ЕЛЕКТРОННІ ЗАСОБИ ЗВ'ЯЗКУ

1. Революція в галузі зв'язку.
2. Лазер.
3. Супутники зв'язку.
4. Кабелі.
5. TASI.
6. Імпульсно-кодова модуляція.
7. Електронна комутація.
8. Телефони-комп'ютери.
9. Відеотелефон.
10. Системи кабельного телебачення.
11. Комп'ютер як інтелектуальний помічник.

Наши партнеры ArtmMisto

ЕЛЕКТРОННІ ЗАСОБИ ЗВ'ЯЗКУ, техніка передачі інформації з одного місця в інше у вигляді електричних сигналів, що посилаються по дротах, кабелю, оптоволоконними лініями або взагалі без напрямних ліній. Спрямована передача по проводах зазвичай здійснюється з однієї конкретної точки в іншу, як, наприклад, в телефонії або телеграфії. Ненаправлена ​​передача, навпаки, зазвичай використовується для передачі інформації з однієї точки на безліч інших точок, розсіяних в просторі, тобто в широкомовних цілях. Прикладом ненаправленої передачі може служити радіомовлення.

Передачу сигналів по дротах можна розглядати як протікання по дроту електричного струму, який переривається або змінюється якимось чином, з передавача, що знаходиться в одній з точок мережі. Це переривання або зміна струму, виявлене приймачем в іншій точці мережі, і представляє собою сигнал, або елемент інформації, надісланій передавачем.

Передача інформації за допомогою радіо- або оптичних (світлових) хвиль являє собою електромагнітне випромінювання, яке може поширюватися, не потребуючи будь-якої середовищі, тобто здатне поширюватися і в вакуумі. Така передача здійснюється в результаті коливань електричного і магнітного полів. Хвилі радіо і телебачення, мікрохвилі, інфрачервоні промені, видиме світло, ультрафіолетові промені, рентгенівські і гамма-промені - всі вони представляють собою електромагнітне випромінювання. Кожен вид електромагнітного випромінювання характеризується своєю частотою коливань, причому радіохвилі відповідають низькочастотному кінця спектра, а гамма-промені - високочастотному. Див. Також РАДІОХВИЛІ.

Хоча в принципі сигнали можна передавати електромагнітним випромінюванням будь-якої частоти, для цілей зв'язку годяться не всі ділянки електромагнітного спектра, оскільки атмосфера для деяких довжин хвиль непрозора. Діапазон використовуваних «радіочастот» лежить в межах від приблизно 1 до 30 000 МГц. У цьому діапазоні АМ-радіомовлення ведеться на частотах від 0,5 до 1,5 МГц, а ЧС-і телевізійне мовлення - в значно ширшому діапазоні частот, середина якого припадає на частоту 100 МГц. Мікрохвильові сигнали, в тому числі їх посилають на супутники зв'язку і прийняті від них, знаходяться в діапазоні від 4000 до 14 000 МГц і навіть вище. Взагалі кажучи, для будь-якого сигналу потрібна певна смуга або діапазон частот; при цьому чим складніше сигнал, тим ширше необхідна смуга частот. Так, наприклад, для телевізійного сигналу через його набагато більшої складності потрібно ширина смуги, приблизно в 600 разів більша, ніж для мовного. Весь використовуваний спектр радіочастот дозволяє розмістити в ньому 10 млн. Мовних або близько 10 000 телевізійних каналів. Цей спектр розподіляється між мовними станціями, аварійними службами, авіацією, судами, мобільною телефонією, військовими та іншими користувачами.

Революція в галузі зв'язку.

В останні десятиліття засоби електронного зв'язку розвивалися так швидко, що слова «революція в галузі зв'язку" не здаються перебільшенням. Базою для багатьох нововведень служив швидкий прогрес електронної техніки і технології. На початку 1950-х років був розроблений прилад, названий транзистором. Цей мініатюрний електронний компонент, зроблений з напівпровідникових матеріалів, використовується для посилення електричного струму або управління ім. Так як транзистори менше за розмірами і більш довговічні, ніж електронні лампи, вони замінили лампи у радіоприймачах і стали основою комп'ютерів. Див. Також електровакуумні й газорозрядні Прилади; ТРАНЗИСТОР.

В кінці 1960-х років замість транзисторних схем в обчислювальній техніці почали застосовувати повністю зібрані напівпровідникові схеми, що отримали назву інтегральних (ІС). Згодом на одній пластині кремнію, розмір якої лише трохи перевищував розміри першого транзистора, технологи навчилися в ході одного процесу виготовляти відразу сотні тисяч транзисторів. Цей метод, що отримав назву технології великих інтегральних схем (ВІС), дозволяє в одному маленькому приладі розмістити безліч ІС. Див. Також ІНТЕГРАЛЬНА СХЕМА.

Кожен етап розвитку електроніки супроводжувався значним підвищенням надійності електронних компонентів. При цьому вдавалося також істотно зменшити розміри, споживану потужність і вартість багатьох видів електронної апаратури.

Широке застосування такої техніки, як комп'ютери, лазери, волоконно-оптичні лінії, супутники зв'язку, телефони прямого набору, відеотелефони, транзисторні радіоприймачі і кабельне телебачення, привело до повного перегляду традиційної класифікації методів зв'язку. Зараз вже практично не ототожнюють передачу по дротах з прямої адресної зв'язком, а бездротову передачу - з радіомовленням. Ймовірно, найбільш сильний вплив на розвиток техніки зв'язку зробило значне збільшення пропускної спроможності засобів зв'язку як по ефіру, так і по проводах. Ця зростаюча пропускна здатність використовується для постійно зростаючого глобального трафіку телебачення, телефонії і цифрової інформації.

Лазер.

Одним з факторів, які відіграли важливу роль у збільшенні пропускної здатності систем зв'язку, було відкриття лазера в 1961. Лазер - це джерело світла, що генерує вузький промінь світла високої інтенсивності. Такий промінь можна використовувати для передачі сигналів. Унікальна особливість лазера полягає в тому, що він випромінює світло однієї частоти, тобто дає чисто монохроматичне випромінювання. Таким чином, лазер може служити генератором електромагнітних хвиль дуже високої частоти (НВЧ) аналогічно тому, як радіопередавач служить джерелом хвиль більш низької частоти (радіохвиль). Оскільки частотний діапазон світлових хвиль (приблизно від 5ґ108 до 109 МГц) у багато разів ширше діапазону частот радіохвиль, світловий промінь дозволяє передавати величезні обсяги інформації. Ця частина електромагнітного спектра має ширину, достатню для розміщення 80 млн. ТВ-каналів або забезпечення 50 млрд. Одночасних телефонних розмов.

У застосовуваної на практиці техніці зв'язку лазерні сигнали дещо меншою частоти (інфрачервоне випромінювання) передаються від пункту до пункту по волоконно-оптичних лініях, що відрізняється малими втратами. Оптичний кабель містить від 10 до 100 і більше оптичних волокон, кожне з яких може забезпечити передачу телевізійного сигналу або роботу багатьох сотень телефонних каналів. Лазери використовуються також для передачі сигналів між супутниками військового призначення. Застосовувані в зв'язку лазери являють собою крихітні напівпровідникові прилади, схожі на світловипромінюючі діоди (СІД), які використовуються в цифрових індикаторах кишенькових калькуляторів і наручних годинників. Див. Також ЛАЗЕР; КВАНТОВІ ГЕНЕРАТОРИ І ПІДСИЛЮВАЧІ.

Супутники зв'язку.

Перші супутники зв'язку, що розміщувалися на навколоземних орбітах на початку 1960-х років, несли апаратуру пасивного типу і служили лише ретрансляторами сигналу. Див. Також СУПУТНИК ЗВ'ЯЗКУ.

Сучасні супутники зв'язку зазвичай виводяться на геостаціонарну орбіту заввишки 35 900 км над поверхнею Землі. На кожному супутнику є 10 або більше число мікрохвильових приймачів і передавачів. Сучасний супутник дозволяє передавати через океани на цілі континенти кілька телевізійних програм і забезпечувати роботу більш десятків тисяч телефонних каналів.

Кабелі.

Під час Першої світової війни фахівці з техніки зв'язку розробили метод використання пари проводів для одночасної передачі декількох телефонних розмов. Цей метод, названий частотним ущільненням каналів, заснований на можливості передачі по парі проводів широкого спектру звукових частот. При цьому сигнали кожного з декількох передавачів розносяться по частоті (за допомогою модуляції) і отриманий більш високочастотний об'єднаний сигнал передається на приймальний термінал, де розділяється на складові сигнали за допомогою демодуляції. Телефонний кабель із захисною оболонкою може містити від десятків до сотень скручених провідних пар, кожна з яких дозволяє забезпечити роботу до 24 телефонних каналів.

Однак кабелям, що складається з провідних пар, притаманні певні обмеження. З перевищенням деякої частоти сигнали, що передаються по одній парі, починають створювати перешкоди сигналам сусідній пари. Щоб вирішити цю проблему, була розроблена передає середовище нового типу - коаксіальний кабель. Такий кабель, що містить 22 коаксіальні пари, може забезпечити одночасну роботу 132 000 телефонних каналів. Кожна пара в такому кабелі є центральний провід, укладений в трубку другого провідника. Центральний провідник і трубка електрично ізольовані один від одного.

TASI.

Временнóе ущільнення мови з інтерполяцією (TASI) - спосіб, що дозволяє подвоїти пропускну здатність трансокеанських телефонних кабелів завдяки використанню природних пауз в розмовах. Канал двостороннього зв'язку приблизно протягом 60% всього часу працює вхолосту при паузах в розмові, а також в той час, коли користувач працює на прийом. Апаратура TASI за допомогою швидкодіючого комутатора надає неиспользуемое час одного каналу кому-небудь з інших користувачів. Такий комутатор повертає канал користувачеві відразу ж, як тільки той починає говорити, і роз'єднує його відразу після замолканія, надаючи канал в паузах іншим абонентам.

Імпульсно-кодова модуляція.

Цей спосіб передачі сигналів засобами цифрової техніки особливо зручний при використанні БІС і НВІС, а також волоконно-оптичних ліній. Така цифрова (ІКМ) передача мови і телевізійних сигналів в кінці кінців замінить інші засоби зв'язку. При використанні імпульсно-кодової модуляції сигнали мови або зображення можна розділяти на безліч малих временн х інтервалів; на кожному інтервалі ряд імпульсів постійної амплітуди представляє сигнал. Ці імпульси посилаються на приймаючу станцію замість оригінальних сигналів. Одна з переваг ІКМ пов'язано з тим, що дискретні електронні імпульси постійної амплітуди неважко відрізнити від випадкових перешкод довільної амплітуди (електростатичного походження), які в тій чи іншій мірі присутні в будь-якому середовищі передачі. Такі імпульси можна передавати, по суті, без перешкод від стороннього шуму, так як їх легко відокремити. ІКМ використовується для самих різних сигналів. Телеграфні і факсимільні повідомлення, а також інші дані, які раніше пересилалися по телефонних лініях іншими методами, можна набагато ефективніше передавати в імпульсної формі. Трафік таких немовних сигналів безперервно зростає; існують також системи, що дозволяють передавати змішані сигнали мови, даних і відеоінформації.

Електронна комутація.

Ще одне нововведення, яке призвело до підвищення ефективності телефонного зв'язку, - це електронна комутація. Описані вище сучасні мікросхеми уможливили використання на АТС електронних комутаторів замість механічних, що підвищило швидкість і надійність виконання викликів. Нові системи комутації є цифрові системи, в яких для комутації даних, сигналів ІКМ або відеосигналів в цифровій формі використовуються швидкодіючі і компактні БІС. До того ж до того, що електронна комутація добре підходить для різних застосувань телефонії, вона допускає реалізацію ряду нововведень. До них відносяться: автоматична передача виклику на інший номер, коли номер даного абонента зайнятий; прискорений набір, при якому абонент для з'єднання з часто викликаються номерами набирає тільки одну або дві цифри; сигнали про виклик, які сповіщають користувача, що з ним намагається з'єднатися ще один абонент.

Телефони-комп'ютери.

Телефон майбутнього знайде собі застосування не тільки для звичайного зв'язку. Телефонні апарати з вбудованими мініатюрними і недорогими логічними схемами будуть здатні виконувати складні електронні функції. За допомогою АТС такий телефон може стати індивідуальним комп'ютером. Натискаючи клавіші свого телефонного апарату, користувач зможе вводити дані, які він хоче зберегти, обробляти інформацію, запитувати дані з деякого центрального файлу або виконувати обчислення.

Відеотелефон.

Нові засоби електроніки дозволяють доповнювати зображеннями передану по телефону звукову інформацію. Відеопередачі між конференц-залами, що знаходяться в декількох містах, використовуються для того, щоб уникнути необхідності переїздів учасників конференцій. Відеопередачі почали широко застосовуватися для навчання - лекції передаються з однієї аудиторії в іншу (віддалену) і записуються на відеострічками для використання в тих же цілях.

Системи кабельного телебачення.

Хоча лазерне випромінювання і міліметрові хвилі можуть бути використані для мовлення, обмеження, обумовлені поглинанням в атмосфері, і різні перешкоди іншого роду вдається подолати лише ціною великих витрат. Тому при пошуку шляхів розширення мовлення, що дозволяють уникнути обмежень, пов'язаних з використанням електромагнітних випромінювань, все більше використовуються кабельні системи.

Для кабельного телебачення потрібна прокладка кабелів від передавальних до приймальних станцій, розташованих, наприклад, в будинках. Радіослухач або телеглядач кабельного мовлення не відчуває незручностей від завмирань, двоїння зображень і інших перешкод. Крім того, завдяки тому, що число каналів, що передаються по кабелю, практично необмежено (тоді як звичайна станція ТВ-мовлення передає в даний момент лише одну програму), телеглядачеві надається набагато ширший вибір програм. У перспективі засоби масової інформації можуть стати службами індивідуалізованої інформації, здатними передавати за запитами окремих телеглядачів попередньо записані програми.

Протягом багатьох років працюють системи кабельного телебачення з колективним прийомом (CATV). Спочатку призначалися для обслуговування віддалених селищ, де встановлюються на дахах антени не забезпечували якісного прийому сигналів, системи CATV також широко використовуються в містах, де однією з проблем є перешкоди.

Комп'ютер як інтелектуальний помічник.

Фахівці в області обчислювальної техніки вважають, що в кінці кінців люди зможуть більш ефективно поширювати свої ідеї за допомогою комп'ютерів, ніж шляхом прямої бесіди. Зазвичай мета бесіди зводиться до обміну, порівняно і критичного обговорення ідей, що вже сформувалися в умах учасників бесіди. Ідеї ​​в основному висловлюють словами, проте якщо предмет обговорення складний або має технічну специфіку, то доводиться використовувати графіку, фотографії та розрахунки. Бесіда не завжди призводить до повного розуміння, оскільки викладені концепції буває нелегко висловити словами; часто вони містять дані і асоціації, пов'язані між собою настільки складним чином, що навіть тому, хто говорить важко їх до кінця зрозуміти і висловити. Хто слухає ж не в змозі дослідити образ думок мовця і повинен покладатися на інформацію, яку той повідомляє, причому з заходом неадекватності, яку важко оцінити.

Комп'ютер, за твердженнями кібернетиків, надає учаснику бесіди можливість краще зрозуміти ідеї свого співрозмовника. Комп'ютер - це машина для обробки інформації, яка вміє зберігати дані, знає, де їх знайти, здатна зіставляти їх, сортувати, стискати або реструктурувати і потім відтворювати на екрані в найбільш відповідній формі. Якщо в комп'ютер введена інформація, що має відношення до формулювання якоїсь ідеї, але не прозвучала досить ясно при поясненні цієї ідеї співрозмовником, то на виході комп'ютера можна отримати загальне уявлення про спосіб мислення мовця. Таким чином, базова інформація говорить виявляється доступною для слухача. Крім того, комп'ютер може знадобитися слухачеві для сортування даних, що дозволяє виявити факти, що мають відношення до обговорюваної проблеми або концепції. Потім можуть виникнути обговорення між двома або більшою кількістю співрозмовників, комп'ютери яких з'єднані так, що інформація збирається, обробляється і обмінюється настільки ефективно, що рішення і творчі ідеї зможуть виникати в такій мірі і на такому рівні, яких не можна було б досягти без використання комп'ютерів. Експерименти, проведені в цьому напрямку, дали обнадійливі результати. Див. Також ІНТЕЛЕКТ ШТУЧНИЙ; ОРГТЕХНІКА канцелярське обладнання; ТЕЛЕФОН; КОМП'ЮТЕР; ІНФОРМАЦІЇ НАКОПИЧЕННЯ І ПОШУК; РАДІО І ТЕЛЕБАЧЕННЯ; Волоконної оптики; СУПУТНИК ЗВ'ЯЗКУ; телеметрії; Напівпровідникові ЕЛЕКТРОННІ ПРИЛАДИ.