Средства связи и их классификация. Виды связи. Средства связи: развитие, проблемы, перспективы; материалы научно-практической конференции Новые виды и средства связи
"Это новое развитие техники несёт неограниченные возможности для добра и зла"
Всё только начинается...
С древних времен человечество искало и совершенствовало средства обмена информацией. На малые расстояния сообщения передавались жестами и речью, на большие-с помощью костров, находящихся друг от друга в пределах прямой видимости. Иногда между пунктами выстраивалась цепочка людей и новости передавались голосом по этой цепочке от одного пункта до другого. В центральной Африке для связи между племенами широко использовали барабаны тамтам.
Идеи о возможности передачи электрических зарядов на расстояния и об осуществлении таким путём телеграфной связи высказывались с середины XVIII века. Профессор Лейпцинского университета Иоган Винклер - именно он усовершенствовал электростатическую машину, предложив натирать стеклянный диск не руками, а подушечками из шелка и кожи, - в 1744 г. писал: "С помощью изолированного подвешенного проводника возможна передача электричества на край света со скоростью полёта пули". В шотландском журнале "The Scot"s Magazine" 1 февраля 1753 г. появилась статья, подписанная только Ч.М. (в последствии выяснилось, что её автор Чарльз Морисон - учёный из г. Ренфрю), в которой впервые была описана возможная система электросвязи. Предлагалось подвесить между двумя пунктами столько неизолированных проволок, сколько букв в алфавите. Проволоки в обоих пунктах прикрепить к стеклянным стойкам, чтобы концы их свисали и заканчивались бузиновыми шариками, под которыми на расстоянии 3-4мм расположить буквы, написанные на бумажках. При касании в пункте передачи кондуктором электростатической машины конца проволоки, соответствующей требуемой букве, в пункте приёма наэлектризованный бузиновый шарик притягивал бы бумажку с этой буквой.
В 1792 г. Женевский физик Жорж Луи Лесаж описал свой проект линии электрической связи, основанной на прокладке 24 медных неизолированных проволок в глиняной трубе, внутри которой через каждые 1,5...2м устанавливались бы перегородки-шайбы из глазурованной глины или стекла с отверстиями для проволок. Последние, таким образом, сохраняли бы параллельное расположение, не соприкасаясь между собой. По одной неподтверждённой, но весьма вероятной версии Лесанж в 1774 г. в домашних условиях провёл несколько удачных опытов телеграфирование по схеме Морисона - с электризацией бузиновых шариков, притягивающих буквы. Передача одного слова занимала 10...15 мин, а фразы 2...3 часа.
Профессор И. Бекман из Карлсруэ в 1794 г. писал: "Чудовищная стоимость и другие препятствия никогда не позволят серьёзно рекомендовать применение электрического телеграфа.
А всего лишь через два года после этого пресовутого "никогда" по проекту испанского медика Франсиско Саьвы военным инженером Августином Бетанкуром была сооружена первая в мире линия электрического телеграфа длиной 42 км между Мадридом и Аранхуэсом.
Ситуация повторилась через четверть века спустя. С 1794 года с начало в Европе, а затем в Америке широкое распространение получил так называемый семафорный телеграф, изобретённый французским инженером Клодом Шаппом и даже описанный Александром Дюма в романе "Граф Монтекристо". На трассе линии строились на расстоянии прямой видимости (8...10 км) высокие башни с шестами типа современных антенн с подвижными перекладинами, взаимное расположение которых обозначало букву, слог или даже целое слово. На передающей станции сообщение кодировалось, и перекладины поочерёдно устанавливались в нужные положения. Телеграфисты последующих станций дублировали эти положения. На каждой башне посменно дежурили двое: один - принимал сигнал от предыдущей станции, другой - передавал его на следующую станцию.
Хотя этот телеграф и послужил человечеству более полувека, он не удовлетворял потребности общества в быстрой связи. На передачу одной депеши затрачивалось в среднем 30 мин. Неизбежно были перерывы связи при дождях, туманах, вьюгах. Естественно, что "чудаки" изыскивали более совершенные средства связи. Лондонский физик и астроном Френсис Рональдс в 1816 г. начал проводить опыты с электростатическим телеграфом. В своём саду, в пригороде Лондона, он соорудил 13-километровую линию из 39 неизолированных проводов, которые подвешивались посредством шелковых нитей на деревянных рамах, установленных через 20 м. Часть линии была подземной - в траншею глубиной 1,2 м и длиной 150 м был уложен деревянный просмоленный желоб, на дне которого были расположены стеклянные трубки с пропущенными в них медными проволоками.
В 1823 г. Рональдс опубликовал брошюру с изложением полученных результатов. Кстати, это был первый в мире печатный труд в области электрической связи. Но когда он предложил свою систему телеграфа властям, Британское Адмиралтейство заявило: "Их светлости вполне удовлетворены существующей системой телеграфа (вышеописанного семафорного) и не намерены заменять её другой".
Буквально через несколько месяцев после открытия Эрстедом эффекта воздействия электрического тока на магнитную стрелку эстафету дальнейшего развития электромагнетизма подхватил знаменитый французский физик, теоретик, Андре Ампер - основоположник электродинамики. В одном из своих сообщений в академии наук в октябре 1820 года он первым выдвинул идею электромагнитного телеграфа. " Подтвердилась возможность, - писал он, - заставить перемещаться намагниченную стрелку, находящуюся на большом расстоянии от батареи, с помощью очень длинного провода". И далее: "Можно было бы... передавать сообщения, посылая телеграфные сигналы по очереди по соответствующим проводам. При этом количество проводов и стрелок должно быть взято равным числу букв в алфавите. На приёмном конце должен находиться оператор, который записывал бы переданные буквы, наблюдая отклоняющиеся стрелки. Если провода от батареи соединить с клавиатурой, клавиши которой были бы помечены буквами, то телеграфирование можно будет осуществлять нажатием клавиш. Передача каждой буквы занимала бы лишь время, необходимое для нажатия клавиш, с одной стороны, и прочтения буквы - с другой стороны".
Не принимая новаторскую идею, английский физик П. Барлоу в 1824 году писал: "В самой ранней стадии экспериментов с электромагнетизмом Ампер предложил создать телеграф мгновенного действия при помощи проводов и компасов. Однако сомнительным было утверждение,... что окажется возможным осуществить указанный проект с проводом длинной до четырёх миль (6,5 км). Произведенные мною опыты обнаружили, что заметное ослабление действия происходит уже при длине провода 200 футов (61 метр), и это меня убедило в неосуществимости подобного проекта".
А всего лишь еще через восемь лет член-корреспондент Российской академии наук Павел Львович Шиллинг воплотил идею Ампера в реальную конструкцию.
Изобретатель электромагнитного телеграфа П. Л. Шиллинг первым понял сложность изготовления на заре электротехники надёжных подземных кабелей и предложил наземную часть проектируемой в 1835-1836 гг. телеграфной линии сделать воздушной, подвесив неизолированный голый провод на столбах вдоль Петергофской дороги. Это был первый в мире проект воздушной линии связи. Но члены правительственного "Комитета для рассмотрения электромагнетического телеграфа" отвергли показавшийся им фантастическим проект Шиллинга. Его предложение было встречено недоброжелательными и насмешливыми возгласами.
А через 30 лет, в 1865 году, когда протяженность телеграфных линий в странах Европы составила 150 000 км, 97% из них приходились на долю линий воздушной подвески.
Телефон.
Изобретение телефона принадлежит 29 - летнему шотландцу, Александру Грехем Беллу. Попытки передачи звуковой информации посредством электричества предпринимались начиная с середины XIX столетия. Едва ли не первым в 1849 - 1854 гг. разрабатывал идею телефонирования механик парижского телеграфа Шарль Бурсель. Однако в действующее устройство свою идею он не воплотил.
Белл с 1873 года пытался сконструировать гармонический телеграф, добиваясь возможности передавать по одному проводу одновременно семь телеграмм (по числу нот в октаве). Он использовал семь пар гибких металлических пластинок, подобных камертону, при этом каждая пара настраивалась на свою частоту. Во время опытов 2 июня 1875 года свободный конец одной из пластинок на передающей стороне линии приварился к контакту. Помощник Белла механик Томас Ватсон, безуспешно пытаясь устранить неисправность, чертыхался, возможно, даже используя не совсем нормативную лексику. Находящийся в другой комнате и манипулировавший приемными пластинками Белл своим чутким натренированным ухом уловил звук, дошедший по проводу. Самопроизвольно закрепленная на обоих концах пластинка превратилась в гибкую своеобразную мембрану и, находясь над полюсом магнита, изменяла его магнитный поток. Вследствие этого поступавший в линию электрический ток изменялся соответственно колебаниям воздуха, вызванным бормотанием Ватсона. Это был момент зарождения телефона.
Устройство называлось "трубкой Белла". Ее следовало прикладывать попеременно то ко рту, то к уху либо пользоваться двумя трубками одновременно.
Радио.
7 мая (25 апреля по старому стилю) 1895 г. произошло историческое событие, которое по достоинству было оценено лишь спустя несколько лет. На заседании физического отделения Русского физико-химического общества (РФХО) выступил преподаватель Минного офицерского класса Александр Степанович Попов с докладом "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям". Во время доклада А.С. Попов демонстрировал работу созданного им устройства, предназначенного для приёма и регистрации электромагнитных волн. Это был первый в мире радиоприемник. Он чутко реагировал электрическим звонком на посылки электромагнитных колебаний, которые генерировались вибратором Герца.
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.
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-
1. Язык как средство связи.
2. Системы передачи информации звуковыми средствами.
3. Системы передачи информации визуальными средствами.
Список литературы
1. Куле, К. СМИ в Древней Греции. Сочинения, речи, разыскания, путешествия / К. Куле. – М. : НЛО, 2004. – 256 с.
2. Ловелл, Д. Великая китайская стена / Д. Ловелл. – М. : АСТ, 2008. – 442 с.
3. Островский, А. В. История мировой и отечественной связи: учеб. пособие / А. В. Островский. – СПб. : Изд-во СПбГУТ, 2011. – С. 6–21.
4. Торп, Н. Тайны древних цивилизаций / Н. Торп, П. Джеймс. – М. : Эксмо, 2007. – 864 с.
5. Хаген, В. Вф. Ацтеки, майя, инки. Великие царства древней Америки / В. Вф. Хаген. – М. : Центрполиграф, 2012. – 538 с.
При рассмотрении первого вопроса следует иметь в виду, что стремление передавать информацию на максимально возможное, практически неограниченное расстояние существовало еще до возникновения ранних цивилизаций. Ученые отметили, что первые системы восприятия информации – это слух и зрение. Общение между людьми начиналось с отдельных звуков, жестов, мимики, положивших начало простейшим средствам связи. Подчеркните, что все средства связи можно разделить на два вида: естественные (язык) и искусственные (механические и электрические), возникшие как результат развития человеческого общества.
В этой связи обратите внимание на проблему антропогенеза. Оцените роль факторов, завершающих процесс выделения человека из животного мира: овладение человека огнем и появление языка, которое можно рассматривать как первую информационную революцию. Подчеркните отличие языка человека как знаковой системы от «языка» других животных:
язык человека имеет социальную природу. Его формирование и развитие связано с совместной деятельностью и общением людей 9 (у животных «язык» врожденный, у человека приобретенный);
знаковые системы животных закрыты. В каких-то случаях животные могут воспринять новые знаки от человека и даже с успехом пользоваться полученными символами (обезьян-шимпанзе удавалось обучить языку глухонемых на уровне лексикона двухлетнего ребенка). Однако выйти за пределы полученных знаний животные не могут.
Языки человека обладают открытостью, способны к неограниченному развитию: люди изобретают все новые символы, внедряют их в коммуникацию, хранят с их помощью информацию.
Переходя ко второму вопросу, обратите внимание на то, что необходимость передачи информации в условиях усложнения форм организации человеческих коллективов (стадо, род, племя, союзы племен, полисы, государства, империи) повлияла на эволюцию простейших средств связи. Помимо естественных средств связи начинают использоваться механические (звуковые и визуальные).
Приведите примеры звуковых средств связи, которые делятся на ударные и духовые.
Какие из этих средств использовались в Древней Руси?
При рассмотрении третьего вопроса вспомните, что относится к простейшим визуальным средствам. Покажите, почему простейшая оптическая (от греческого «зрительное восприятие») связь была более совершенной по сравнению со звуковой сигнализацией. Перечислите, в каких случаях и какие средства визуальной сигнализации использовались в Древнем мире; какие из них использовались в Древней Руси.
Какова эволюция простейших визуальных средств и какие из них сохранили значение и в современности?
Отметьте, как простейшие средства связи улучшали управление обществом и обеспечивали прогресс в его развитии.
Подумайте, применяются ли они и где в современных условиях.
Хроника 10
|
Возраст самых древних следов использования человеком огня |
Исторически первое средство оптической связи |
|
|
тыс. лет назад |
Появление искусственных способов добывания огня |
Изучено 5 древних способов его добычи: выскабливание (огневой плуг); выпиливание (огневая пила); высверливание (огневое сверло с разными вариантами); высекание, получение огня сжатым воздухом (огневой насос) |
|
III–II тыс. до н. э. |
Появление зеркал из полированного металла (бронза, серебро), ставшее также и одним из средств визуальной связи |
|
|
IX в. до н. э. |
Появление колокола как звукового cредства связи |
|
|
III в. до н. э. –XIV в. н. э. |
Птолемей II |
Строительство и функционирование маяка на острове Форос (второе в мире по высоте сооружение после Великой пирамиды и единственное по сложной отражательной системе сооружение такого типа: его свет наблюдался на расстоянии 60 км) |
|
Китай Европа |
Появление огнестрельного оружия, которое использовалось и как средство звуковой сигнализации |
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.
