Електричний зв'язок визначення. Електричний зв'язок. Мережі електрозв'язку. Основні поняття та визначення

Інформація- відомості про будь-які процеси, події, факти або предмети. Відомо, що 80..90% інформації людина отримує через органи зору та 10..20% - через органи слуху. Інші органи чуття дають у сумі 1..2% інформації. Фізіологічні можливості людини неможливо забезпечити передачу великих обсягів інформації на значні відстані.

Зв'язок- технічна база, що забезпечує передачу та прийом інформації між віддаленими один від одного людьми або пристроями. Аналогія між зв'язком та інформацією така ж, як у транспорту та вантажу, що перевозиться. Засоби зв'язку не потрібні, якщо немає інформації, як не потрібні транспортні засоби за відсутності вантажу.

Повідомлення- Форма вираження (подання) інформації, зручна для передачі на відстань. Розрізняють про птичні(телеграма, лист, фотографія) та звукові(Мова, музика) повідомлення. Документальніповідомлення наносяться та зберігаються на певних носіях, найчастіше на папері. Повідомлення, призначені для обробки ЕОМ, прийнято називати даними.

Інформаційний параметр повідомлення- Параметр, у зміні якого "закладена" інформація. Для звуковихповідомлень інформаційним параметром є миттєве значення звукового тиску, нерухомихзображень - коефіцієнт відображення, для рухливих- Яскравість світіння ділянок екрану.

За характером зміни інформаційних параметрів розрізняють безперервні та дискретні повідомлення.

Сигнал- фізичний процес, що відображає повідомлення, що передається. Відображення повідомлення забезпечується зміною будь-якої фізичної величини, що характеризує процес. Ця величина є інформаційним параметром сигналу.

Сигнали, як і повідомлення, можуть бути безперервнимиі дискретними. Інформаційний параметр безперервного сигналу з часом може набувати будь-яких миттєвих значень у певних межах. Безперервний сигнал часто називають аналоговим. Дискретний сигнал характеризується кінцевим числом значень інформаційного параметра. Часто цей параметр набуває всього два значення. Рис. 3.1 показані види аналогового та дискретного сигналів.

У техніці зв'язку поряд з абсолютними одиницями вимірювання параметрів електричних сигналів (потужність, напруга та струм) широко використовуються відносні одиниці.

Рівнем передачі сигналу в деякій точці каналу або тракту називають логарифмічне перетворення відношення енергетичного параметра S (потужності, напруги або струму) до відлікового значення цього параметра.

Правило перетворення визначається формулою:

де m- масштабний коефіцієнт; a- основа логарифму.

Рівні передачі вимірюються в децибелах, якщо справедливі співвідношення:

для рівнів потужності, дБм;

для рівнів за напругою, дБн;

Рівень передачі називається абсолютним, якщо P 0 = 1 мВт. Якщо тепер задати R 0 то при заданих значеннях потужності і опору легко отримати відповідні величини напруги U 0 і струму I 0:

При R 0 = 600 Ом у практичних розрахунках приймають заокруглені значення: для U 0 = 0,775, а для I 0 = 1,29 мА.

Вимірювальнірівні служать визначення рівнів передачі з допомогою вимірювальних приладів, званих покажчиками рівня.

Для вимірювання рівня найчастіше застосовується схема відомого генератора, показана Рис. 3.2.

Мал. 3.1 Види сигналів: а – аналогового, б – дискретного

Мал. 3.2 Схема відомого генератора

У цій схемі до входу досліджуваного об'єкта, наприклад деякого чотириполюсника, підключається генератор випробувального сигналу з певними параметрами, тобто. має бути відомий його вихідний опір R Г, що розвивається ЕРС E Г (або напруга на вході об'єкта U ВХ). Вхідний опір об'єкта R Р також повинен бути відомий. До виходу об'єкта підключається покажчик рівня з вхідним опором, що дорівнює номінальному значенню опору навантаження; реальне навантаження при цьому вимикається.

Як випробувальний при вимірі рівнів передачі найчастіше застосовують одночастотний синусоїдальний сигнал, частота якого також має бути відома, а початкова фаза, як правило, не фіксується.

Якщо за значенням параметрів підключений генератор випробувального сигналу має властивість нормального, тобто. його внутрішній опір дорівнює 600 Ом, ЕРС, що розвивається, дорівнює 1,55 В, то виміряний на опорі R Н рівень називається вимірювальним.

Надалі розглядатимемо принципи та засоби зв'язку, засновані на використанні електричної енергії як переносники повідомлень, тобто. електричних сигналів. Вибір електричних сигналів для перенесення повідомлень на відстань обумовлений їх високою швидкістю розповсюдження(близько 300 км/мс)

Опис сигналів електрозв'язку певним чином необхідне їх адекватної обробки у процесі передачі. Описом сигналу може бути деяка функція часу. Визначивши так чи інакше цю функцію, визначаємо сигнал. Однак таке повне визначення сигналу не завжди потрібне. Достатньо опис у вигляді кількох параметрів, Що характеризують основні властивості сигналу з погляду його передачі

Якщо провести аналогію з транспортуванням вантажів, то для транспортної мережі визначальними параметрами вантажу є його маса та габарити. Сигнал також є об'єктом транспортування, а техніка зв'язку - технікою транспортування (передачі) сигналів каналами зв'язку.

Основними первинними сигналами електрозв'язку є: телефонний, звукове мовлення, факсимільний, телевізійний, телеграфний, передачі.

Телефонний (мовний) сигнал. Звуки мови утворюються в результаті проходження повітряного потоку з легень через голосові зв'язки та порожнини рота та носа. Частота імпульсів основного тону (f 0 на рис. 3.3) лежить у межах від 50..80 Гц (бас) до 200..250 Гц (жіночий та дитячий голоси). Імпульси основного тону містять велику кількість гармонік (до 40) (2f 0 ..,nf 0 на Рис. 3.3), причому їх амплітуди зменшуються зі збільшенням частоти зі швидкістю приблизно 12 дБ на октаву (крива 1 на Рис. 3.3). (Нагадаємо, що октавою називається діапазон частот, верхня частота якого вдвічі вища за нижню. В.о. амплітуда гармоніки 2f 0 на 12 дБ більше, ніж гармоніки 4f 0 і т.д.). При розмові частота основного тону f0 змінюється у значних межах.

Мал. 3.3 Спектральний склад мовного сигналу

В процесі проходження повітряного потоку з легень через голосові зв'язки та порожнини рота та носа утворюються звуки мови, причому потужність гармонік частоти основного тону змінюється (крива 2 на рис. 3.3). Області підвищеної потужності гармонік частоти основного тону називаються формантами (див. рис. 3.3). Різні звуки мови містять від двох до чотирьох формантів. Висока якість передачі телефону характеризується рівнем гучності, розбірливістю, природним звучанням голосу, низьким рівнем перешкод. Ці фактори визначають вимоги до телефонних каналів.

Основними параметрами телефонного сигналу є:

потужність телефонного сигналу P ТЛФ. Згідно з даними МСЕ-Т, середня потужність телефонного сигналу в точці з нульовим вимірювальним рівнем на інтервалі активності становить 88 мкВт. З урахуванням коефіцієнта активності (0,25) середня потужність телефонного сигналу P СР дорівнює 22 мкВт. Крім мовних сигналів канал зв'язку можуть надходити сигнали управління, набору номери та ін. З урахуванням цих сигналів середню потужність телефонного сигналу приймають рівною 32 мкВт, тобто. середній рівень телефонного сигналу становить p СР = 10 lg (32 мкВт/1мВт) = - 15 дБм0;

коефіцієнт активності телефонного повідомлення, тобто. відношення часу, протягом якого потужність сигналу на виході каналу перевищує задане граничне значення, до загального часу заняття каналу для розмови. При розмові кожен із співрозмовників каже приблизно 50% часу. Крім того, окремі слова, фрази відокремлюються паузами. Тому коефіцієнт активності становить 0,25…0,35.

динамічний діапазон визначається вираженим у децибелах відношенням максимальної та мінімальної потужності сигналу

Динамічний діапазон телефонного сигналу становить D З =35...40 дБ;

пік-фактор сигналу

що становить 14 дБ. При цьому максимальна потужність, ймовірність перевищення якої зникаюче мала, дорівнює 2220 мкВт (+3,5 дБм0);

енергетичний спектр мовного сигналу - область частот, у якій зосереджено основну енергію сигналу (Рис. 3.4)

де – спектральна щільність середнього квадрата звукового тиску; - поріг чутності (мінімальний звуковий тиск, який починає відчуватися людиною з нормальним слухом на частотах 600...800 Гц); ? f = 1 Гц. З Рис.3.4 випливає, що мова є широкосмуговим процесом, частотний спектр якого простягається від 50..100 Гц до 8000..10000 Гц. Встановлено, однак, що якість мови виходить цілком задовільною при обмеженні спектра частотами 300...3400 Гц. Ці частоти прийняті МСЕ-Т як межі ефективного спектра мови. При зазначеній смузі частот складова розбірливість складає близько 90%, розбірливість фраз – понад 99% та зберігається задовільна натуральність звучання.

Мал. 3.4 Енергетичний спектр мовного сигналу

Сигнали звукового мовлення. Джерелом звуку під час передачі програм мовлення зазвичай є музичні інструменти чи голос людини.

Динамічний діапазон мовної передачі наступний: мова диктора 25..35 дБ, художнє читання 40..50 дБ, вокальні та інструментальні ансамблі 45..55 дБ, симфонічний оркестр до 65 дБ. При визначенні динамічного діапазону максимальним вважається рівень, ймовірність перевищення якого дорівнює 2%, мінімальним - 98%.

Середня потужність сигналу мовлення залежить від інтервалу усереднення. У точці з нульовим вимірювальним рівнем середня потужність становить 923 мкВт за усереднення за годину, 2230 мкВт - за хвилину та 4500 мкВт - за секунду. Максимальна потужність сигналу мовлення у точці з нульовим вимірювальним рівнем становить 8000 мкВт.

Частотний спектр сигналу мовлення розташований у смузі частот 15.20000 Гц. При передачі як телефонного сигналу, і сигналів мовлення смуга частот обмежується. Для досить високої якості (канали мовлення першого класу) ефективна смуга частот повинна становити 0,05...10 кГц, для бездоганного відтворення програм (канали вищого класу) 0,03...15 кГц.

Факсимільний сигналформується методом рядкової розгортки. Частотний спектр первинного факсимільного сигналу визначається характером зображення, що передається, швидкістю розгортки і розмірами скануючої плями. Для параметрів факсимільних апаратів, рекомендованих МСЕ-Т, верхня частота може становити 732, 1100 і 1465 Гц. Динамічний діапазон сигналу становить близько 25 дБ, пік фактор дорівнює 4,5 дБ при 16 градаціях яскравості.

Телевізійний сигналтакож формується шляхом розгорнення. Аналіз показує, що енергетичний спектр телевізійного сигналу зосереджений смузі частот 0..6 МГц. Динамічний діапазон D 40 дБ, пік-фактор 4,8 дБ.

Основним параметром дискретного сигналуз погляду його передачі є необхідна швидкість передачі (біт/с).

Аналогічні параметри визначаються й у каналів зв'язку. Параметри каналів зв'язку повинні бути не меншими за відповідні параметри сигналів.

Звести параметри аналогових сигналів до єдиного параметра (швидкості передачі) дозволяє перетворення цих сигналів на цифрові (див. підрозділ 8.2 "Цифрова обробка аналогових сигналів").

Система електрозв'язку - сукупність технічних засобів та середовища розповсюдження, що забезпечує передачу повідомлень. Узагальнена структурна схема систем електрозв'язку показана Рис. 3.5.

Мал. 3.5 Узагальнена структурна схема систем електрозв'язку

Повідомлення за допомогою перетворювача повідомлення-сигналперетворюється на первинний електричний сигнал. Первинні сигнали не завжди зручно (а іноді неможливо) передавати безпосередньо по лінії зв'язку. Тому первинні сигнали з допомогою передавача ПРД перетворюються на звані вторинні сигнали, характеристики яких добре узгоджуються з характеристиками лінії зв'язку.

Канал зв'язку - сукупність технічних пристроїв (перетворювачів) та середовища поширення, що забезпечують передачу сигналівна відстань.

Канали та системи зв'язку, що використовують штучне середовище поширення (металеві дроти, оптичне волокно), називаються провідними, а канали та системи зв'язку, в яких сигнали передаються через відкритий простір - радіоканалами та радіосистемами.

Умовну класифікацію сучасних видів електрозв'язку показано на Рис. 3.6. Всі види електрозв'язку за типом повідомлень, що передаються, можуть бути розділені на призначені для передачі звуковихповідомлень, оптичнихповідомлень у вигляді рухливихзображень, оптичнихповідомлень у вигляді нерухомихзображень та повідомлень між ЕОМ. Залежно від призначення повідомлень види електрозв'язку можна розділити на призначені передачі повідомлень індивідуальногоі масовогохарактеру.

Мал. 3.6 Сучасні види електрозв'язку

Наведена на Мал. 3.6 класифікація досить умовна, оскільки останнім часом намітилася тенденція поєднання видів електрозв'язку в єдину інтегральну системуна основі цифрових методів передачі та комутації для передачі всіх видів повідомлень.

Подібні документи

Призначення каналу зв'язку передачі сигналів між віддаленими пристроями. Способи захисту інформації, що передається. Нормована амплітудно-частотна характеристика каналу. Технічні пристрої підсилювачів електричних сигналів та кодування.

контрольна робота , доданий 05.04.2017


Зв'язок як галузь господарства, що забезпечує прийом та передачу інформації. Особливості та пристрій телефонного зв'язку. Супутниковий зв'язок. Стільниковий зв'язок як один із видів мобільного радіозв'язку. Передача сигналу та з'єднання за допомогою базової станції.

презентація , доданий 22.05.2012


Ретранслятор як комплекс обладнання, призначеного для забезпечення зв'язку між двома та більше радіопередавачами, віддаленими один від одного на великі відстані. Принцип його дії, структура та компоненти. Вибір зовнішньої та внутрішньої антени.

курсова робота , доданий 26.01.2015


Характеристики та параметри сигналів та каналів зв'язку. Принципи перетворення сигналів у цифрову форму та вимоги до аналогово-цифрового перетворювача. Квантування випадкового сигналу. Узгодження джерела інформації із безперервним каналом зв'язку.

курсова робота , доданий 06.12.2015


Сучасні види електрозв'язку. Опис систем передачі безперервних повідомлень, звукового мовлення, телеграфного зв'язку. Особливості використання крученої пари, кабельних ліній, оптичного волокна. Призначення технології Bluetooth та транкового зв'язку.

реферат, доданий 23.10.2014


Зародження концепції багаторівневої ієрархічної структури телефонної мережі. Електронна технологія, що дозволила перевести всі телефонні засоби на елементну базу. Розвиток IP-телефонії, що забезпечує передачу мови мережами пакетної комутації.

реферат, доданий 06.12.2010


Функціональна схема та основні елементи цифрової системи. Канали зв'язку, їх характеристики. Виявлення сигналу в гауссовому шумі. Алгоритми цифрового кодування. Смугова модуляція та демодуляція. Оптимальний прийом сигналу ДС. Методи синхронізації у ЦСС.

курс лекцій, доданий 02.02.2011


Розрахунок практичної ширини спектра сигналу та повної енергії сигналу. Узгодження джерела інформації із каналом зв'язку. Розрахунок інтервалу дискретизації та розрядності коду, ймовірності помилки при дії "білого шуму". Визначення розрядності коду.

курсова робота , доданий 07.02.2013


Схема цифрового зв'язку. Розрахунок характеристик дзвонового сигналу: повної енергії та обмеження практичної ширини спектра. Аналітичний запис експонентного сигналу. Тимчасова функція сигналу, що осцилює. Настройки цифрового сигналу.

курсова робота , доданий 07.02.2013


Принцип дії телефонної мережі. Класифікація внутрішньоустановних телефонних систем, їх переваги. Деякі правила телефонного спілкування секретаря із клієнтом. Основні стандарти стільникового радіотелефонного зв'язку. Особливості та зручність факсимільного зв'язку.

Матеріал із Юнциклопедії

Вік науково-технічної революції характеризується інформаційним вибухом, т. е. величезною кількістю найрізноманітнішої інформації. Щоб передати будь-яку інформацію (звук, зображення, текст телеграми, дифрові дані для ЕОМ) по мережі електричного зв'язку, необхідно спочатку перетворити її на електричні сигнали, потім направити їх через лінію зв'язку, а на іншому кінці лінії перетворити отримані сигнали знову на інформацію . Перетворення інформації, що передається, в електричні сигнали і подальше «розшифрування» прийнятих повідомлень відбуваються в апаратах зв'язку, наприклад, у телефонному, телеграфному, в передавальному та приймальному пристроях радіомовлення або телебачення, які включаються на кінцях лінії зв'язку і тому називаються кінцевими.

Передавальні та приймальні кінцеві апарати розташовані в різних пунктах. Немає необхідності постійно зв'язувати ці пункти прямою лінією зв'язку: достатньо встановити комутаційну (з'єднувальну) станцію, яка б з'єднувала лінії зв'язку, що йдуть від апаратів, лише на час передачі та прийому сигналів. Такими комутаційними станціями є автоматичні телефонні станції (АТС), що об'єднують тисячі телефонів і швидко знаходять номер кожного з них, і автоматичні телеграфні станції, в яких телеграми, що надходять від відправників, можуть при необхідності накопичуватися, сортуватися за їх важливості, а вже потім, через деякий час , посилатися далі.

Лінії зв'язку виникли у середині ХІХ ст. коли почав працювати електричний телеграф. Телеграфні лінії зв'язку виготовляли із залізного або мідного дроту та підвішували на стовпах, прикріплюючи до ізоляторів. Щоб передати більше повідомлень, на кожний стовп підвішувалось кілька десятків дротів. Пізніше покриті гумовою ізоляцією дроти стали збирати в товсті джгути, укладаючи їх для запобігання пошкодженням в оболонку. Так було створено кабельні лінії зв'язку (див. Кабель). Коли винайшли телефон, то спочатку користувалися телеграфними лініями, що вже існували. Тільки з часом стало зрозуміло, що для передачі телеграм і для телефонних розмов треба мати лінії зв'язку різної «якості», оскільки їх електричні сигнали складаються із струмів різних частот, або, як кажуть, мають різну смугу частот.

мандрівні радіохвилі можуть прийти до радіоприймача різними шляхами; 14 - міжміський кабель зв'язку з проміжними підсилювальними пунктами; 15 - кабель для прийому телефонної, телеграфної та телевізійної інформації від супутника зв'язку; 16, 17, 18 - кабелі передачі інформації по телефону, телеграфу, телебаченню; 19 - довгохвильовий радіозв'язок з кораблем. Під час передачі телеграфних сигналів потрібна смуга частот всього 50-100 Гц, для телефонного зв'язку - приблизно 3 кГц (точніше, від 300 до 3400 Гц); для гарної передачі музики – 20 кГц; Велику смугу частот - приблизно 6 МГц займає телевізійний сигнал. Найпростіша лінія електричного зв'язку – це пара ізольованих один від одного мідних провідників. Мідь - цінний метал, використовуваний у багатьох галузях народного господарства. Щоб заощадити дефіцитний метал, інженери запропонували по одній і тій же парі проводів передавати не одне, а кілька повідомлень - телефонних розмов, телеграм тощо. З цією метою було створено багатоканальний зв'язок, який дозволяє передавати по одній лінії зв'язку одночасно і незалежно. від одного безліч електричних сигналів. Але передавати по одній лінії безліч електричних сигналів з різною інформацією без особливих «хитрощів» не можна, оскільки всі сигнали мають однакові або майже однакові (причому відносно низькі) частоти і, отже, заважатимуть один одному: кожен із переданих сигналів прийматиметься кожним приймачем замість того, щоб бути прийнятим тільки «своїм». Секрет багатоканального зв'язку полягає в тому, що кожен сигнал у передавачі модулює (тобто змінює амплітуди, частоти або фази коливань) «свій», який відрізняється від інших за частотою високочастотний струм. Таким чином, модульовані різними сигналами інформації високочастотні струми можуть одночасно передаватися по одній лінії, не заважаючи один одному і "переносячи" кожен "свій" сигнал інформації, тобто в лінії як би створюється багато окремих каналів передачі, що не заважають один одному. Кожен приймач за допомогою включеного на його вході електричного фільтра (див. Фільтр електричний) приймає тільки «свій» модульований високочастотний струм, а детектор приймача знову перетворює цей струм сигнал вихідної інформації. Існує й інший метод багатоканального зв'язку, коли сигнали окремих каналів передаються по лінії різні проміжки часу і на прийомі поділяються відповідним розподільником. Щоб безперервні в часі сигнали (наприклад, телефонні, мовні та інших. ) могли передаватися в такий спосіб, ці сигнали спочатку дискретизують у часі, т. е. кожен сигнал замінюють послідовністю окремих його (дискретних) значень; потім ці значення кодують, тобто кожне з них замінюють відповідною його величиною комбінацією імпульсів «1» і «0», аналогічно комбінаціям імпульсів телеграфного літературного коду (див. Телеграфний зв'язок). Чим більше створюється різних каналів по одній лінії, тим менша тривалість кожного імпульсу всіх сигналів, що передаються всіх каналів, тому тим ширше повинна бути смуга частот, яка використовується в лінії, щоб імпульси передавалися по ній без спотворень. Кількість окремих каналів передачі, які в такий спосіб можуть бути створені лініях зв'язку різного типу, визначається тим, струми яких частот добре передаються цим лініям. Струми одних частот можуть бути використані для багатоканального зв'язку в різних кабелях, а струми інших - радіорелейних лініях, хвилеводах і світловодах, лініях, що використовують штучні супутники Землі. Для прикладу можна сказати, що вже сьогодні по одній парі коаксіального кабелю можна організувати понад 10 тис. одночасних телефонних розмов, приблизно стільки ж - радіорелейними лініями і лініями, що використовують штучні супутники Землі; хвилеводними лініями можуть одночасно розмовляти до сотні тисяч абонентів і ще більше - світловодами. Електричні сигнали в міру їхнього просування по лінії зв'язку поступово слабшають. Мовою зв'язківців це явище називається загасанням. Щоб підтримати рівень сигналів, вдаються до їхнього посилення за допомогою підсилювачів, які встановлюють через рівні проміжки вздовж усієї лінії зв'язку. Більшість підсилювачів управляється та забезпечується електричною енергією за допомогою дистанційного керування. Сукупність різних ліній зв'язку - кабельних, радіорелейних, хвилеводів, ліній зв'язку через штучні супутники Землі та ліній радіозв'язку, на довгих, середніх та коротких хвилях, а також усіх кінцевих апаратів та всіх комутаційних станцій - утворює Єдину автоматизовану систему зв'язку (ЄАСС).

Всі види електрозв'язку за типом повідомлень, що передаються, можуть бути розділені на призначені для передачі звукових та оптичнихповідомлень. Основний обсяг переданих повідомлень (основний трафік) складає телефонний зв'язок. Телефонний зв'язок - вид електрозв'язку, що забезпечує передачу та прийом мовних повідомлень. Для організації зв'язку використовують типовий канал тональної частоти (КТЧ), спектр якого становить 0,3...3,4 кГц. Спектр мовного сигналу Телефонний (мовний) сигнал утворюється з допомогою мікрофона, у якому звукові коливання перетворюються на електричний сигнал. Звуки мови утворюються в результаті проходження повітряного потоку з легень через голосові зв'язки та порожнини рота та носа. Кожен звук містить певний спектр частот, кожному голосному і згідно звуку відповідає певна область резонансу (підвищена потужність), звана формантою.З графіка (рис. 4) видно, що форманта літери «а» знаходиться у спектрі частот, близьких до частоти 950 Гц, а форманта літери «е» знаходиться у спектрі частот, близьких до частоти 690 Гц. Встановлено експериментально, що й інші форманти голосних і приголосних звуків, у тому числі складається мова, виходять межі спектра 0,3 - 3,4 кГц і 90% складів і 99% фраз у тому спектрі відновлюються без спотворень. Частота коливань основного тону мови знаходиться в межах від 0,05 - 0,0 8 кГц (найнижчий чоловічий) до 0,2 - 0,25 кГц (найвищий жіночий чи дитячий). Частота коливань основного тону лежить у межах від 50...80 Гц (бас) до 200...250 Гц (дитячий і жіночий голоси).

Частотний спектр мови лежить у межах: від 0,05 – 0,1 кГц до 8 – 10 кГц (рис. 5)

Мембрана U, В Форманти

Вугільний порошок Е А

Лінія

Звук Мікрофон Батарея 0 0,3 0,69 0,95 3,4 7 кГц

Частоти

Мал. 5 . Формування спектра мовного сигналу

Будь-яке рухоме зображення – це, зазвичай, зміна кожні 40 мс одного нерухомого зображення іншим, тобто. 25 кадрів за 1 с. За час між зміною кадрів "переглядається" все нерухоме зображення (625 рядків, 833 елементи у кожному рядку), що містить півмільйона елементарних майданчиків, або елементів, тобто. кожен елемент проглядається протягом півмільйонної частки від відведених для перегляду всього кадру 40 мс (дві десятимільярдних частки секунди). При цьому людське око "бачить" те, чого вже нема на екрані, ще 0,1с. Насправді ж ніякого зображення немає на екрані, є тільки точка, що світиться, що біжить по рядках (екрану) з неймовірною швидкістю. Точку, що світиться, переміщає електронний промінь, який сфокусований за допомогою спеціальних електричних лінз і здатний відхилятися під дією магнітного поля і розгортати зображення.

Конструкція електронно-променевої трубки імітує око: об'єктив – кришталик, діафрагма – зіниця, штучна сітківка зі срібно-цезієвого металу – сітківка ока, але у дуже примітивному вигляді, т.к. вона містить лише 0,5 млн. фоторецепторів, а це набагато менше, ніж у ока.

На підставі вищесказаного ширина спектра телевізійного сигналу:

625 рядків х 833 елементів у рядку = 520 625 елементів у кадрі;

25 кадрів х 520625 = 13015625 елементів,

отже, перехід із чорного на біле, чи навпаки, відбувається приблизно 6,5 млн. разів у секунду, тобто. 6,5 МГц - верхня межа ширини спектра телевізійного сигналу, нижньої прийнято вважати нижню межу звукового сигналу - 0,05 Гц. Ширина лінії відеосигналу, що займається каналом ТБ; становить 0,05 - 6,5 МГц, динамічний діапазон ТБ - сигналу D c ≈ 40 дБ. Для організації одного каналу ТБ потрібно 1620 каналів ТЧ.

При передачі даних здійснюється передача та прийом повідомлень у цифровій формі для обробки обчислювальними машинами - комп'ютерами. Умовно розрізняють низькошвидкісну передачу (до 64 кбіт/с), середньошвидкісну (2 Мбіт/с) та високошвидкісну (від 2 Мбіт/с).

Передача газетних шпальт для децентралізованого друку каналами електрозв'язку - це різновид факсимільного зв'язку, що забезпечує передачу газетних смуг (нерухомих чорно-білих зображень). Для передачі газет застосовуються високошвидкісні факсимільні апарати із шириною світлової плями 0,05 мм (у звичайному випадку 0,1 – 0,2 мм). Це вимагає підвищену швидкість розгортки (у звичайному режимі – 60 рядків на хв.), спектр факсимільного сигналу під час передачі газетних шпальт розширено до 180 кГц.

Відеотелефонний зв'язок- вид електрозв'язку, що забезпечує одночасну передачу мовних повідомлень та зображень розмовляючих; потрібна наявність двох типових каналів: зображення та мовного телефонного каналу тональної частоти.

Види електрозв'язку, що забезпечують передачу повідомлень, записаних на носії, та прийом цих повідомлень із записом на носії, називаються документальним зв'язком(Передача даних, факсимільний зв'язок і т.д.)

Залежно від призначенняповідомлень види електрозв'язку можуть бути класифіковані на призначені для передачі повідомлень індивідуального та масовогохарактеру. Телефонна, факсимільна, передача даних - ці види зв'язку використовуються передачі індивідуальні повідомлення.Мережі телевізійного мовлення, звукового мовлення, відеотелефонного зв'язку, передачі газетних шпальт призначені для передачі масових повідомлень(Рис. 6).

Залежно від тимчасового режиму доставки повідомлень види електрозв'язку можуть бути розділені на призначені для роботи в реальному часі:

Телеконференція реального часу;

Відеоконференція (відеотелефонія);

Мал. 6. Сучасні види електрозв'язку

Аудіотелеконференції;

Звукове мовлення та телевізійне мовлення (прямі репортажі) та здійснюють відкладену доставкуповідомлень:

Електронні документи – електронна пошта, персональний радіодзвінок, телеконференції;

Документи – факс, телеграми;

Відео на запит;

Мовна пошта;

Звукове мовлення та телевізійне мовлення (записані програми);

Передача газет;

У трафіку реального часу допустима затримка інформації має перевищувати 0,1 з. У трафіку відкладеної доставки допускається тимчасова затримка при передачі зображень 30 с, 50 ​​с - при передачі голосових даних, 100 ... 150 с - при передачі аудіоінформації, так як тимчасова затримка призводить до помітних спотворень інформації, що передається.

Наведена на рис. 6 класифікація досить умовна, оскільки останнім часом намітилася тенденція поєднання видів електрозв'язку в єдину інтегральну системуна основі цифрових методів передачі та комутації для передачі всіх видів повідомлень.

САМОСТІЙНА РОБОТА. ІСТОРІЯ ЕЛЕКТРОЗВ'ЯЗКУ

ЕЛЕКТРОЗВ'ЯЗОК, зв'язок,при якій передача інформації будь-якого виду (мовної, буквено-цифрової, зорової і т. д.) здійснюється електрич. сигналами, що розповсюджуються по дротах, або радіосигналами. Відповідно до способів передачі (перенесення) сигналів розрізняють провідний зв'язокі радіозв'язок;у різних системах Е. першу часто використовують у поєднанні з різновидами другої (напр., з радіорелейним зв'язком,супутниковим зв'язком). За класифікацією, прийнятою міжнар. спілкою електрозв'язку, до Е. відносять, крім того, передачу інформації за допомогою оптичних (див. Оптичний зв'язок)або ін електромагнітних систем зв'язку. За характером переданих повідомлень Е. поділяється на слід. осн. види: телефонний зв'язок,що забезпечує ведення телеф. переговорів для людей; телеграфний зв'язок,призначена для передачі буквено-цифрових повідомлень – телеграм; факсимільний зв'язок,при якій передається графічна інформація - нерухомі зображення тексту або таблиць, креслень, схем, графіків, фотографій і т. п.; передача даних(телекодовий зв'язок), метою якої є передача інформації, представленої у формалізованому вигляді (знаками або безперервними функціями), для обробки цієї інформації ЕОМ або вже обробленої ними; відеотелефонний зв'язок (див. Відеотелефон),служить для одночасної передачі мовної та зорової інформації. За допомогою техніч. коштів Е. здійснюються також провідне мовлення, радіомовлення(звукове мовлення) та телевізійне мовлення (див. телебачення).

Для встановлення Е. між відправником (джерелом повідомлень) та одержувачем (приймачем повідомлень) служать: кінцеві апарати - передавальний та приймальний; канал зв'язку,утворений за допомогою однієї або дек. послідовно включених систем передачі; крім того, внаслідок наявності великої кількості кінцевих передавальних і приймальних апаратів і необхідності їх усіляких попарних з'єднань для opr-ції безперервного (наскрізного) каналу між ними, використовується система комутацій. пристроїв, що складається з однієї або дек. комутація. станцій та вузлів.

Кінцеві апарати. Кінцевий передавальний апарат служить для перетворення сигналу вихідної форми (звуків мови; знаків тексту телеграм; знаків, записаних у закодованому вигляді на перфострічці або к.-л. ін. носії інформації;зображень об'єктів і т. д.) в електрич. сигнал. У телеф. зв'язку та радіомовлення для електроакустич. перетворень застосовують мікрофон.У телегр. зв'язку кодові комбінації символів тексту телеграм перетворять на серії електрич. імпульсів; таке перетворення здійснюється або безпосередньо (при використанні стартстопного телеграфного апарату),або з попереднім, записом знаків на перфострічку (при використанні трансмітера).У факсимільному зв'язку перетворення світлового потоку змінної яскравості, відбитого від оригіналу, на електрич. імпульси виробляється факсимільним апаратом,Інформацію про розподіл світлотіней к.-л. об'єкт телевіз. передачі перетворять на відеосигналза допомогою телевізійної передавальної камери(Телекамери).

Кінцевий приймальний апарат служить для приведення електрич. сигналів до форми, зручної їхнього сприйняття приймачем повідомлень. При е. мн. видів кінцеві апарати містять як передавальні, так і приймальні пристрої. У першу чергу це відноситься до такої Е., яка забезпечує двосторонній (зазвичай дуплексний; див. Дуплексний зв'язок)обмін повідомленнями. Так, телефонний апарат,як правило, містить мікрофон і телефон,об'єднані в одному конструктивному вузлі - мікротелефонної трубки. У радіомовленні та телевіз. мовленні передавальні та приймальні кінцеві апарати розділені, причому сигнали від одного передавального пристрою приймаються відразу мн. кінцевими апаратами - радіоприймачамиі телевізори.

Канал зв'язку; багатоканальні системи передачі. Канал зв'язку (канал електрозв'язку) – техніч. пристрої та фіз. середовище, в яких брало електрич. сигнали поширюються від передавача до приймача. Техніч. пристрої (модулятори,демодулятори, підсилювачі електричних коливань, кодувальні пристрої, дешифраториі т. д.) розміщують в кінцевих та проміжних пунктах ліній зв'язку (кабельних, радіорелейних тощо). Система передачі інформації - каналоутворююча апаратура та ін. пристрої, що забезпечують у сукупності утворення безлічі каналів зв'язку в одній лінії зв'язку(Див. також Лінії зв'язку ущільнення).

Використовувані в Е. канали зв'язку поділяються на аналогові та дискретні. Аналогові канали служать передачі безперервних электрич. сигналів (приклади таких сигналів: напруги і струми, що виходять при електроакустич. перетворення звуків мови, музики, при розгортцізображень). Можливість передачі через цей канал зв'язку безперервних сигналів від того чи іншого джерела обумовлена ​​насамперед такими характеристиками каналу, як смуга пропускучастот і допустима макс, потужність переданих сигналів. Крім того, оскільки будь-який канал схильний до різного роду перешкод (див. Перешкодиу провідному зв'язку, Перешкоди радіоприйому, Перешкодостійкість),то він характеризується також мінімальною потужністю електрич. сигналу, яка повинна в задане число разів перевищувати потужність перешкод. Відношення макс, потужності сигналів, що пропускаються каналом, до мінімальної зв. динамічним діапазоном каналу зв'язку.

Дискретні канали служать передачі імпульсних сигналів. Такі канали зазвичай характеризуються швидкістю передачі (вимірюється в біт/сек) і вірністю передачі. Дискретні канали можуть бути використані для передачі аналогових сигналів і, навпаки, аналогові канали - для передачі імпульсних сигналів. І тому сигнали перетворюються; аналогові імпульсні за допомогою аналого-дискретних (цифрових) перетворювачів, а імпульсні в аналогові за допомогою дискретно(цифро)-аналогових перетворювачів. На рис. 1 показані можливі способи поєднання джерел аналогових та дискретних сигналів з аналоговими та дискретними каналами зв'язку.

Системи передачі, що використовуються в Е. зазвичай забезпечують одночасну і незалежну передачу повідомлень від мн. джерел до такої ж кількості приймачів. У таких системах багатоканального зв'язкузагальна лінія зв'язку ущільнюється дек. десятками - дек. тис. Індивідуальних каналів. Найбільшого поширення (1978) набули багатоканальні системи з частотним поділом аналогових каналів. При побудові таких систем передачі кожному каналу зв'язку відводиться певний ділянку області частот у смузі пропускання лінійного тракту передачі, загального для всіх повідомлень, що передаються (див. рис., том 16, стор 368, внизу). Для перенесення спектрусигналу в ділянку, відведений йому в смузі частот групового тракту (частотного перетворення сигналу), використовують амплітудну або частотну модуляцію(Див. також Модуляція коливань)груп "несучих" синусоїдальних струмів. При амплітудній модуляції (AM) відповідно до повідомлення, що передається, змінюється амплітуда гармоній. коливань струму несучої частоти.В результаті на виході модулюючого пристрою (модулятора) створюються коливання, в спектрі яких брало крім складової несучої частоти (несучої) є дві бічні смуги. Оскільки кожна з бічних смуг містить повну інформацію про вихідний (модулюючий) сигнал, то в лінію зв'язку пропускають тільки одну з них, а іншу і несучу пригнічують за допомогою полосно-пропускаючих електричних фільтрівабо інших пристроїв (див. Односмугова модуляція, Односмуговий зв'язок).При частотній модуляції (ЧМ) відповідно до повідомлення, що передається, змінюється несуча частота. Системи з ЧС мають більшу в порівнянні з системами з AM завадостійкістю, проте ця перевага реалізується лише за досить великої девіації частоти,навіщо потрібна широка смуга частот. Тому, наприклад, в радіосистемах ЧС застосовують гол. обр. в діапазоні метрових (і більш коротких) хвиль, де на кожен індивідуальний канал припадає смуга частот, у 10-15 разів більша, ніж у системах з AM, що працюють на більш довгих хвилях. У радіорелейних лініях нерідко використовують поєднання AM із ЧС; за допомогою AM створюється деякий проміжний спектр, який потім переводиться в лінійний діапазон частот за допомогою ЧС.

Для передачі повідомлень різного виду потрібні канали із певною шириною смуги пропускання. Характерна особливість суч. системи передачі - можливість організації в одній і тій же системі каналів, що застосовуються для різних видів Е. При цьому як стандартний канал використовується телефонний канал, зв. каналом тональної частоти (ТЧ). Він займає смугу частот 300-3400 гц.Для спрощення фільтруючих пристроїв, що розділяють сусідні канали, канали ТЧ відокремлюються один від одного захисними частотними інтервалами і займають (з урахуванням цих інтервалів) смугу 4 кгц.Крім передачі сигналів мови, канали ТЧ використовуються також у факсимільному зв'язку, низькошвидкісній передачі даних (від 600 до 9600 біт / сек)та нек-рих ін. видах Е. Враховуючи велику питому вагу каналів ТЧ в мережах Е., їх приймають за основу при створенні як широкосмугових (> 4 кгц),так і вузькосмугових (<4 кгц)каналів. Напр., в радіомовленні застосовується канал зі смугою, що втричі (іноді вчетверо) перевищує смугу каналу ТЧ; для високошвидкісної передачі між ЕОМ, передачі зображень газетних шпальт та інших. використовуються канали, в 12, 60 і навіть 300 разів ширші; сигнали телевізійних програм. мовлення передаються через канали зі смугою, що у 1600 разів перевищує смугу каналу ТЧ (що становить приблизно 6 МГц).На базі каналу ТЧ (за допомогою його вторинного ущільнення) створюються канали для телеграфування зі смугами пропускання 80, 160 або 320 гц,зі швидкостями передачі (відповідно) 50, 100 чи 200 біт/сек. Лінії радіорелейного зв'язку дозволяють створити 300, 720, 1920 каналів ТЧ (у кожній парі високочастотних стволів); лінії зв'язку через - ШСЗ - від 400 до 1000 і більше (у кожній парі стволів). Дротові лінії зв'язку, що використовуються в системах передачі з частотним поділом каналів, характеризуються слідом, числом каналів ТЧ: симетричні кабелі 60 (у розрахунку на дві пари проводів); коаксіальні кабелі - 1920, 3600 або 10800 (на кожну пару коаксіальних трубок). Можливе створення систем із ще більшим числом каналів.

З метою збільшення дальності зв'язку за допомогою зменшення впливу шумів (накопичуваних у міру проходження сигналу в лінії) у провідних системах передачі з частотним поділом каналів використовують підсилювачі, загальні для всіх сигналів, що передаються в кожному лінійному тракті, і включаються на певній відстані один від одного. Відстань між підсилювачами залежить від кількості каналів: для потужних провідних систем (10 800 каналів) вона становить 1,5 км,для малопотужних (60 каналів) – 18 км.У системах радіорелейного зв'язку споруджують ретрансляційні станції в середньому на відстані 50 кмодна від одної.

Поряд із системами передачі з частотним поділом каналів з 70-х рр. 20 ст. почалося впровадження систем, в яких брало канали поділяються в часі на основі методів імпульсно-кодової модуляції (ІКМ), дельта-модуляції та ін. При ІКМ кожен з переданих аналогових сигналів перетворюється на послідовність імпульсів, що утворюють певні кодові групи (див. Код, кодування).Для цього в сигналі через задані проміжки часу (рівні половині періоду, відповідного макс, частоті зміни сигналу) вирізуються вузькі імпульси (рис. 2,а).Число, що характеризує висоту кожного вирізаного імпульсу, передається 8-значним кодом за час, що не перевищує протяжність (ширину) імпульсу (рис. 2,6). У проміжках часу між передачею кодових груп даного повідомлення вільна лінія і може бути використана для передачі кодових груп ін. повідомлень. На приймальному кінці лінії виробляється зворотне перетворення кодових комбінацій в послідовність імпульсів різної висоти (рис. 2, в), з яких брало з певним ступенем точності може бути відновлений вихідний аналоговий сигнал (рис. 2, г). При дельта-модуляції аналоговий сигнал спочатку перетворюється на ступінчасту функцію (рис. 3,а),причому кількість сходів на період, що відповідає макс, частоті зміни сигналу, в різних системах становить 8-16. Передається в лінію послідовність імпульсів відображає хід ступінчастої функції у зміні знака похідної сигналу: зростаючі ділянки аналогової функції (що характеризуються позитивною похідною) відображаються покладено, імпульсами, спадаючі ділянки (з запереч. похідної) - негативними (рис. 3,6). У проміжках між цими імпульсами розташовуються імпульси, утворені від інших сигналів. При прийомі імпульси кожного сигналу виділяються та інтегруються, у результаті із заданим ступенем точності відновлюється вихідний аналоговий сигнал (рис. 3, в).

Канали ІКМ та дельта-модуляції (без кінцевих аналого-цифрових перетворюючих пристроїв) – дискретні та часто використовуються безпосередньо для передачі дискретних сигналів. основ. гідністю систем із тимчасовим поділом каналів є відсутність накопичення шумів у лінії; Спотворення форми сигналів при їх проходженні усувається за допомогою регенераторів, що встановлюються на певній відстані один від одного (аналогічно підсилювачам в системах з частотним поділом). Однак у системах з тимчасовим поділом існує шум 4 квантування", що виникає при перетворенні аналогового сигналу на послідовність кодових чисел, що характеризують цей сигнал лише з точністю до одиниці. Шум "квантування", на відміну від звичайного шуму, не накопичується в міру проходження сигналу в лінії .

До сер. 70-х pp. розроблено системи з ІКМ на 30, 120 та 480 каналів; перебувають у стадії розробки системи на дек. тис. каналів. Розвиток систем передачі з поділом каналів у часі стимулюється тим, що в них широко використовують елементи та вузли ЕОМ, і це в кінцевому рахунку призводить до здешевлення таких систем, як у проводовому зв'язку, так і радіозв'язку. Дуже перспективні імпульсні системи передачі на основі хвилеводних і світловодних ліній зв'язку, що знаходяться в стадії розробки (число каналів ТЧ може досягати 10 5 в хвилеводній трубі діаметром приблизно 60 ммабо у парі скляних світловодних ниток діаметром 30-70 мкм).

Системи комутаційних пристроїв.Застосовувані в Е. системи комутацій. пристроїв бувають двох типів: вузли і станції комутації каналів (КК), що дозволяють при кінцевому числі каналів створювати тимчасове пряме з'єднання через канал зв'язку будь-якого джерела з будь-яким приймачем (після закінчення переговорів з'єднання розривається, а канал, що звільнився, використовується для орг-ції ін. з'єднання) ; вузли і станції комутації повідомлень (КС), що використовуються в Е. тих видів, в яких брало допустима затримка (накопичення) повідомлень, що передаються в часі. Затримка буває необхідна при неможливості їх негайної передачі абоненту, що викликається, через відсутність в даний момент вільного каналу або зайнятості викликаної абонентської установки. Вузли та станції КК, що застосовуються в Е. найбільш масових видів - телефонної та телеграфної, - являють собою телефонні станціїабо телеграфні станції,і навіть телеф. або телегр. вузли зв'язку,розміщені у певних пунктах телефонної мережіабо телеграфної мережі.Станції і вузли КК різняться залежно від виконуваних ними функцій та його розташування у мережі. наприклад, в телеф. мережі існують такі автоматичні. телеф. станції (АТС), як сільські, міські, міжміські, а також різні комутаційні вузли: вузли автоматичної комутації, вузли вхідних та вихідних повідомлень та інші. Характерною рисою вузлів і те, що вони пов'язують між собою різні АТС. Будь-яка совр. станція або вузол КК містить комплекс керуючих пристроїв, побудованих на базі електромеханіч. або електронних приладів, та комутацій. пристроїв, які під впливом сигналів управління здійснюють з'єднання або роз'єднання відповідних каналів (рис. 4). У найпоширеніших (1978) системах КК пристрої управління будуються на основі електромеханіч. реле,а комутація. пристрої - на основі багаторазових координатних з'єднувачів.Такі станції та вузли зв. координатними.

Системи КС використовуються переважно. у телеграфному зв'язку та при передачі даних. Додатково до керуючих і комутуючих пристроїв в системах КС є пристрої для накопичення сигналів, що передаються. У процесі проходження сигналів від передавача до приймача в системах КС здійснюються такі технології. операції з повідомленнями, що накопичуються, як зміна порядку їх прямування до абонентів (з урахуванням можливих пріоритетів, тобто переважного права на передачу), прийом повідомлень по каналу одного типу (що характеризується однією швидкістю передачі), а передача - по каналу ін. типу ( з ін швидкістю) і ряд доповнить операцій відповідно до заданого алгоритму роботи. У деяких випадках можуть створюватися комбіновані вузли КС і КК, що дозволяють забезпечити найбільш сприятливі режими передачі повідомлень та використання мереж Е.

У розвиток совр. комутація. станцій і вузлів характерні тенденції використання комутацій. пристрої швидкодіючих мініатюрних герметизованих контактів (напр., герконів)для реалізації сполук, а управління процесами сполук - спеціалізованих ЕОМ. Комутація. станції та вузли такого типу отримали назву квазіелектронних. Введення ЕОМ дозволяє надавати абонентам доповнити послуги: можливість застосування скороченого (з меншою кількістю знаків) набору номерів найбільш часто викликаних абонентів; встановлення апаратів на "очікування", якщо номер абонента зайнятий; перемикання з'єднання з одного апарату на інший і т. д. З використанням систем передачі з тимчасовим поділом каналів намічається можливість переходу до суто електронних (без механічних контактів) станцій і вузлів комутації. У таких системах комутуються безпосередньо дискретні канали (без перетворення дискретних сигналів аналогові). У результаті відбувається об'єднання (інтеграція) процесів передачі та комутації, що є передумовою до створення інтегральної мережі зв'язку, в якій повідомлення всіх видів передаються і комутуються єдиними методами. У СРСР Е. розвивається в рамках розробленої та планомірно впроваджуваної Єдиної автоматизованої мережі зв'язку (ЄАСС). ЄАСС є комплексом техніч. засобів зв'язку, що взаємодіють за допомогою використання загальної - "первинної" - мережі каналів, на основі якої за допомогою комутацій. станцій і вузлів та кінцевих апаратів створюються різні "вторинні" мережі, що забезпечують орг-цію Е. всіх видів.

Літ.:Чистяков Н. І., X л і т ч е в С. М., Малочинський О. М., Радіозв'язок і мовлення, 2 видавництва, М., 1968; Багатоканальний зв'язок, під ред. І. А. Аболіця, М., 1971; Автоматична комутація та телефонія, під ред. Р. Би. Метельського, ч. 1-2, М., 1968-69; Ємельянов Г. А.,

Шварцман Ст О., Передача дискретної інформації та основи телеграфії, М., 1973; Румпф К.-Г., Барабани, телефон, транзистори, пров. з ньому., М., 1974; Лівшиць Би. С., Мамонтова Н. П., Розвиток систем автоматичної комутації каналів, М., 1976; Давидов Р. Би., Рогінски В. Н., Т о л ч а н А. Я., Мережі електрозв'язку, М., 1977; Давидов Р. Би., Електрозв'язок і науково-технічний прогрес 'М., 1978. Б. Давидов.

В. О. Шварцман

Розвиток електрозв'язку почався понад 160 років тому – з моменту появи телеграфного зв'язку. Нині налічується 11 видів електрозв'язку.

Як видно з таблиці, переважна більшість видів електрозв'язку (10 із 11) призначена для людини – як відправника, так і одержувача інформації. Тільки передача даних використовується для обміну інформацією між ЕОМ та між людиною та ЕОМ.

При розгляді таблиці виникає низка питань:

4. Чи можна за допомогою засобів електрозв'язку надавати послуги, що виходять за межі безпосереднього спілкування людей?

Для відповіді на ці питання скористаємося результатами, що свідчать про інформаційні можливості деяких видів електрозв'язку.

Загальновідомо, що поява електрозв'язку дала можливість людині передавати різну інформацію значно більші відстані, ніж за безпосередньому спілкуванні. Але, крім цього, засоби зв'язку мають різні інформаційні можливості (див. таблицю).

А тепер спробуємо відповісти на поставлені вище питання.

1. Чому розвиток електрозв'язку почався з телеграфії?

Мабуть причин тому кілька.

1. Закономірність розвитку. Як вид електричного зв'язку телеграфія мала велику передісторію – від оптичного та звукового телеграфу (сигналізація багаттями та семафором, барабанний бій тощо) до електрохімічного та елементарного електромагнітного.
2. Історична обумовленість. Оскільки розвиток техніки визначається станом відповідних напрямів науки та практики, то в першій третині минулого століття з'явилися передумови для створення електромагнітного телеграфу.
3. Технічні можливості. Для передачі повідомлень на відстань найпростіше використовувати електричний струм шляхом його увімкнення та вимикання на передачі, а також тяжіння магнітної стрілки електромагнітом, включеним на прийомі.

2. Що є рушійною силою появи нових видів електрозв'язку?

Як випливає з таблиці, з появою нових видів електрозв'язку обсяг інформації, одержуваної з допомогою, наближається до обсягу інформації, одержуваної при безпосередньому спілкуванні людей. Тому щойно з'явилися можливості перетворення звукових коливань, створюваних промовою людини, в електричні сигнали і їх перетворення на прийомі, виникла (приблизно через 40 років після телеграфії) телефонія, різко збільшила обсяг переданої інформації проти безпосереднім спілкуванням (з 7 до 45 %).

Після цього було організовано факсимільний зв'язок, який значно розширив можливості людини під час передачі як текстових і звукових повідомлень, а й креслень, малюнків, фотографій.

Поява цього виду зв'язку стало можливим після реалізації ідеї послідовної передачі зображень елементами і розробки способів і пристроїв, здатних перетворити нерухомі зображення в електричні сигнали.

Як перетворювачі на передачі були використані фотоелементи, а на прийомі – електросвітлові (із записом на фотопапір), електрохімічні (із записом на папір, покритий спеціальним складом, що реагує на силу струму), електростатичні (із записом на спеціальний папір, що реагує на величину електричного заряду) та інші методи. Однак більше половини інформації (див. таблицю), одержуваної людиною за допомогою органів зору, не могло бути передано за допомогою засобів зв'язку, поки не було вирішено завдання перетворення рухомих зображень на електричні сигнали і назад. Так в результаті винаходу електроннопроменевих трубок – іконоскопа (передаючої) та кінескопа (прийомної) – з'явилося телебачення.

Цим завершився один із дуже важливих етапів наближення інформаційних можливостей засобів електрозв'язку до можливостей безпосереднього обміну інформацією між людьми. Цей етап охоплює всі види повідомлень, які передаються та приймаються органами зору, слуху, руху, міміки та жестів.

Залишилася неохопленою лише інформація, що отримується та видається людиною за допомогою органів дотику та нюху. Але ця частина інформації порівняно невелика, і є підстави вважати, що з часом її можна буде передавати за допомогою засобів електрозв'язку. Деякі досягнення у цьому напрямі вже є. У парфумерній промисловості, наприклад, випробовують "електронний ніс" (пристрій для оцінки запахів парфумів), а в харчовій промисловості – "електронний рот" (пристрій для дегустації вин). Тому є надія, що згодом зв'язок забезпечить 100% передачу інформації, що отримується при безпосередній взаємодії людей між собою і з навколишнім світом.

Виходячи зі сказаного, можна зробити висновок про те, що рушійною силою появи та розвитку нових видів електрозв'язку є прагнення максимально наблизити інформативність електрозв'язку до умов безпосереднього спілкування.

Підсумовуючи дані міркування, можна констатувати, що розвиток електрозв'язку почався з низькошвидкісної передачі текстових повідомлень (телеграфія), потім з'явився телефонний зв'язок, що вимагає великих швидкостей передачі, після цього – передача нерухомих зображень (факсимільний зв'язок), звукове (аудіо) мовлення, відеомовлення (телебачення) ), відеотелеконференції на основі застосування технологій мультимедіа з ефектом віртуальної реальності, причому для кожного наступного виду зв'язку були потрібні вищі швидкості передачі. Отже, проглядається очевидна тенденція – з появою нових видів електрозв'язку підвищується швидкість передачі. Ця тенденція підтверджується економічними міркуваннями.

3. Які перспективи подальшого розвитку видів електрозв'язку?

На основі викладеного може виникнути питання, чи на цьому не зупиниться розвиток зв'язку? Ні, не тільки не зупиниться, але навіть не сповільниться, і, більше того, відбуватиметься швидшими темпами. І ось чому.

По-перше, ми розглянули лише послідовність створення нових видів зв'язку, але зовсім не торкнулися питань розвитку послуг, що надаються з їх допомогою. Адже цілком очевидно, що низька якість послуг може звести до нуля інформативність будь-якого виду зв'язку. Тому одним із основних напрямків розвитку електрозв'язку залишається збільшення кількості послуг та підвищення їх якості.

Цей процес відбуватиметься на основі нових технологій: інтегральні та інтелектуальні мережі, мережі персонального та рухомого зв'язку, мультимедіа, нові напрямні системи та методи передачі, стиснення інформації та ін. Але при цьому телефонія залишиться телефонією, як би її не називали (наприклад, комп'ютерна) телефонія, телефонна пошта), а передача даних – передачею даних тощо.

Одночасно з цим необхідно буде вирішити питання, пов'язані зі зниженням собівартості та тарифів на послуги зв'язку.

Вирішення цих завдань значною мірою залежить від розвитку електроніки та обчислювальної техніки. При цьому при оцінці якості всіх видів зв'язку використовуються самі параметри, що і для оцінки якості передачі інформації при безпосередньому спілкуванні, а основною вимогою є максимальне наближення якості послуг зв'язку до якості передачі при безпосередньому спілкуванні. Щоправда, у першому випадку додаються ще й вимоги до доставки за адресою та часом передачі.

По-друге, усе вищевикладене стосується лише передачі інформації у системі " крапка – точка " (між двома людьми). Однак людина може одночасно спілкуватися не з однією людиною, а з багатьма людьми (система "крапка - багато точок"). Спілкування може відбуватися також за схемою "багато точок - багато точок" (мається на увазі маса людей).

І, нарешті, по-третє, ми обмежилися розглядом тільки тих випадків, коли джерелом і споживачем інформації є людина, тоді як зараз у цій якості широко і частіше виступає ЕОМ. Більш того, системи телеобробки та телематичні служби все активніше використовуватимуть послуги електрозв'язку і в першу чергу послуги, що базуються на нових технологіях.

Відзначимо тільки, що послуги при зв'язку ЕОМ – ЕОМ та людина – ЕОМ все більш удосконалюються та за якістю наближаються до послуг безпосереднього спілкування, наприклад, послуга аутентифікації відправника та одержувача, домовленість про метод роботи (симплекс – дуплекс), про можливість прийому повідомлення певного розміру , конфіденційність.

4. Чи може електрозв'язок надати послуги, що виходять за межі безпосереднього спілкування людей?

При відповіді на це питання йтиметься тільки про послуги електрозв'язку, які відсутні при безпосередньому спілкуванні людей або мають при ньому нижчу якість.

Розглянемо таку послугу, як передача з прийманням та зберіганням. Ця послуга зручна в умовах, коли відправник та одержувач перебувають у місцях з різним поясним часом або коли передати інформацію раніше не можна чи незручно, а пізніше неможливо. Такі послуги надаються службами обробки повідомлень (електронної пошти), комп'ютерною телефонією та іншими службами електрозв'язку.

Може виникнути й інша ситуація: користувач бажає зберегти конфіденційність отримання інформації. При безпосередній зустрічі з цією особою ухилитися від його намірів буває дуже важко, тоді як служба комп'ютерної телефонії надає таку можливість: при отриманні телефонного виклику абонент до зняття трубки натисканням спеціальної кнопки на апараті отримує на дисплеї не тільки номер абонента, що викликає, але і його фотографію. На підставі цих відомостей він вирішує знімати трубку або імітувати свою відсутність. У простих системах телефонного зв'язку на екрані апарата висвічується номер телефону, що викликає.

Існує і така послуга, як "замкнута група абонентів", яку надає служба обробки повідомлень. Її реалізація за умов безпосереднього спілкування у більшій масі людей дуже проблематична.

У місцях зборів великої кількості людей (у межах безпосередньої чутності та видимості, коли обходяться без засобів зв'язку) може мати місце обмін різними видами інформації (мова, текст, нерухомі та рухливі зображення).

Такі системи зв'язку, як аудіо- та відеоконференції, не тільки повністю забезпечують дистанційний обмін усіма перерахованими видами інформації, але й створюють додаткові можливості, зокрема, передачу деякої інформації лише певній групі учасників.

Великі можливості зв'язку в порівнянні з безпосереднім спілкуванням людини з людиною або людини з ЕОМ не має дивувати. Ми вже звикли до того, що мікроскоп, телескоп, автомобіль, літак тощо розширюють наші можливості.

Література

1. Шварцман В. О. Електрозв'язок та інформатизація// Електрозв'язок. - 1997. - № 5.