM（フランス設計）として知られている。アナログラジオの場合、デジタル受信機のコストが高いため、デジタルラジオへの移行はより困難になっている[ 97 ] 。アナログラジオの変調方式は、通常、振幅変調（AM）または周波数変調（FM）のいずれかである。ステレオ再生を実現するには、ステレオFMでは振幅変調サブキャリアが使用され、ステレオAMまたはC-QUAMでは直交振幅変調が使用される。
インターネットは、インターネットプロトコル（IP）を使用して相互に通信するコンピュータとコンピュータネットワークの世界規模のネットワークです。 [ 98 ]インターネット上のすべてのコンピュータは、他のコンピュータが情報をルーティングするために使用できる固有のIPアドレスを持っています。したがって、インターネット上のどのコンピュータも、そのIPアドレスを使用して他のどのコンピュータにもメッセージを送信できます。これらのメッセージには送信元のコンピュータのIPアドレスが含まれているため、双方向の通信が可能です。このように、インターネットはコンピュータ間のメッセージの交換です。[ 99 ]
2000年には双方向通信ネットワークを流れる情報の51%がインターネット経由で流れていたと推定されている（残りの大部分（42%）は固定電話経由）。2007年までにインターネットは明らかに優位に立ち、通信ネットワークにおける全情報の97%を占めるようになった（残りの大部分（2%）は携帯電話経由）。[ 41 ] 2008年現在推定では、世界人口の21.9%がインターネットにアクセスしており、アクセス率（人口に対する割合として測定）が最も高いのは北米（73.6%）、オセアニア/オーストラリア（59.5%）、ヨーロッパ（48.1%）である。[ 100 ]ブロードバンドアクセスに関しては、アイスランド（26.7%）、韓国（25.4%）、オランダ（25.3%）が世界をリードしている。[ 101 ]
インターネットが機能する理由の一つは、コンピュータとルータが相互に通信する方法を規定するプロトコルがあるからです。コンピュータネットワーク通信の性質上、プロトコルスタック内の個々のプロトコルが他のプロトコルとはほぼ独立して動作する階層型アプローチが適しています。これにより、上位レベルのプロトコルの動作方法を変更することなく、下位レベルのプロトコルをネットワーク状況に合わせてカスタマイズできます。これが重要な理由の実例として、Webブラウザーは、実行中のコンピュータがイーサネット接続またはWi-Fi接続のどちらでインターネットに接続されているかに関わらず、同じコードを実行できることが挙げられます。プロトコルは、1983年に普遍的に採用されるネットワークプロトコルスイートを構築しようとする試みの第一歩として登場したOSI参照モデル（右図）における位置付けで語られることが多いです。[ 102 ]
インターネットの場合、パケットが地球を横断する過程で、物理媒体とデータリンクプロトコルは何度も変化する可能性があります。これは、インターネットが使用する物理媒体やデータリンクプロトコルに制約を設けていないためです。そのため、ローカルネットワークの状況に最適な媒体とプロトコルが採用されます。実際には、ほとんどの大陸間通信では、光ファイバー上で非同期転送モード（ATM）プロトコル（または最新の同等プロトコル）が使用されます。これは、ほとんどの大陸間通信において、インターネットが公衆交換電話網と同じインフラストラクチャを共有しているためです。
ネットワーク層では、論理アドレス指定にインターネットプロトコル（IP）が採用され、標準化が進みます。ワールドワイドウェブでは、これらのIPアドレスはドメインネームシステム（DNS）を使用して人間が読める形式から生成されます（例：72.14.207.99はGoogleから生成されます）。現在、インターネットプロトコルで最も広く使用されているバージョンはバージョン4ですが、バージョン6への移行が間近に迫っています。[ 103 ]
トランスポート層では、ほとんどの通信は伝送制御プロトコル (TCP) またはユーザーデータグラムプロトコル(UDP) のいずれかを採用しています。TCP は、送信したすべてのメッセージが他のコンピュータに受信されることが不可欠な場合に使用され、UDP は、受信が望ましいだけの場合に使用されます。TCP では、パケットが失われた場合は再送信され、上位層に提示される前に順序付けられます。UDP では、パケットは順序付けられず、失われた場合でも再送信されません。TCP と UDP の両方のパケットには、パケットを処理するアプリケーションまたはプロセスを指定するためのポート番号が含まれています。[ 104 ]特定のアプリケーションレベルのプロトコルは特定のポートを使用するため、ネットワーク管理者は特定の要件に合わせてトラフィックを操作できます。たとえば、特定のポート宛てのトラフィックをブロックしてインターネットアクセスを制限したり、優先度を割り当てて特定のアプリケーションのパフォーマンスに影響を与えたりすることができます。
トランスポート層の上には、セッション層とプレゼンテーション層に大まかに分類されるプロトコルがいくつかあり、中でもセキュアソケットレイヤー（SSL）プロトコルとトランスポート層セキュリティ（TLS）プロトコルが最もよく知られています。これらのプロトコルは、2者間で転送されるデータが完全に機密性を保つことを保証します。[ 105 ]最後に、アプリケーション層には、HTTP（ウェブブラウジング）、POP3（電子メール）、FTP （ファイル転送）、 IRC（インターネットチャット） 、 BitTorrent（ファイル共有）、 XMPP（インスタントメッセージング）など、インターネットユーザーがよく知っているプロトコルが多数あります。
VoIP（ Voice over Internet Protocol ）では、データパケットを同期音声通信に使用できます。データパケットは音声タイプのパケットとしてマークされ、ネットワーク管理者が優先順位を付けることができるため、リアルタイムの同期会話は、遅延可能な他のタイプのデータトラフィック（ファイル転送や電子メールなど）や、事前にバッファリングできるデータトラフィック（音声やビデオなど）との競合の影響を受けにくくなります。このような優先順位付けは、ネットワークが同時に発生するすべてのVoIP通話に十分な容量を持ち、ネットワークが優先順位付けに対応している場合（つまり、プライベートな企業型ネットワークの場合）には問題ありませんが、インターネットは一般的にこのように管理されていないため、プライベートネットワークとパブリックインターネット上のVoIP通話の品質には大きな違いが生じる可能性があります。[ 106 ]
インターネットの普及にもかかわらず、数キロメートル以内にとどまるローカルエリアネットワーク（LAN）の特性は依然として独特です。これは、この規模のネットワークは大規模ネットワークに必要なすべての機能を必要とせず、むしろそれらの機能がない方がコスト効率と効率性に優れる場合が多いからです。インターネットに接続されていない場合は、プライバシーとセキュリティの面でもメリットがあります。しかし、意図的にインターネットに直接接続しないからといって、ハッカー、軍事力、あるいは経済大国からの攻撃から確実に保護されるわけではありません。LANにリモートで接続する方法が存在すれば、これらの脅威は依然として存在します。
広域ネットワーク（WAN）は、数千キロメートルに及ぶ可能性のあるプライベートコンピュータネットワークです。[ 107 ]繰り返しになりますが、その利点のいくつかにはプライバシーとセキュリティが含まれます。[ 108 ]プライベートLANとWANの主なユーザーには、情報を安全かつ秘密に保つ必要がある軍隊や諜報機関が含まれます。[ 109 ]
1980年代半ばには、 OSI参照モデルのデータリンク層とアプリケーション層の間のギャップを埋めるために、いくつかの通信プロトコルが登場しました。これらには、AppleTalk、IPX、NetBIOSなどがあり、1990年代初頭にはMS-DOSユーザーの間で人気があったIPXが主流のプロトコルとなりました。この時点でTCP/IPは存在していましたが、通常は大規模な政府機関や研究機関でのみ使用されていました。[ 110 ]
インターネットの人気が高まり、そのトラフィックをプライベートネットワークにルーティングする必要が生じたため、TCP/IPプロトコルが既存のローカルエリアネットワーク技術に取って代わりました。DHCPなどの追加技術により、 TCP/IPベースのコンピュータはネットワーク内で自己構成できるようになりました。このような機能は、 AppleTalk/IPX/NetBIOSプロトコルセットにも存在していました。[ 111 ]
非同期転送モード (ATM) やマルチプロトコルラベルスイッチング (MPLS) は WAN などの大規模ネットワークの典型的なデータリンクプロトコルですが、イーサネットとトークンリングは LAN の典型的なデータリンクプロトコルです。これらのプロトコルは、サービス品質保証などの機能を省略し、メディアアクセス制御を提供するなど、よりシンプルな点で前者のプロトコルとは異なります。これらの違いにより、より経済的なシステムが可能になります。[ 112 ]
1980年代と1990年代にはトークンリングの人気は控えめでしたが、現在ではほぼすべてのLANで有線または無線イーサネット設備が使用されています。物理層では、ほとんどの有線イーサネット実装では銅製のツイストペアケーブルが使用されています（一般的な10BASE-Tネットワークを含む）。ただし、初期の実装ではより太い同軸ケーブルが使用され、最近の実装（特に高速なもの）では光ファイバーが使用されています。[ 113 ]光ファイバーを使用する場合は、マルチモードファイバーとシングルモードファイバーを区別する必要があります。マルチモードファイバーは、デバイスの製造コストが安い太い光ファイバーと考えることができますが、使用可能な帯域幅が少なく、減衰がひどいため、長距離性能が劣ります。[ 114 ]
その最初の応用分野はラジオだった。
