Для меня лично нет ничего приятней оказаться в командировке в каком-то другом городе и после напряженного рабочего дня за чашкой чая пива с рыбой с коллегами поболтать на разные отвлеченные темы. Одним из таких вечеров мы попытались восстановить эволюцию связи и список технологий и имена людей, которые своим гением дали импульс развития нашему бешеному информационному миру. Что удалось вспомнить - под катом. Но у меня создалось впечатление, что многое мы упустили. Поэтому жду комментариев и интересных историй от вас, дорогие Хабровцы.

Вспоминать начали с древних времен...

Вечеринка находилась в самом разгаре, когда мы начали вспоминать развитие технологий связи. Главная идея - вспомнить все, что так или иначе было направлено на передачу информационных сообщений между людьми. Первое, что вспомнили все (увидев входящего в комнату коллегу, которого мы отправили за очередной порцией пенного чая) - гонец или вестник.

С каменного века начинается история обмена информационными сообщениями. Тогда информация передавалась дымом костров, ударами в сигнальный барабан, звуками труб через развитую сеть сигнальных башен. Позже стали посылать гонцов с устными вестями. Пожалуй, это самый первый и действенный способ передать срочное сообщение между людьми. Такой вестник заучивал «письмо» со слов отправителя, а затем пересказывал его адресату. Египет, Персия, Рим, государство инков - имели развитую, хорошо организованную почту. По пыльным дорогам день и ночь курсировали гонцы. Они сменялись или меняли лошадей на специально построенных станциях. Собственно, от латинского выражения «mansio pozita...» - «станция в пункте...» и произошло слово «почта». 2500 лет назад уже применялся эстафетный способ передачи писем от гонца к гонцу. В последней четверти IX в., почти в самом начале существования Киевской Руси, закладываются основы русской почты - одной из старейших в Европе. В один ряд с нею по времени возникновения можно поставить только службы связи Великобритании и Испании. Отдельным особняком стоит фельдъегерская служба , история которой в России насчитывает более двух веков. Однако, это специальный вид связи, который обслуживал исключительно государственных лиц и военных.

Старинные письма - признанный образец культуры общения людей. Выпускалась специальная бумага, духи для пропитки конвертов, клише, сургуч и печатки - все это было в порядке вещей и написать письмо другому человеку было целым ритуалом.

Голубиная почта

Как быстр не был бы гонец - ему не угнаться за птицей. Огромный вклад в общение людей внесли почтовые голуби. Своеобразный сервис коротких сообщений - ведь голубь мог нести лишь небольшой груз, короткое письмо или вовсе записку. Однако голубиная почта была очень эффективным информационным каналом, которые использовали политики, брокеры, военные да и простой люд.

Параметры девайса
Дальность полета - до 1500 км. (соревнования идут с максимальной дистанции в 800 км.)
Скорость - до 100 км/час
Условия перелета - любые (дождь, снег не почем)
Срок службы - до 10-15 лет (при хорошем уходе)
Цена - от 100$ (самый дорогой голубь датский сьюбиан по имени «Dolce Vita» недавно был продан за 329 тысяч долларов)

Паспорт самого дорого голубя (идентификация идет по зрачку птицы)

Практически любой голубь может стать почтовым. Эти птицы имеют удивительную способность находить дорогу к гнезду, но при условии, что он там был рожден, встал на крыло и прожил примерно 1 год. После этого голубь может найти дорогу к дому из любой точки, но максимальное удаление не может быть 1500 км. До сих пор не понятно, как ориентируются голуби в пространстве. Бытует мнение , что они чувствительны к магнитному полю Земли и инфразвуку. Также им помогает солнце и звезды. Однако есть и недостатки. Голубиная почта - симплексная связь. Голуби не могут летать туда-обратно. Они способны возвращаться только в родительское гнездо. Поэтому голубей для информационных целей увозили в специальных клетках или машинах в другое место, там, где необходимо было наладить «информационный канал».


Существуют, наверное, тысячи историй и легенд о том, какую роль сыграли почтовые голуби в жизни человека. Одна из таких про семейство Ротшильдов. Известие о поражении Наполеона при Ватерлоо в 1815 году было получено Натаном Ротшильдом через голубя на двое суток раньше официальных новостей, что дало ему возможность удачно повести кампанию на бирже с французскими бумагами и получить 40 миллионов долларов прибыли от этой сделки в ценах 1815 года! Даже по нашим временам это неплохо. Типичный пример важности информации, особенно в финансовых сферах.

Морская и военная связь

Самым важным местом для обеспечения связи является театр военных действий. До появления телеграфа и проводных телефонных станций активно (что удивительно и до сих пор) использовались семафорные системы. Как знаковые, так и световые.


Семафорная, или флажная, азбука используется в ВМФ с 1895 года. Она была разработана вице-адмиралом Степаном Макаровым . Русская флажная азбука содержит 29 буквенных и три специальных знака и не включает в себя цифр и знаков препинания. Передача информации в этом виде связи ведется словами по буквам, а скорость передачи может достигать 60-80 знаков в минуту. Странно, но в ВМФ России с 2011 года упразднено обучение матросов семафорной азбуке, хотя в большинстве морских держав мира она является обязательной дисциплиной.
Интересной является также система сигнализации с помощью специальных флагов . Используется морскими судами. Всего 29 шт, которые, как я понимаю, надо бы знать всем, кто выходит в море. Вот, к примеру, шесть первых флагов. Некоторые весьма забавны.

Проводная связь. Телеграф, телефон, телетайп…

Давайте поговорим уже об электрических системах. Конечно, начнем с телеграфа. Одна из первых попыток создать средство связи с использованием электричества относится ко второй половине XVIII века, когда Лесаж в 1774 году построил в Женеве электростатический телеграф. В 1798 году испанский изобретатель Франциско де Сальва создал собственную конструкцию электростатического телеграфа. Позднее, в 1809 году немецкий учёный Самуил Томас Земмеринг построил и испытал электрохимический телеграф. Первый электромагнитный телеграф создал российский учёный Павел Львович Шиллинг в 1832 году.

Конечно, в это время бурно начала развиваться инфраструктура проводной связи. Появление аппарата Морзе и ловкое патентование телефона Беллом (споры о том, кто все же изобрел сам принцип телефона еще не угасли) привело к первой волне информатизации планеты. Это было удивительное время развития новых технологий, которое дало десятки тысяч рабочих мест. Телефонистки, техники, инженеры, телефонные и телеграфные компании.

Кстати, о телефонистках. Требование к претенденткам были высоки. Девушка должна быть умна, иметь отличную память и хороша собой. Наверное, такое требование было потому, что начальниками телефонных станций были в те времена только мужчины.
Конечно, бурно начали развиваться компании по производству различного телеграфного оборудования. Своеобразные технологические стартапы 19 века).

Безусловно, важным для развития связи было познакомить с ними простых людей. Не редко можно было увидеть такие промо-акции на улицах городов. Телефонная будка на колесах. Прям как сейчас.

Ну и, конечно, людей интересовала задача передачи графической информации. Со времени изобретения телеграфа начались работы по передаче изображений. Главным образом фотографий. Разрабатывались первые прототипы факс-аппаратов. Однако, сделать приемлемый фототелеграфный аппарат удалось только после Второй мировой войны. А передать изображение по телефону и вовсе в шестидесятые годы. Так или иначе, эти технологии появились и нас ими уже не удивить.

Как я понимаю, в правом верхнем углу окуляр видеокамеры, а за ширмой оборудование для передачи изображения. Громоздкая, видно, была система)

Изобретение радио

Настоящий прорыв в технологиях наступил после изобретения радио. Благодаря этому удалось избавиться от проводов и наладить связь практически по всей планете. Конечно, в первую очередь, эта технология попала военным. Практически сразу радио начало вытеснять проводной телеграф. Но, конечно, не сразу. Первое радиооборудование было малонадежным и крайне дорогим.

СТРУКТУРА И ОРГАНИЗАЦИЯ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

Дисциплина специализации специальности 200700 - Радиотехника

Выпускающая кафедра «Высокочастотные средства радиосвязи и телевидения»

Разработал и читает курс доцент кафедры ВЧСРТ, к.т.н. С.Н. Шабунин

Цели и задачи дисциплины

Целью преподавания дисциплины "Структура и организация мобильной связи" является изучение студентами современного состояния средств мобильной радиосвязи, архитектуры и функционирования систем персонального вызова, транкинговой и сотовой связи, систем спутниковой связи.

Рассматриваются особенности распространения радиоволн в условиях города, способы повышения качества работы радиоканалов.

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Изучение дисциплины "Структура и организация мобильной связи" требует знания прочитанных ранее курсов «Устройства формирования и генерирования сигналов», «Устройства приема и обработки сигналов», «Антенны и устройства СВЧ», «Электродинамика и распространение радиоволн», «Цифровые устройства и микропроцессоры».

В результате изучения дисциплины студенты должны:

иметь представление об основных стандартах связи и структуре построения сетей;

уметь прогнозировать прохождение радиоволн в системах мобильной связи различных типов;

выбирать частотный план построения сетей связи;

рассчитывать число пользователей в ячейке сети;

выбирать для конкретных условий оптимальную схему организации мобильной радиосвязи.

1. Закиров С.Г. Сотовая связь стандарта GSM. Современное состояние, переход к сетям третьего поколения / С.Г. Закиров, А.Ф. Надев, Р.Р. Файзуллин. М.: Эко-Тренд. 2004. 264 с.

2. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи / Ю.А. Громаков. М: Эко-Тренд. 2000 г. 240 с.

3. Андрианов В.И. Средства мобильной связи. В.И. Андрианов, А.В. Соколов. Спб.: BHV-Санкт-Петербург, 1998. 256 с.

4. Бурнев В.Б. Электронный учебник по системе сотовой связи с временным разделением каналов стандарта GSM. http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=50

5. Бурнев В.Б. Электронное методическое пособие по изучению стандарта системы сотовой связи IS-95c (CDMA-2000 1x). http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=47

6. Антенно-фидерные устройства систем сухопутной подвижной связи / Под ред. А.Л. Бузова. М.: Радио и связь. 1997. – 150 с.

7. Ратынский М.В. Основы сотовой связи / М.В. Ратынский. М: Радио и связь. 2000. 248 с.

8. The Free Encyclopedia http://en.wikipedia.org/wiki/GSM

9. The Free Encyclopedia http://en.wikipedia.org/wiki/Cdma

10. http://sabitov.pochta.ru/html/glava2.htm#Общие%20сведения

11. The Free Encyclopedia

http://en.wikipedia.org/wiki/Nordic_Mobile_Telephone

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ СВЯЗИ..........................................
2. СРЕДСТВА ПЕРСОНАЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ..................................................................................................
2.1. СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО ВЫЗОВА .....................................................................................................................
2.2. СИСТЕМЫ ТРАНКИНГОВОЙ СВЯЗИ ..........................................................................................................................
2.3. СИСТЕМЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ ....................................................................................................................................
2.4. СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ...........................................................................................................................
3. СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО ВЫЗОВА..........................................................................................................
3.1. СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ :.............................................................................................................
3.2. СТРУКТУРА СЕТИ ПЕРСОНАЛЬНОГО ВЫЗОВА ..........................................................................................................
3.3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПЕЙДЖЕРА ..................................................................................................................
3.4. СТАНДАРТЫ КОДИРОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ПЕРСОНАЛЬНОГО ВЫЗОВА .................................................................
4. СИСТЕМЫ СОТОВОЙ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ................................................................................................
4.1. СПОСОБ ДЕЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ НА СОТЫ .............................................................................................................
4.2. ТРИ ПОКОЛЕНИЯ СИСТЕМ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ .........................................................................................
5. АНАЛОГОВЫЕ СИСТЕМЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ..............................................................................................
5.1. АНАЛОГОВАЯ СИСТЕМА СОТОВОЙ СВЯЗИ NMT-450 ...........................................................................................
5.2. У СТАНОВЛЕНИЕ ВХОДЯЩЕГО ВЫЗОВА – ОТ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ К МОБИЛЬНОЙ ................................................
5.3. У СТАНОВЛЕНИЕ ИСХОДЯЩЕГО ВЫЗОВА – ОТ МОБИЛЬНОЙ СТАНЦИИ К БАЗОВОЙ..............................................
5.4. ОРГАНИЗАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ И ПРИНЦИПЫ АДРЕСАЦИИ АБОНЕНТОВ .................................................................
5.5. СТРУКТУРА РАБОЧЕГО КАДРА СТАНДАРТА NMT .................................................................................................
5.6. ЭСТАФЕТНАЯ ПЕРЕДАЧА МОБИЛЬНОЙ СТАНЦИИ .................................................................................................
6. ЦИФРОВЫЕ СТАНДАРТЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ...............................................................................................
6.1. GSM (GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS ) ...................................................................................
6.1.1. Основные элементы сети GSM ................................................................................................................
6.1.2. Функционирование системы.....................................................................................................................
6.1.3. Проверка легальности работы мобильной станции..............................................................................
6.1.4. Структура временных кадров..................................................................................................................
6.1.5. Рабочие временные интервалы (slots)......................................................................................................
6.1.6. Характеристики огибающей сигнала......................................................................................................
6.1.7. Режим прыгающей частоты...................................................................................................................
6.1.8. Логические каналы в стандарте GSM.....................................................................................................
6.1.9. Структура логических каналов управления............................................................................................
6.1.10. Обработка речи в стандарте GSM .......................................................................................................
6.1.11. Канальное кодирование...........................................................................................................................
6.1.12. Модуляция радиосигнала.........................................................................................................................
6.1.13. Обеспечение безопасности в GSM .........................................................................................................
6.1.14. Механизмы аутентификации.................................................................................................................
6.1.15. Секретность передачи данных..............................................................................................................
6.1.16. Перспективы GSM...................................................................................................................................
6.2. СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ШУМОПОДОБНЫМИ СИГНАЛАМИ ..........................................................................................
6.2.1. DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)...................................................................................................
6.2.2. MC-CDMA (Multi Carrier - CDMA)...........................................................................................................
6.2.3. FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) ............................................................................................
6.2.4. Система сотовой связи CDMA (IS-95) ....................................................................................................
6.2.5. Каналы трафика и управления.................................................................................................................
6.2.6. Прямые каналы в CDMA IS-95..................................................................................................................
6.2.7. Кодирование в прямом канале..................................................................................................................
6.2.8. Кодирование в обратном канале..............................................................................................................
6.2.9. Формирование сигнала базовой станцией...............................................................................................
6.2.10. Формирование сигнала базовой станцией.............................................................................................
6.2.11. Управление мощностью..........................................................................................................................
6.2.12. Формирование QPSK сигнала.................................................................................................................
6.2.13. Кодирование речи.....................................................................................................................................

6.2.14. Борьба с многолучевостью.....................................................................................................................
6.2.15. Организация эстафетной передачи.......................................................................................................
6.2.16. Аспекты безопасности в стандарте IS-95...........................................................................................
6.2.17. Перспективы CDMA................................................................................................................................
7. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ...................................................................
7.1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ........................................................................
7.2. ТРИ ОСНОВНЫХ СПОСОБА РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОЛВОЛН .............................................................................
	О ТРАЖЕНИЕ РАДИОВОЛН............................................................................................................................
	Д ИФРАКЦИЯ РАДИОВОЛН.........................................................................................................................
	Р АССЕЯНИЕ РАДИОВОЛН..........................................................................................................................
7.3. М ОДЕЛИ РАСЧЕТА ОСЛАБЛЕНИЯ СИГНАЛА В РАДИОКАНАЛАХ, ОСНОВАННЫЕ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
	.....................................................................................................................................................................
8. ТЕХНИКА МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА.......................................................................................
8.1. МЕТОДЫ ..........................................................................................................................ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ
8.2. С ИСТЕМЫ ..................... МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ – FDMA
8.3. С ИСТЕМЫ .................... МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ – TDMA
8.4. С ИСТЕМЫ ................................ МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА С РАСШИРЕННЫМ ЧАСТОТНЫМ СПЕКТРОМ
8.5. С ИСТЕМЫ .......................... МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА С БЫСТРО МЕНЯЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТОЙ – FHMA
8.6. С ИСТЕМЫ ........................ МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ – CDMA
8.7. СРАВНЕНИЕ ..........................................................................................СЕТЕЙ СОТОВОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ СОБОЙ
9. СПУТНИКОВЫЕ..........................................................................СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОЙ СВЯЗИ
9.1. ОРГАНИЗАЦИЯ .........................................................................................................................................СВЯЗИ
9.2. НИЗКООРБИТАЛЬНАЯ .................................................................................................СИСТЕМА СВЯЗИ IRIDIUM
9.3. НИЗКООРБИТАЛЬНАЯ ........................................................................................СИСТЕМА СВЯЗИ GLOBAL STAR
9.4. ГЕОСТАЦИОНАРНАЯ ..........................................................................................СИСТЕМА СВЯЗИ INMARSAT
10. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ..................................АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ А
11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................................................................
12. РЕШЕНИЕ..............................................................................................................................УПРАЖНЕНИЙ

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ СВЯЗИ

Первое упоминание о передаче информации на расстояние встречается еще в древнегреческом мифе о Тесее. Отец этого героя, Эгей, отправляя сына на битву с чудовищем Минотавром, проживавшем на острове Крит, попросил сына в случае успеха поднять на возвращающемся корабле белый парус, а в случае поражения – черный. Тесей убил Минотавра, но паруса, как всегда, перепутали, и несчастный отец, подумав, что чудовище задрало сына, утопился. В честь этого события море, где утопился чадолюбивый Эгей, до сих пор носит название Эгейского. Для передачи сообщений использовались барабаны, дым костров, церковные колокола, но такие сообщения были малоинформативны.

Первую систему связи, названную телеграфом, в конце 18 века изобрел француз Клод Шапп (1763 – 1805). Первая линия была между Парижем и Лионом. Работал она следующим образом. На вершинах холмов сооружались башни, на которые устанавливались особые конструкции с двумя длинными планками, которые меняли свое положение. Каждый из 49 вариантов положений соответствовал букве или цифре. К середине 19 века протяженность линий увеличилась до 4828 км и система работала вполне успешно.

Следующим крупным шагом на пути совершенствования средств связи стало появление электрического телеграфа Уильмана Кука (1806 – 1879) и Чарлза Уинстона (1802– 1875). Электрические сигналы посылались по проводам, которые приводили в действие стрелки, показывавшие на различные буквы.

В 1843 году американец Сэмюэл Морзе (1791 – 1872) изобрел новый телеграфный код, заменивший код Уильмана Кука и Чарлза Уинстона. Сигналы передавались в виде точек и тире. Надежность и точность передачи сообщений существенно увеличились. Кодом Морзе пользуются и в настоящее время.

Изобретателем телефона признан Александр Грехем Белл, 7 марта 1876 г. запатентовавший способ передачи звука по телеграфу.

25 апреля по старому стилю (7 мая по новому стилю) 1895 года Александр Степанович Попов впервые в мире сделал доклад для научно-технической общественности об изобретенном им методе использования излученных электромагнитных волн для беспроводной передачи электрических сигналов, содержащих полезную для получателя информацию, и продемонстрировал такую передачу в действии. В марте следующего года он продемонстрировал прибор для передачи сигналов, передав на расстояние 250 м радиограмму их двух слов "Генрих Герц".

Первая система радиотелефонной связи, предлагавшая услуги всем желающим, начала свое функционирование в 1946 г. в г. Сент-Луис (США). Радиотелефоны, применявшиеся в этой системе, использовали обычные фиксиро-

Содержание статьи

ЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА СВЯЗИ, техника передачи информации из одного места в другое в виде электрических сигналов, посылаемых по проводам, кабелю, оптоволоконным линиям или вообще без направляющих линий. Направленная передача по проводам обычно осуществляется из одной конкретной точки в другую, как, например, в телефонии или телеграфии. Ненаправленная передача, напротив, обычно используется для передачи информации из одной точки на множество других точек, рассеянных в пространстве, т.е. в широковещательных целях. Примером ненаправленной передачи может служить радиовещание.

Передачу сигналов по проводам можно рассматривать как протекание по проводу электрического тока, который прерывается или изменяется каким-либо образом, с передатчика, находящегося в одной из точек сети. Это прерывание или изменение тока, обнаруженное приемником в другой точке сети, и представляет собой сигнал, или элемент информации, посланной передатчиком.

Передача информации посредством радио- или оптических (световых) волн представляет собой электромагнитное излучение, которое может распространяться, не нуждаясь в какой-либо среде, т.е. способное распространяться и в вакууме. Такая передача осуществляется в результате колебаний электрического и магнитного полей. Волны радио и телевидения, микроволны, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, рентгеновские и гамма-лучи – все они представляют собой электромагнитное излучение. Каждый вид электромагнитного излучения характеризуется своей частотой колебаний, причем радиоволны соответствуют низкочастотному концу спектра, а гамма-лучи – высокочастотному.

Хотя в принципе сигналы можно передавать электромагнитным излучением любой частоты, для целей связи годятся не все участки электромагнитного спектра, поскольку атмосфера для некоторых длин волн непрозрачна. Диапазон используемых «радиочастот» лежит в пределах от примерно 1 до 30 000 МГц. В этом диапазоне АМ-радиовещание ведется на частотах от 0,5 до 1,5 МГц, а ЧМ- и телевизионное вещание – в значительно более широком диапазоне частот, середина которого приходится на частоту 100 МГц. Микроволновые сигналы, в том числе посылаемые на спутники связи и принимаемые от них, находятся в диапазоне от 4000 до 14 000 МГц и даже выше. Вообще говоря, для любого сигнала нужна определенная полоса или диапазон частот; при этом чем сложнее сигнал, тем шире необходимая полоса частот. Так, например, для телевизионного сигнала из-за его гораздо большей сложности требуется ширина полосы, примерно в 600 раз большая, чем для речевого. Весь используемый спектр радиочастот позволяет разместить в нем 10 млн. речевых или около 10 000 телевизионных каналов. Этот спектр распределяется между вещательными станциями, аварийными службами, авиацией, судами, мобильной телефонией, военными и другими пользователями.

Революция в области связи.

В последние десятилетия средства электронной связи развивались так быстро, что слова «революция в области связи» не кажутся преувеличением. Базой для многих новшеств служил быстрый прогресс электронной техники и технологии. В начале 1950-х годов был разработан прибор, названный транзистором. Этот миниатюрный электронный компонент, сделанный из полупроводниковых материалов, используется для усиления электрического тока или управления им. Так как транзисторы меньше по размерам и более долговечны, чем электронные лампы, они заменили лампы в радиоприемниках и стали основой компьютеров. ТРАНЗИСТОР.

В конце 1960-х годов вместо транзисторных схем в вычислительной технике начали применять полностью собранные полупроводниковые схемы, получившие название интегральных (ИС). Впоследствии на одной пластине кремния, размер которой лишь немного превышал размеры первого транзистора, технологи научились в ходе одного процесса изготавливать сразу сотни тысяч транзисторов. Этот метод, получивший название технологии больших интегральных схем (БИС), позволяет в одном маленьком приборе разместить множество ИС.

Каждый этап развития электроники сопровождался значительным повышением надежности электронных компонентов. При этом удавалось также существенно уменьшить размеры, потребляемую мощность и стоимость многих видов электронной аппаратуры.

Широкое применение такой техники, как компьютеры, лазеры, волоконно-оптические линии, спутники связи, телефоны прямого набора, видеотелефоны, транзисторные радиоприемники и кабельное телевидение, привело к полному пересмотру традиционной классификации методов связи. Сейчас уже практически не отождествляют передачу по проводам с прямой адресной связью, а беспроводную передачу – с радиовещанием. Вероятно, наиболее сильное влияние на развитие техники связи оказало значительное увеличение пропускной способности средств связи как по эфиру, так и по проводам. Эта возросшая пропускная способность используется для постоянно увеличивающегося глобального трафика телевидения, телефонии и цифровой информации.

Лазер.

Одним из факторов, сыгравших важную роль в увеличении пропускной способности систем связи, было открытие лазера в 1961. Лазер – это источник света, генерирующий узкий луч света высокой интенсивности. Такой луч можно использовать для передачи сигналов. Уникальная особенность лазера состоит в том, что он излучает свет одной частоты, т.е. дает чисто монохроматическое излучение. Таким образом, лазер может служить генератором электромагнитных волн очень высокой частоты (ОВЧ) аналогично тому, как радиопередатчик служит источником волн более низкой частоты (радиоволн). Поскольку частотный диапазон световых волн (примерно от 5ґ10 8 до 10 9 МГц) во много раз шире диапазона частот радиоволн, световой луч позволяет передавать огромные объемы информации. Эта часть электромагнитного спектра имеет ширину, достаточную для размещения 80 млн. ТВ-каналов или обеспечения 50 млрд. одновременных телефонных разговоров.

Спутники связи.

Первые спутники связи, размещавшиеся на околоземных орбитах в начале 1960-х годов, несли аппаратуру пассивного типа и служили лишь ретрансляторами сигнала.

Современные спутники связи обычно выводятся на геостационарную орбиту высотой 35 900 км над поверхностью Земли. На каждом спутнике имеется 10 или большее число микроволновых приемников и передатчиков. Современный спутник позволяет передавать через океаны на целые континенты несколько телевизионных программ и обеспечивать работу более десятков тысяч телефонных каналов.

Кабели.

Во время Первой мировой войны специалисты по технике связи разработали метод использования пары проводов для одновременной передачи нескольких телефонных разговоров. Этот метод, названный частотным уплотнением каналов, основан на возможности передачи по паре проводов широкого спектра звуковых частот. При этом сигналы каждого из нескольких передатчиков разносятся по частоте (с помощью модуляции) и полученный более высокочастотный объединенный сигнал передается на приемный терминал, где разделяется на составляющие сигналы посредством демодуляции. Телефонный кабель с защитной оболочкой может содержать от десятков до сотен скрученных проводных пар, каждая из которых позволяет обеспечить работу до 24 телефонных каналов.

Однако кабелям, состоящим из проводных пар, присущи определенные ограничения. С превышением некоторой частоты сигналы, передаваемые по одной паре, начинают создавать помехи сигналам соседней пары. Чтобы решить эту проблему, была разработана передающая среда нового типа – коаксиальный кабель. Такой кабель, содержащий 22 коаксиальные пары, может обеспечить одновременную работу 132 000 телефонных каналов. Каждая пара в таком кабеле представляет собой центральный провод, заключенный в трубку второго проводника. Центральный проводник и трубка электрически изолированы друг от друга.

TASI.

Временнóе уплотнение речи с интерполяцией (TASI) – способ, позволяющий удвоить пропускную способность трансокеанских телефонных кабелей благодаря использованию естественных пауз в разговорах. Канал двусторонней связи примерно в течение 60% всего времени работает вхолостую при паузах в разговоре, а также в то время, когда пользователь работает на прием. Аппаратура TASI с помощью быстродействующего коммутатора предоставляет неиспользуемое время одного канала кому-либо из других пользователей. Такой коммутатор возвращает канал пользователю сразу же, как только тот начинает говорить, и разъединяет его сразу после замолкания, предоставляя канал в паузах другим абонентам.

Импульсно-кодовая модуляция.

Этот способ передачи сигналов средствами цифровой техники особенно удобен при использовании БИС и СБИС, а также волоконно-оптических линий. Такая цифровая (ИКМ) передача речи и ТВ-сигналов в конце концов заменит другие средства связи. При использовании импульсно-кодовой модуляции сигналы речи или изображения можно разделять на множество малых временн х интервалов; на каждом интервале ряд импульсов постоянной амплитуды представляет сигнал. Эти импульсы посылаются на принимающую станцию вместо оригинальных сигналов. Одно из преимуществ ИКМ связано с тем, что дискретные электронные импульсы постоянной амплитуды нетрудно отличить от случайных помех произвольной амплитуды (электростатического происхождения), которые в той или иной степени присутствуют в любой среде передачи. Такие импульсы можно передавать, по существу, без помех от стороннего шума, так как их легко отделить. ИКМ используется для самых разных сигналов. Телеграфные и факсимильные сообщения, а также другие данные, которые ранее пересылались по телефонным линиям другими методами, можно гораздо более эффективно передавать в импульсной форме. Трафик таких неречевых сигналов непрерывно возрастает; существуют также системы, позволяющие передавать смешанные сигналы речи, данных и видеоинформации.

Электронная коммутация.

Еще одно новшество, которое привело к повышению эффективности телефонной связи, – это электронная коммутация. Описанные выше современные микросхемы сделали возможным использование на АТС электронных коммутаторов вместо механических, что повысило скорость и надежность выполнения вызовов. Новые системы коммутации представляют собой цифровые системы, в которых для коммутации данных, сигналов ИКМ или видеосигналов в цифровой форме используются быстродействующие и компактные БИС. Вдобавок к тому, что электронная коммутация хорошо подходит для различных применений телефонии, она допускает реализацию ряда нововведений. К ним относятся: автоматическая передача вызова на другой номер, когда номер данного абонента занят; ускоренный набор, при котором абонент для соединения с часто вызываемыми номерами набирает только одну или две цифры; сигналы о вызове, которые извещают пользователя, что с ним пытается соединиться еще один абонент.

Телефоны-компьютеры.

Телефон будущего найдет себе применение не только для обычной связи. Телефонные аппараты с встроенными миниатюрными и недорогими логическими схемами будут способны выполнять сложные электронные функции. С помощью АТС такой телефон может стать индивидуальным компьютером. Нажимая клавиши своего телефонного аппарата, пользователь сможет вводить данные, которые он хочет сохранить, обрабатывать информацию, запрашивать данные из некоторого центрального файла или выполнять вычисления.

Видеотелефон.

Новые средства электроники позволяют дополнять изображениями передаваемую по телефону звуковую информацию. Видеопередачи между конференц-залами, находящимися в нескольких городах, используются для того, чтобы избежать необходимости переездов участников конференций. Видеопередачи начали широко применяться для обучения – лекции передаются из одной аудитории в другую (удаленную) и записываются на видеоленту для использования в тех же целях.

Системы кабельного телевидения.

Хотя лазерное излучение и миллиметровые волны могут быть использованы для вещания, ограничения, обусловленные поглощением в атмосфере, и разные помехи другого рода удается преодолеть лишь ценой больших затрат. Поэтому при поиске путей расширения вещания, позволяющих избежать ограничений, связанных с использованием электромагнитных излучений, все больше используются кабельные системы.

Для кабельного телевидения требуется прокладка кабелей от передающих до принимающих станций, расположенных, например, в домах. Радиослушатель или телезритель кабельного вещания не испытывает неудобств от замираний, двоения изображений и других помех. Кроме того, благодаря тому, что число каналов, передаваемых по кабелю, практически неограниченно (тогда как обычная станция ТВ-вещания передает в данный момент лишь одну программу), телезрителю предоставляется гораздо более широкий выбор программ. В перспективе средства массовой информации могут стать службами индивидуализированной информации, способными передавать по запросам отдельных телезрителей предварительно записанные программы.

На протяжении многих лет работают системы кабельного телевидения с коллективным приемом (CATV). Первоначально предназначавшиеся для обслуживания удаленных поселков, где устанавливаемые на крышах антенны не обеспечивали качественного приема сигналов, системы CATV также широко используются в городах, где одной из проблем являются помехи.

Компьютер как интеллектуальный помощник.

Специалисты в области вычислительной техники полагают, что в конце концов люди смогут более эффективно распространять свои идеи с помощью компьютеров, чем путем прямой беседы. Обычно цель беседы сводится к обмену, сравнению и критическому обсуждению идей, уже сформировавшихся в умах участников беседы. Идеи в основном выражают словами, однако если предмет обсуждения сложен или имеет техническую специфику, то приходится использовать графику, фотографии и расчеты. Беседа не всегда приводит к полному пониманию, поскольку излагаемые концепции бывает нелегко выразить словами; часто они содержат данные и ассоциации, связанные между собой настолько сложным образом, что даже говорящему трудно их до конца понять и выразить. Слушающий же не в состоянии исследовать образ мыслей говорящего и должен полагаться на информацию, которую тот сообщает, причем с мерой неадекватности, которую трудно оценить.

Компьютер, по утверждениям кибернетиков, предоставляет участнику беседы возможность лучше понять идеи своего собеседника. Компьютер – это машина для обработки информации, умеющая хранить данные, знающая, где их найти, способная сопоставлять их, сортировать, сжимать или реструктурировать и затем воспроизводить на экране в наиболее подходящей форме. Если в компьютер введена информация, имеющая отношение к формулированию некой идеи, но не прозвучавшая достаточно ясно при объяснении этой идеи собеседником, то на выходе компьютера можно получить общее представление об образе мышления говорящего. Таким образом, базовая информация говорящего оказывается доступной для слушателя. Кроме того, компьютер может понадобиться слушателю для сортировки данных, позволяющей выявить факты, имеющие отношение к обсуждаемой проблеме или концепции. Затем могут возникнуть обсуждения между двумя или большим числом собеседников, компьютеры которых соединены так, что информация собирается, обрабатывается и обменивается столь эффективно, что решения и творческие идеи смогут возникать в такой мере и на таком уровне, которых нельзя было бы достичь без использования компьютеров. Эксперименты, проведенные в этом направлении, дали обнадеживающие результаты. ОРГТЕХНИКА И КАНЦЕЛЯРСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; ТЕЛЕФОН; КОМПЬЮТЕР;

Связь - это неотъемлемый элемент существования современного человеческого общества. В наш технологически развитый век мы просто не представляем свою жизнь без телефонов. А ведь еще сто лет назад человек даже и мечтать не мог о такой роскоши.

До середины XIX века связь между Европой, Англией и Америкой устанавливали с помощью пароходной почты. Но так как это средство связи не позволяло быстро получать известия, то человеческий разум стал задумываться над более совершенным решением проблемы.

Развитие средств связи набрало новые обороты с открытием Вольтом в 1800 году электрической батареи. Первым был изобретен электрохимический телеграф, именно благодаря ему стало возможным передавать сообщения из двух разных концов за несколько часов, а то и минут.

Изобретатель телеграфа Земмеринг для использовал газ, который выделялся в результате прохождения тока через воду (подкисленную). Но конструкция была слишком сложной, упростил ее Швейгер, но, тем не менее, передача сообщений была слишком утомительным процессом.

К тому же, увы, такой телеграф мог передавать только письменные сообщения, поэтому изобретатели стали задумываться над более совершенным вариантом аппарата. Некие попытки были предприняты американским физиком Педжем в 1837 году, но его изобретение лишь отдаленно напоминало телефон.

Новый виток развитие средств связи получило благодаря телефону Рейса. Он изготовил порядка десяти устройств, которые уже могли частично передавать человеческую речь, а также музыку, но при этом присутствовал слишком высокий Сигнал часто заглушался, и порой весьма сложно было разобрать, что именно говорят на другом конце.

Свой вклад в развитие средств связи внес который начал конструирование нового телефона. Вместе со своим помощником изобретатель достиг своей цели и смог сделать аппарат, который более-менее отчетливо стал передавать речь. Но, к сожалению, качество звука в таких аппаратах зависело от расстояния, чем дальше - тем хуже слышимость.

Со временем телефон совершенствовался. Над разработкой этого устройства работали русский барон Шиллинг, англичанин Уильям Кук, изобретатель из Германии Штейнгель и многие другие. Прежде чем телефон приобрел свой нынешний вид, он прошел много испытаний. ознаменовался появлением беспроводных устройств связи, а именно мобильных телефонов, которые отлично передают все звуки без какого-либо промедления.

Не менее важное место в развитии средств связи занимает изобретение телевизионной связи и фототелеграфа. Именно с помощью этих средств стали передаваться видеосигналы. Изначально это были примитивные передатчики звука и видео, которые в дальнейшем развились в цветное телевидение. В первоначальном варианте выбор программ и каналов был невелик, но с каждым годом их количество увеличивается в разы.

Но классификация будет неполной, если не вспомнить и о самой глобальной системе связи, а именно Интернете. Сейчас мы уже не представляем свою жизнь без него. Ведь именно благодаря ему можно с легкостью узнавать все новости, быть в курсе событий, оплачивать услуги, контролировать практически все аспекты своей жизни.

Но решающую роль играет в упрощении связи между людьми. Ведь находясь за тысячи километров друг от друга, люди могут легко обмениваться фото-, видео- и аудиоматериалами. Видеть друг друга в режиме он-лайн, общаться в реальном времени, без промедлений и задержек.

Человек с каждым годом придумывает все новые и новые устройства, модернизируя существующие и создавая абсолютно уникальные. Прогресс не стоит на месте, а значит, и развитие средств связи не остановится.

Развитие человечества невозможно без обмена информацией. Несколько сот лет почта оставалась практически единственным способом доставить сообщение из пункта А в пункт Б. Однако с открытием электричества и электромагнитных полей ситуация стала меняться.

Появление проводной и радиосвязи положительно сказалось на развитии мирового сообщества. В конце XIX века появились новые средства передачи данных, что резко повысило скорость обмена информацией на больших расстояниях. Более того, стала возможной постоянная связь между континентами. И все же, с чего все началось?

Хронология развития средств связи

Телеграф. В 1837 г. Уильям Кук представляет первый проводной электрический телеграф со своей системой кодирования. Позже, в 1843 г., знаменитый Морзе представит свою разработку телеграфа и разработает собственную систему кодирования - азбуку Морзе. А уже в 1930 г. появится полноценный телетайп, снабженный телефонным наборником и клавиатурой как у печатной машинки.

Телефон. Александр Белл запатентовал в 1876 г. устройство, способное передавать речь по проводам. Кстати, первые телефоны в России появились в 1880 г. А в 1895 г. русский ученный Александр Попов провел первый сеанс радиосвязи.

Открытие возможности передавать сигнал по радио произвело настоящую революцию в развитии средств связи. Теперь появилась возможность создать настоящую глобальную сеть связи. Ведь при всех плюсах первых телефонов и телеграфов у них был один недостаток - провода. Теперь же, благодаря радио, можно было установить постоянную связь с подвижными объектами (корабли, самолеты, поезда) и наладить межконтинентальную передачу данных.

Пейджер и мобильный телефон. В 1956 г. американская компания Motorola выпустила первые пейджеры. Этот гаджет уже забыт и не используется в настоящее время, а когда-то это был прорыв в индустрии средств связи. В 1973 г. появляется первый мобильный телефон от Motorola. Весит он больше килограмма и имеет внушительные габариты.

Компьютерная сеть. Серьезная разработка компьютеров началась после Второй мировой войны. Уже в 1969 г. была создана первая компьютерная сеть - ARPANET. Принято считать, что именно эта сеть послужила основой современного интернета.

Глобальная информационная сеть. На данный момент все средства и виды связи объединены в одну глобальную телекоммуникационную структуру. Развитие современных технологий позволяет практически из любого места на земле подключиться к всемирной сети и получить доступ к любой необходимой информации.