Tietoliikenne

Tietoliikenne (televiestintä)  on viestintätyyppi , menetelmä tiedon siirtämiseksi käyttämällä sähkömagneettisia signaaleja , esimerkiksi virran avulla metallikaapeleiden kautta , säteilyä optisella alueella ( ilmakehässä tai valokuitukaapelin kautta ), säteilyä radion kantama .

Tietoliikenteen periaate perustuu viestisignaalien ( ääni , teksti , optinen informaatio ) muuntamiseen ensisijaisiksi sähköisiksi signaaleiksi. Lähetin puolestaan ​​muuntaa ensisijaiset sähköiset signaalit toissijaisiksi sähköisiksi signaaleiksi, joiden ominaisuudet ovat hyvin sopusoinnussa tietoliikennelinjan ominaisuuksien kanssa . Lisäksi viestintälinjan kautta toissijaiset signaalit syötetään vastaanottimen tuloon . Vastaanottimessa toissijaiset signaalit muunnetaan takaisin viestisignaaleiksi äänen, optisen tai tekstin muodossa.

1800 - luvun lopulla , Nikola Teslan ja Alexander Popovin uraauurtavilla löydöillä , langattoman viestinnän kehitys alkoi . Muita pioneereja tällä alalla ovat: Charles Wheatstone ja Samuel Morse (lennätin), Alexander Graham Bell (puhelin), Edwin Armstrong ja Lee de Forest (radio), John Baird , Vladimir Zworykin , Semjon Kataev (televisio).

Kaksisuuntaisten globaalien verkkojen kautta siirrettävän tiedon määrä kasvaa jatkuvasti. Etelä-Kalifornian yliopiston tutkijat tekivät Martin Gilbertin johdolla tutkimusta ja analysointia tietojen tallentamisesta, käsittelystä ja siirtämisestä vuosina 1986-2007 [1] . Erityisesti paljastui, että koko ihmiskunnan tietovarantojen kokonaismääräksi arvioitiin tuolloin noin 295 eksatavua [1] . Tällä hetkellä digitaalinen tiedontallennus hallitsee analogista, vaikka vuoteen 2002 asti ihmiskunta varastoi tietoa pääasiassa analogisessa muodossa [1] . Vuonna 2007 radion ja television kautta välitettiin noin 1,9 settatavua tietoa (vastaa jokaista henkilöä, joka lukee noin 174 sanomalehteä päivässä), ja ihmisten välinen henkilökohtainen kommunikaatio saavutti noin 65 eksatavua (vastaa sitä, että jokainen henkilö kertoi uudelleen noin 6 sanomalehden sisällön päivässä ) [1] .

Tämän kasvun myötä televiestinnällä on yhä tärkeämpi rooli maailmantalouden kehityksessä. Globaalin televiestintäteollisuuden sektori vuonna 2012 oli noin 4,7 biljoonaa dollaria [2] [3] . Venäjän suurimpien teleyritysten liikevaihto vuonna 2011 oli yli 1 biljoonaa 240 miljardia ruplaa [4] , mikä on 2,28 % Venäjän BKT:sta [5] .

Etymologia

Sana "sähköviestintä" tulee sanasta new.-lat. electricus ja muut kreikkalaiset. ἤλεκτρον (sähköinen, kiiltävä metalli; meripihka) [6] ja verbi "neuloa". Synonyymi on sana "telecommunications" ( englanniksi  telecommunication , ranskan sanasta  télécommunication ), jota käytetään englanninkielisissä maissa [7] . Sana télécommunication puolestaan ​​tulee kreikan sanoista tele- (τηλε-) - "kaukana" ja lat.  communicatio  - viesti, siirto ( lat.  communico  - teen sen yleiseksi) [8] , eli tämän sanan merkitys sisältää ei-sähköiset tiedonsiirron tyypit ( optisen lennätin , äänet , vartiotornin tulipalo , posti ).

Tietoliikenneluokitus

Tietoliikenne on sähköisen viestinnän teorian tieteenalan tutkimuskohde [9] .

Tiedonsiirron tyypin mukaan kaikki nykyaikaiset tietoliikennejärjestelmät luokitellaan ehdollisesti sellaisiin, jotka on tarkoitettu äänen , videon , tekstin siirtoon .

Siirtovälineestä riippuen erotetaan langallinen viestintä , valokuituviestintä ja radioviestintä .

Viestien tarkoituksesta riippuen tietoliikennetyypit voidaan luokitella yksilöllisen ja massaluonteisen tiedon välittämiseen tarkoitetuiksi .

Ajallisten parametrien osalta tietoliikennetyypit voivat olla joko reaaliaikaisia ​​tai viivästettyjen viestien toimituksia.

Tärkeimmät ensisijaiset televiestintäsignaalit ovat: puhelin , äänilähetys , faksi , televisio , lennätin , tiedonsiirto .

Viestintätyypit

• Kaapelilinjat - sähköisiä signaaleja käytetään siirtoon;
• Radioviestintä  - radioaaltoja käytetään lähetykseen;
  • LW, MW, HF ja VHF tiedonsiirto ilman toistimia
  • Satelliittiviestintä  - viestintä avaruusreleiden avulla
  • Radioreleen viestintä  - viestintä maanpäällisten toistimien avulla
  • Matkapuhelinviestintä - radiovälitteinen viestintä ,  jossa käytetään maatukiasemien verkkoa
• Kuituoptinen tiedonsiirto  - Valoaaltoja käytetään siirtoon.
• Internet

Organisaation suunnittelumenetelmästä riippuen viestintälinjat jaetaan:

• satelliitti;
• ilmaa;
• maahan;
• vedenalainen;
• maanalainen.

Riippuen siitä, ovatko tiedon lähteet/vastaanottajat liikkuvia vai eivät, ne erottavat kiinteän ( kiinteän ) ja matkaviestinnän ( matkaviestin , viestintä liikkuvien kohteiden kanssa  - SPO).

Lähetetyn signaalin tyypistä riippuen erotetaan analoginen ja digitaalinen viestintä .

• Analoginen tiedonsiirto on jatkuvan signaalin siirtoa .
• Digitaalinen viestintä on tiedon välittämistä erillisessä muodossa ( digitaalinen muoto ). Digitaalinen signaali on fyysiseltä luonteeltaan analoginen, mutta sen avulla välitettävä tieto määräytyy rajallisen signaalitasojen joukon mukaan. Digitaalisen signaalin käsittelyyn käytetään numeerisia menetelmiä.

Erillisiä viestejä voidaan lähettää analogisia kanavia pitkin ja päinvastoin. Tällä hetkellä digitaalinen viestintä korvaa analogisen ( digitalisointi tapahtuu ), koska analogiset signaalit voidaan muuntaa diskreeteiksi ennen lähettämistä ja palauttaa vastaanoton jälkeen ilman merkittävää häviötä. Edellytykset, jotka mahdollistavat tällaisen muunnoksen, annetaan Kotelnikov-lauseen avulla .

Signaali

Analoginen signaali on fyysinen suure , jonka muutos ( modulaatio ) tilassa ja ajassa heijastaa lähetettyä viestiä. Esimerkiksi jännitteen (tai virran, taajuuden, vaiheen jne.) muutokset heijastavat puheprosessia. Analogisella signaalilla on seuraavat ominaisuudet:

• korkeus H - dynaaminen alue ,
• leveys F on spektrin leveys ,
• pituus T on signaalin kesto ajassa.

Signaalin voimakkuus on tulo V = FHT. Signaalin lähetysprosessissa voi tapahtua muutoksia mittauksissa sekä tilavuuden säilyttämisen kanssa että ilman. Tämä johtuu seuraavista signaalimuunnoksista:

• Rajoitus - yhden tai useamman signaalin osan poistaminen lähetyksestä tallentamatta poistettuihin osiin sisältyviä tietoja. Esimerkiksi puhekanavan rajoittaminen alueelle 300-3400 Hz ( äänitaajuuskanava ).
• Transformaatio - muutokset yhdessä tai useammassa ulottuvuudessa johtuen muutoksesta toisessa tai toisessa ulottuvuudessa säilyttäen samalla tilavuuden (kuten muovailuvahakuutio). Voit esimerkiksi lyhentää lähetysaikaa lisäämällä signaalin kaistanleveyttä tai dynaamista aluetta tai molempia.
• Companding - sisältää kaksi prosessia, joista nimi tuli: pakkaus (pakkaus) ja laajennus (laajennus). Lähettävällä puolella signaali kompressoidaan yhteen tai useampaan ulottuvuuteen, vastaanottopuolella se palautetaan. Esimerkiksi "purkaminen" keskeyttää puheen lähetyspuolella ja palautus vastaanottavalla puolella.

Viestintälinja

Viestintäpiiri  - johtimet tai optinen kuitu, jota käytetään lähettämään yksittäinen signaali. Radioviestinnässä samaa käsitettä kutsutaan trunkiksi . On kaapeliketju  - ketju kaapelissa ja ilmaketju  - ripustettu tukiin.

Tietoliikennelinja (CL) suppeassa merkityksessä on fyysinen väline, jonka kautta tiedonsiirtolaitteiden ja välilaitteiden informaatiosignaaleja siirretään. Laajassa merkityksessä - joukko siirtojärjestelmien fyysisiä piirejä ja (tai) lineaarisia polkuja, joilla on yhteiset lineaariset rakenteet, laitteet niiden ylläpitoon ja sama etenemisväline [10] . Linja sisältää yhden tai useamman tietoliikennepiirin (runkojohdon). Linjassa toimivaa signaalia kutsutaan lineaariseksi . LS:ää on kahta päätyyppiä:

• ilmakehän viivat (radiolinjat, RL);
• ohjaavat siirtolinjat (viestintälinjat).

Polku  - joukko laitteita ja ympäristöjä, jotka muodostavat erikoistuneita kanavia , joilla on tietyt vakioilmaisimet: taajuuskaista, lähetysnopeus jne.

Viestintäkanava

Viestintäpiirien tehokkaan käytön varmistamiseksi niille järjestetään viestintäkanavat kanavanmuodostuslaitteiston (CCO) avulla . Joissain tapauksissa linja, viestintäpiiri ja viestintäkanava ovat samat (yksi linja, yksi piiri ja yksi kanava), joissain tapauksissa kanava koostuu useista linjoista/piireistä (sekä sarjassa että rinnan). Kanavat voidaan upottaa toisiinsa (ryhmäkanava). Signaalia, joka "sisältää" useita yksittäisiä kanavia, kutsutaan ryhmäsignaaliksi . Kanavat voidaan jakaa jatkuviin (analogisiin) ja diskreetteihin (digitaalisiin).

Lähetyssuuntaiset viestintäkanavat on jaettu:

• simplex  - eli tiedonsiirron salliminen vain yhteen suuntaan, esimerkiksi - radiolähetys, televisio;
• half- duplex  - eli mahdollistaa tiedonsiirron molempiin suuntiin vuorotellen , esimerkki on radiopuhelimet;
• duplex  - eli mahdollistaa tiedonsiirron molempiin suuntiin samanaikaisesti , esimerkki on puhelin.

Kanavien erottaminen (tiivistäminen)

Useiden kanavien luominen yhdelle viestintälinjalle varmistetaan monipuolistamalla niitä taajuudella, ajalla, koodeilla, osoitteella, aallonpituudella:

• Kanavien taajuusjako (FDM, FDM) - jokaiselle kanavalle on varattu tietty taajuusalue.
• kanavien aikajako (TDM, TDM) - jokaiselle kanavalle on varattu aikaviipale ( timeslot ).
• kanavien koodijako (CRC, CDMA ) - kanavien erottelu signaalin muodon mukaan, jokaiselle kanavalle osoitetaan tietyn muotoinen signaali; halutun signaalin valitsemiseksi kussakin vastaanottimessa käytetään korrelaattoria, joka laskee ryhmäsignaalin ja tälle vastaanottimelle osoitetun referenssisignaalin skalaaritulon,
• spektrikanavaerotus (SRK, WDM) - kanavien erottelu aallonpituuden mukaan.

On mahdollista yhdistää menetelmiä, esimerkiksi FDM + VRK jne.

Varusteet

Tietoliikennelaitteet :

• Telecom-teline
• Telecom-kaappi

Viestintäverkko

Tietoliikenneverkko (järjestelmä) - joukko päätelaitteita , viestintälinjoja ja viestintäsolmuja, jotka toimivat yhdellä ohjauksella. Esimerkiksi: tietokoneverkko , puhelinverkko .

Yleensä viestintäjärjestelmä sisältää:

• päätelaite : päätelaite , päätelaite (päätelaite), päätelaite, viestin lähde ja vastaanottaja;
• signaalinkäsittelylaitteet (SCD) linjan molemmissa päissä.

Päätelaite mahdollistaa viestin ja signaalin ensisijaisen käsittelyn, viestien muuntamisen lähteen tarjoamasta muodosta (puhe, kuva jne.) signaaliksi (lähteen, lähettäjän puolella) ja päinvastoin. (vastaanottajan puolella), vahvistus jne. P.

Signaalin muunnoslaitteet voivat suojata signaalia vääristymiseltä, muodostaa kanavan (kanavat), sovittaa ryhmäsignaalin (usean kanavan signaalin) lähdepuolen linjaan, palauttaa ryhmäsignaalin hyödyllisen signaalin ja häiriön sekoituksesta, erottaa se yksittäisiin kanaviin, havaita virheet ja korjata vastaanottajan puolelta. Modulaatiota käytetään muodostamaan ryhmäsignaali ja sovittamaan linjaan .

Tietoliikennelinkki voi sisältää signaalinkäsittelylaitteita, kuten vahvistimia ja regeneraattoreita . Vahvistin yksinkertaisesti vahvistaa signaalia häiriöineen ja lähettää edelleen, jota käytetään analogisissa siirtojärjestelmissä (ATS). Regeneraattori ("vastaanotin") - tuottaa signaalin palautuksen ilman häiriöitä ja muodostaa uudelleen lineaarisen signaalin, jota käytetään digitaalisissa siirtojärjestelmissä (DSP). Vahvistus-/regenerointipisteet huolletaan ja niitä ei valvota (vastaavasti OUP, NUP, ORP ja NRP).

DSP:ssä päätelaitteita kutsutaan nimellä DTE ( datapäätelaite , DTE), UPS - DCE ( datalinkin päätelaite tai tietoliikennelinjapäätelaite , DCE). Esimerkiksi tietokoneverkoissa DTE:n roolia suorittaa tietokone , ja DCE on modeemi .

Standardointi

Viestinnän standardit ovat erittäin tärkeitä, sillä viestintälaitteiden on kyettävä kommunikoimaan keskenään. On olemassa useita kansainvälisiä organisaatioita, jotka julkaisevat viestintästandardeja. Heidän keskuudessaan:

• Kansainvälinen televiestintäliitto ( ITU  ) on yksi YK:n järjestöistä .
• Institute of Electrical and Electronics Engineers ( IEEE) . 
• Internet Engineering Task Force ( IETF ) . 

Lisäksi standardit määrittävät usein (yleensä de facto) tietoliikennelaiteteollisuuden johtajat.

Katso myös

• Kansainvälinen televiestintäliitto
• Maailman televiestinnän ja tietoyhteiskunnan päivä
• Kansainvälinen televiestintäpäivä
• OSI-verkkomalli

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 4 5 "Maailman teknologinen kyky tallentaa, kommunikoida ja laskea tietoa" , Martin Hilbert ja Priscila López (2011), Science , 332(6025), 60-65; ilmainen pääsy tutkimukseen täältä: martinhilbert.net/WorldInfoCapacity.html
2. ↑ Maailmanlaajuiset televiestintäalan tulot arkistoitu 28. maaliskuuta 2010, Wayback Machine , Internet Engineering Task Force, kesäkuu 2010.
3. ↑ Johdatus telekommunikaatioteollisuuteen , Internet Engineering Task Force, kesäkuu 2012.
4. ↑ CNews Analytics. CNews Telecom 2012: Venäjän suurimmat teleyritykset . - CNews, 2012.
5. ↑ Venäjän federaation BKT:n kasvu vuonna 2011 oli 4,3 % (pääsemätön linkki) . FSUE RAMI "RIA Novosti" (31. tammikuuta 2012). Haettu 21. marraskuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 22. tammikuuta 2015. (määrätön) 
6. ↑ Max Vasmer. Venäjän kielen etymologinen sanakirja = Russisches etymologisches Worterbuch / käännös saksasta ja lisäykset O. N. Trubacheva. - Toinen, stereotyyppinen. - M .: Progress, 1986. - T. 1-4. – 50 000 kappaletta.
7. ↑ Jean-Marie Dilhac. Telekommunikaatiosta telekommunikaatioon  (englanniksi) (2004).
8. ↑ Televiestintä , tele- ja viestintä , New Oxford American Dictionary (2. painos), 2005.
9. ↑ K.K. Vasiliev, V.A. Glushkov, A.V. Dormidontov, A.G. Nesterenko. Sähköisen viestinnän teoria: oppikirja / toim. toim. K.K. Vasiljev. - Uljanovsk: UlGTU, 2008. - 452 s.
10. ↑ GOST 22348

Kirjallisuus

• Tiedonsiirtojärjestelmät ja verkot, Moskova, Radio and Communications, 2001.
• Monikanavainen viestintä, toim. I. A. Abolitsa, M., 1971.
• Automaattinen kytkentä ja puhelintoiminta, toim. G. B. Metelsky, osa 1-2, M., 1968-69.
• Davydov G. B. , Rogineky V. N. , Tolchan A. Ya. , Telecommunication networks, M., 1977.
• Davydov G. B. , Electrosvyaz ja tieteellinen ja tekninen kehitys, M., 1978.
• Emelyanov G. A. , Shvartsman V. O. , Diskreetin tiedon välittäminen ja lennätyksen perusteet, M., 1973.
• Livshits B. S. , Mamontova N. P. , Automaattisten kanavanvaihtojärjestelmien kehittäminen, M., 1976.
• Rumpf K. G. , Rummut, puhelin, transistorit, transistorit. saksasta, M., 1974.
• Chistyakov N. I. , Khlytchev S. M. , Malochinsky O. M., Radioviestintä ja lähetys, 2. painos, M., 1968.

Linkit

• Esimerkki kelvollisista diagnostiikkasäännöistä tilaajalinjojen parametrien arvioimiseksi
• Viestintätermien sanasto

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Suuri katalaani iso kiinalainen Iso venäläinen italialainen Britannica (verkossa) Treccani Sveitsin historiallinen
Bibliografisissa luetteloissa BNE : XX525038 BNF : 119335984 GND : 4059360-5 J9U : 987007565815105171 LCCN : sh85133270 NDL : 00561375 NKC : ph116420