טלקומוניקציה

טלקומוניקציה (על פי האקדמיה ללשון העברית: בֶּזֶק, מצרפתית: Télécommunication) עוסקת בהעברת מידע בין גופים, כאשר לצורך כך נעשה שימוש באמצעי טכנולוגי. מקור המילה היא הלחם של המילה היוונית - "טֶלֶ-" (τηλε-) שפירושו "מרחוק", והמילה הלטינית "קומוניקארה" (communicare), שפירושו תקשורת. טלקומוניקציה משתמשת בערוצים להעברת מידע (דוגמת אותות אלקטרוניים), אם דרך אמצעים פיזיים (דוגמת כבלי תקשורת), או באמצעות גלים אלקטרומגנטיים.
בין האמצעים ההיסטוריים ששימשו לתקשורת בין מרחקים נמנים משואות, איתותי עשן, סמפורים, דגלי איתות והליוגרפים. דוגמאות אחרות לאמצעי תקשורת בין מיקומים מרוחקים הן איתותי אודיו כגון הכאות תוף ושריקות. אמצעי תקשורת בין-מרחקים מודרניים כוללים שימוש בטכנולוגיה אלקטרונית ואלקטרומגנטית דוגמת הטלגרף, הטלפון והטלפרינטר וכן רשתות תקשורת, גלי רדיו ומיקרו, קו תקשורת, סיבים אופטיים ולווייני תקשורת.
המהפכה בתקשורת האלחוטית החלה בעשור הראשון של המאה ה-20, עם ההתפחות בתקשורת רדיו על ידי גוליילמו מרקוני. חלוצים בולטים נוספים בתחום התקשורת האלקטרונית והאלקטרומגנטית הם סמואל מורס וצ'ארלס ויטסטון (טלגרף), אלכסנדר גרהם בל (טלפון), אדווין ארמסטרונג ולי דה פורסט (רדיו), ג'ון לוגי ביירד ופילו פרנסוורת' (טלוויזיה).

מושגים מרכזיים

ישנם מספר מושגי מפתח אשר חוזרים בספרות העוסקת בתאוריית התקשורת המודרנית.

תקשורת אנלוגית מול דיגיטלית

אותות תקשורת יכולים להיות אנלוגיים או דיגיטליים. ישנן מערכות תקשורת אנלוגיות ומערכות תקשורת דיגיטליות. באות אנלוגי, האות משודר ברציפות ביחס למידע שעובר דרכו. באות דיגיטלי המידע מקודד כסט של ערכים בדידים (לדוגמה אפסים ואחדות). במהלך השידור והקבלה של מידע אנלוגי, האות נחלש בעקבות רעש. בדרך כלל, הרעש במערכת תקשורת יכול לבוא לידי ביטוי בהוספה או הפחתה מהאות הרצוי באופן אקראי לחלוטין. צורת רעש כזאת נקראת רעש מוסיף, מתוך ההבנה כי הרעש יכול להיות חיובי או שלילי בכל נקודת זמן. קיימים גם רעשים אחרים אשר קשים יותר לתיאור או ניתוח.
אלא אם הפרעת רעש התוסף עולה על סף מסוים, המידע המועבר באות דיגיטלי לא יפגע. התנגדותם של אותות דיגיטליים לרעש מהווה יתרון מפתח על פני אותות אנלוגיים.

רשתות תקשורת

רשת תקשורת היא אוסף של משדרים, מקלטים וערוצי תקשורת ששולחים הודעות אחד לשני. חלק מרשתות התקשורת הדיגיטליות מכילות נתב אשר מופעל על מנת לשדר את המידע למשתמש הנכון. רשתות תקשורת דיגיטליות מבוססות על מרכזייה שמקימה את הקישור בין 2 משתמשים או יותר. ב-2 סוגי הרשתות ייתכן ויעשה שימוש במשחזרים על מנת להגביר או ליצור מחדש את האות כאשר הוא משודר למרחק רב. המשחזר נועד לתת מענה לבעיית הניחות שיכולה לגרום לכך שלא יהיה ניתן להבחין באות אשר יש רעש רב.

ערוצי תקשורת

למונח "ערוץ" שתי משמעויות. האחת מתייחסת לערוץ כאל אמצעי פיזי להעברת האות בין המשדר למקלט. דוגמאות לכך הן סיבים אופטיים להעברת תקשורת אופטית, כבלים קואקסיאליים להעברת תקשורת באמצעות מתח חשמלי.
המשמעות השנייה נמצאת בביטוי ערוץ תקשורת שהוא תת-מחלקה של אמצעי שידור, כך שהוא יכול לשמש על מנת לשלוח מספר רב של זרמי מידע בו זמנית. לדוגמה: תחנת רדיו יכולה לשדר גלי רדיו לאוויר בתדר 94.5MHz, בעוד תחנה אחרת יכולה לשדר בתדר 96.1MHz. כל תחנה תשדר גלי רדיו ברוחב פס של כ-180 kHz. התדרים לעיל נקראים גל נושא. כל תחנה בדוגמה זו מופרדת מהתחנות הסמוכות לה על ידי 200 kHz, וההבדל בין 200 kHz ל-180 kHz הוא פער הנדסי לפגמים במערכת התקשורת.
בדוגמה מעל, בוצעה חלוקה של ערוצי התקשורת על פי תדרים, ,ולכל ערוץ הוקצה רוחב פס נפרד שבו משודרים גלי הרדיו. המערכת המאפשרת את החלוקה נקראת ריבוב חלוקת תדר (FDM).
דרך נוספת לחלוקה היא באמצעות הקצאת מסגרת זמן לכל שולח, כמו 20 מילישניות בכל שנייה, ולאפשר לכל שולח לשלוח את המידע שלו רק במסגרת חלון הזמן שהוגדר. שיטה זו נקראת ריבוב חלוקת זמן (TDM) והיא נמצאת בשימוש בסיבים אופטיים.

אפנון

העיצוב של אות להעברת מידע נקרא אפנון. ניתן להשתמש באפנון כדי להציג הודעה דיגיטלית בצורת גל אנלוגי. מערכת בלוטות' לדוגמה משתמשת באפנון PSK על מנת להעביר מידע בין מכשירים שונים.

חברה

לטלקומוניקציה השפעה משמעותית על התחומים החברתיים, תרבותיים וכלכליים של החברה המודרנית. ההכנסות של תעשיית הטלקומוניקציה הוערכו בשנת 2008 בכ-4.7 טריליון דולר, או קצת פחות מ-3% מהתוצר העולמי הגולמי.

מיקרו-כלכלה

ברמת המיקרו-כלכלה, החברות נעזרות בטלקומוניקציה על מנת לבנות תאגידים בינלאומיים. דוגמה מובהקת לכך היא ענקית הקמעונאות באינטרנט אמזון, אך גם הקמעונאי המסורתי כוול-מארט, נהנה תשתיות טלקומוניקציה טובות יותר בהשוואה למתחריו. בעלי בתים בערים ברחבי העולם, משתמשים בטלפון על מנת להזמין מגוון שירותים לבית ממשלוחי פיצה ועד מוצרי חשמל. אפילו קהילות עניות יחסית משתמשות בטלקומוניקציה. בכפרים מבודדים בבנגלדש, משתמשים בטלפונים סלולריים על מנת ליצור קשר עם סיטונאים על מנת לקבל מחיר טוב על הסחורה שלהם.

מקרו-כלכלה

ברמת המקרו-כלכלה, ישנם חוקרים מצביעים על קשר בין תשתיות טלקומוניקציה טובות לצמיחה כלכלית. אך לא כל החוקרים מסכימים בנושא.
בגלל התרומה הכלכלית שיש לטלקומוניקציה, יש דאגה גוברת לגבי גישה שוויונית לשירותי תקשורת בין מדינות שונות בעולם, הדבר ידוע כפער דיגיטלי. סקר שנערך ב-2003 על ידי איגוד הטלקומוניקציה הבינלאומי, גילה כי לשליש המדינות יש פחות ממנוי סלולר אחד לכל 20 אנשים, ולשליש מהמדינות יש פחות ממנוי טלפון קווי אחד לכל 20 אנשים. במונחי גישה לאינטרנט, לכמחצית מהמדינות יש אדם אחד עם גישה לאינטרנט לכל 20 אנשים. לפי הסקר עולה כי הדירוג הכי גבוה בגישה לטלקומוניקציה ניתן לשוודיה, דנמרק ואיסלנד, בעוד ניגריה, בורקינה פאסו ומאלי קיבלו את הדירוג הנמוך ביותר.

השפעה חברתית

טלקומוניקציה משחק תפקיד משמעותי ביחסים חברתיים. עם זאת, בתחילת דרכה של מערכת הטלפונים היא שווקה כמכשיר מעשי המאפשר לקיים שיחות עסקים או להזמין שירותים לבית. רק בשנות ה-20 המאוחרות ושנות ה-30, הנושא החברתי קיבל ביטוי בפרסומות לטלפונים. קידומי המכירות התחילו לפנות לרגשותיהם של הצרכנים, והדגישו את החשיבות של שיחות חברתיות והשמירה על קשר עם בני משפחה וחברים.
מאז החשיבות החברתית של טלקומוניקציה גדלה משמעותית. אתרי רשתות חברתיות צברו פופולריות גדולה. אתרים אלה מאפשרים למשתמשים לתקשר אחד עם השני וכן לפרסם תמונות, אירועים ופרופילים על מנת שאחרים יראו. הפרופיל יכול להכיל את גיל האדם, תחומי עניין, העדפות מיניות ומצב אישי.
טרם הופעת רשתות חבריות, לטכנולוגיות כמו SMS וטלפונים היו השפעות חברתיות משמעותיות. מחקר שנערך באנגליה בשנת 2000 הצביע על כך ש-81% מגילאי 15 עד 24 משתמשים ב-SMS למטרות שמירה על קשרים חברתיים ו-42% לפלרטט.
בסקר שנערך בישראל על ידי חברת בזק בשנת 2014 עולה כי 38% הכירו חברים חדשים באמצעות האינטרנט ו-32% הכירו את בן זוגם באמצעות האינטרנט, בהשוואה 6% בלבד לפני יותר מ-5 שנים.

ממשל

מדינות רבות חוקקו חוקים התואמים את תקנות הטלקומוניקציה הבינלאומית שנוצרו על ידי איגוד הטלקומוניקציה הבינלאומי.
מנקודת מבט גלובלית, היו ויכוחים פוליטיים וחקיקה הנוגעת לניהול טלקומוניקציה ושידורים. תחילה של מלחמת העולם השנייה גרמה לשידורי תעמולה בינלאומיים. מדינות, ממשלות, מורדים, טרוריסטים ואנשי מיליציה עושים כולם בשימוש בטכניקות טלקומוניקציה ושידורים לצורך קידום תעמולה. תעמולה פטריוטית לתנועות פוליטיות החלה באמצע 1930. בשנת 1936 ה-BBC שידר תעמולה לעולם הערבי בתגובה לשידורי נגד דומים מאיטליה.
בנובמבר 2014 המליץ הנשיא ברק אובמה לרשות התקשורת הפדרלית לסווג שידורים על גבי האינטרנט כשירותי טלקומוניקציה במטרה לשמור על נייטרליות הרשת.

טלפון

ברשתות טלפוניה המתקשר מחובר ליעד על ידי מתגים במרכזייה. המגמה היא מעבר ממתגים אנלוגיים לדיגיטליים וכן פריסת סיבים אופטיים במקום כבלי הנחושת.
לטלפונים סלולריים יש השפעה משמעותית על רשתות הטלפוניה. מנויי הסלולר עולים במספרם על המנויים הנייחים בשווקים רבים. יותר ויותר סלולרים כאלה נמצאים על גבי מערכות שבן תוכן הקול מועבר באופן דיגיטלי כגון GSM או W-CDMA במקום מערכות אנלוגיות.

רדיו וטלוויזיה

במערכות שידורים, מגדל שידור רב עצמה מעביר גל אלקטרומגנטי בתדר גבוה למקלטים. הגל בתדר הגבוה שנשלח על ידי המגדל הוא אות המכיל מידע חזותי או אודיו. אות השידור יכול להיות אנלוגי או דיגיטלי.
בשידורי טלוויזיה דיגיטליים, יש שלושה תקנים מתחרים אשר מאומצים ברחבי העולם. אלה הם תקני ATSC ,DVB ו-ISDB. עם זאת, חרף המעבר לדיגיטל, טלוויזיה אנלוגית משודרת ברוב העולם.

אינטרנט

האינטרנט הוא רשת מחשבים עולמית אשר מתקשרים אחד עם השני באמצעות Internet Protocol.
על פי הערכות, בשנת 2000 כ-51% המידע שהועבר ברשתות טלקומוניקציה הועבר באמצעות האינטרנט, השאר (כ-42%) באמצעות טלפונים נייחים. בשנת 2007, 97% מהמידע עבר באמצעות האינטרנט ו-2% באמצעות טלפונים סלולריים.

רשתות תקשורת מקומיות ורשתות מרחביות

רשתות תקשורת מקומיות (LAN) מאפשרות למחשבים לתקשר ביניהם מבלי להיות מחוברים לאינטרנט, לרוב מדובר ברשתות זולות יותר ובעלות יתרון של פרטיות ואבטחת מידע.
רשתות מרחביות (WAN) הן רשתות מחשבים פרטיות אשר מגיעים למרחק של אלפי קילומטרים. גם כן יש יתרון בהיבטי פרטיות ואבטחת מידע. משתמשים ברשתות אלה כוללים כוחות מזוינים וסוכנויות מודיעין אשר חייבות לשמור על המידע שלהם מאובטח וחסוי.

יכולת ההולכה

היכולת האפקטיבית להחליף מידע ברחבי העולם באמצעות רשתות תקשורת דו-כיווניות גדלו מ-281 פטה-בייט של מידע בשנת 1986, ל-471 פטה-בייט ב-1993, ל-2.2 אקסה-בייט בשנת 2000 ול-65 אקסה-בייט בשנת 2007.