你有没想过，当你点开一条视频、发出一条短信，或者在地球这头拨打远方亲友的电话时，信息是怎么样以惊人的速度穿越大洋、翻越山脉，瞬间抵达彼端的？这其中隐藏着一套神奇的“魔法”：通信原理。虽然你看不见它们，却天天都在享受它们带来的便利。今天，大家将一同揭开通信世界的神秘面纱，走进信号传输的奥秘殿堂，看看到底是什么力量让大家达成无缝交流，跨越空间的距离。

1、什么是通信？从发信息到视频通话的魔法

通信，简单地说就是信息从一方传递到另一方的过程。无论是大家给朋友发短信，还是通过视频通话和远在他国的亲友聊天，核心的通信原理其实并没改变。它包括几个重点步骤：

①信息的产生：通信的第一步始于信息的生成。无论是你录制的一段语音留言,还是拍摄的一张照片，所有这类数据都是通信的原始内容。在智能手机上，这类数据可以是大家日常所产生的各种形式的信息，譬如语音、文字、图片或视频。

②信号的转换：一旦信息产生，它不可以以原始的形式直接在通信互联网中传输，而是需要进行转换。在通信系统中，这个“语言”是电信号或无线电波。通过技术方法，手机内置的调制解调器会将数字信息转换为合适传输的电信号或无线电波。

③传输：信号一旦转换完成，信息就开始进入传输过程。这个过程依靠于不一样的传输媒介，包含有线和无线方法。信息通过基站、路由器等设施进行中继，跨越多个互联网节点，最后传送到接收设施。无线传输虽然依靠信号强度，但也受环境原因、干扰与距离的影响。

④接收和解码：在信息传输的终点，接收设施如手机、电脑等将通过天线和解调器接收传输过来的信号。接收设施的任务是将这类电信号或数据包重新转换成用户可以理解的形式，完成信息的“解码”。解码后的信息可能是你朋友手机上的一条短信、语音或视频通话的实时画面。

2、通信的进化：从1G到5G的飞跃

过去几十年，移动通信技术历程了从1G到5G的革命性飞跃，每一代技术的进步都不只体目前速度的提高上，还很大地改变了通信水平、数据传输能力、互联网覆盖范围和设施的自动化水平。每次技术迭代都推进了全新的应用场景，彻底改变了大家的交流方法和生活体验。大家将逐步分析每一代移动通信技术的演变过程，知道它们怎么样从基础语音通话进步到现在的万物互联年代。

①1G（模拟年代）：移动通信的起点。上世纪80年代，第一代移动通信系统（1G）作为移动通信的起点正式亮相。1G使用了模拟信号技术，只能达成语音通话功能。这意味着用户只可以用手机拨打和接听电话，没办法发送短信或进行数据通信。因为使用模拟信号，通话水平相对较差，容易遭到环境干扰，且互联网的安全性不高，通话容易被窃听。

②2G（数字年代）：数据通信年代的开启。90年代后，第二代移动通信系统（2G）迎来了突破性的进展，初次引入了短信（SMS）服务，且支持浅易的数据传输，标志着从模拟信号向数字信号的过渡。加密技术的引用，解决了1G年代通话容易被窃听的问题。

③3G（互联网+年代）：语音到多媒体通信的转型。21世纪的到来，为第三代移动通信技术（3G）带来了移动通信的真的飞跃。用户可以初次在手机上进行网页浏览、收发邮件、用社交媒体、观看视频等操作。手机不再只是通讯工具，而是渐渐成为了便携的多媒体终端。3G推进了手机操作系统的兴起，iOS和Android等移动操作系统伴随3G的普及开始如火如荼，智能手机应用程序生态也渐渐形成。

④4G（多媒体年代）：好看的与即时通信的爆发。第四代移动通信技术在2010年代亮相，标志着移动通信进入了一个全新的多媒体年代。4G互联网传输速度的显著飞跃，意味着用户可以轻松通过手机观看好看的视频、进行视频会议或体验在线虚拟现实（VR）等高带宽需要的应用。通过4G年代，互联网+得到了真的的全方位普及。

⑤5G（万物互联年代）：自动化将来的领航标。现在，第五代移动通信技术（5G）已经逐步进入大家的生活。5G技术的核心突破在于其支持的物联网（IoT）和智能城市等新兴应用。5G可以连接很多设施，从智能手机、家用电器到工业设施和交通工具，真的达成了万物互联。5G不只提高了通信技术的基础性能，还打开了将来自动化社会的无限可能，推进了从个人通信到全球产业互联的全方位变革。

3、将来通信的畅想：突破极限的将来互联网

通信技术仍在快速进步，5G不过是新征途的起点。将来，6G、卫星网络、量子通信等前沿技术将继续推进通信的变革，带来前所未有些连接体验，让科幻变成现实

①6G：突破极限的将来互联网。尽管5G还未完全普及，全球关于6G的讨论已经热火朝天。6G有望将通信速度提高到5G的数百倍，并将延时降到接近瞬时的程度。6G还通过更智能的频谱分配和与卫星技术的融合，达成全球真的无缝的互联网连接，不论你在沙漠、海洋，还是城市中心，互联网一直近在咫尺。

②卫星网络：达成全球无缝连接。现在，传统地面基站的覆盖范围仍有局限，尤其是在海洋、沙漠和偏远山区，互联网连接难点尚未完全解决。卫星网络项目致力于通过很多低轨卫星，在全球范围内提供高速、低延时的互联网接入。这个梦想的达成将打破地域的桎梏，让世界上任何角落的大家都能享受无死角的互联网连接。

③量子通信：终极安全的传输方法。量子通信依托量子力学的奇特原理，带来了信息传输的终极安全保障。它通过量子纠缠效应，使得信息在传输过程中没办法被窃听或篡改，一旦有人试图干扰，信息将立即自毁。量子通信有望成为将来金融、军事、国家安全等重点范围的通信中坚力量，彻底颠覆传统的安全技术。

现在，信号的“魔法”已经无缝融入大家的平时生活，从大家刷手机上的每一条消息，到自动开车在街道上畅行无阻。这背后看上去神秘的通信原理，其实是科学与技术一同编织的精密互联网。将来，伴随6G、量子通信等新技术的到来，信号的“魔法”将变得愈加强大和不可思议。或许有一天，大家仅需一个念头，信息就能瞬间传递到地球的另一端。科学没终点，通信的奇妙旅程也才刚最初。

单位：中国移动通信集团山东公司

Tags：科技