ما هي أنواع قنوات الاتصال المعتمدة على طريقة التشفير؟ قنوات الاتصال

هل كنت تعلم، ما هي التجربة الفكرية، تجربة جيدانكن؟
هذه ممارسة غير موجودة، تجربة من عالم آخر، خيال لشيء غير موجود في الواقع. التجارب الفكرية تشبه أحلام اليقظة. إنهم يولدون الوحوش. على عكس التجربة الفيزيائية، التي هي اختبار تجريبي للفرضيات، فإن "التجربة الفكرية" تحل بطريقة سحرية محل الاختبار التجريبي مع الاستنتاجات المرغوبة التي لم يتم اختبارها في الممارسة العملية، والتلاعب بالتركيبات المنطقية التي تنتهك المنطق نفسه في الواقع باستخدام مقدمات غير مثبتة باعتبارها مقدمات مثبتة، والتي هو، عن طريق الاستبدال. وبالتالي، فإن المهمة الرئيسية للمتقدمين "للتجارب الفكرية" هي خداع المستمع أو القارئ عن طريق استبدال تجربة فيزيائية حقيقية بـ "دميتها" - وهو تفكير وهمي بشأن الإفراج المشروط دون التحقق المادي نفسه.
إن ملء الفيزياء بـ "تجارب فكرية" خيالية أدى إلى ظهور صورة سخيفة وسريالية ومربكة للعالم. يجب على الباحث الحقيقي أن يميز "أغلفة الحلوى" هذه عن القيم الحقيقية.

يجادل النسبيون والوضعيون بأن «التجارب الفكرية» هي أداة مفيدة جدًا لاختبار النظريات (التي تنشأ أيضًا في أذهاننا) من أجل الاتساق. وهم في هذا يخدعون الناس، حيث أن أي تحقق لا يمكن أن يتم إلا من قبل مصدر مستقل عن موضوع التحقق. لا يمكن لمقدم الفرضية نفسه أن يكون اختبارا لبيانه الخاص، حيث أن سبب هذا البيان نفسه هو عدم وجود تناقضات في البيان المرئي لمقدم الطلب.

ونرى ذلك في مثال SRT وGTR، اللذين تحولا إلى نوع من الدين الذي يتحكم في العلم والرأي العام. لا يمكن لأي قدر من الحقائق التي تتعارض معها التغلب على صيغة أينشتاين: "إذا كانت الحقيقة لا تتوافق مع النظرية، قم بتغيير الحقيقة" (في نسخة أخرى، "هل الحقيقة لا تتوافق مع النظرية؟ - الأسوأ بكثير بالنسبة للحقيقة" ").

الحد الأقصى الذي يمكن أن تطالب به "التجربة الفكرية" هو فقط الاتساق الداخلي للفرضية في إطار منطق مقدم الطلب، والذي غالبًا ما يكون غير صحيح بأي حال من الأحوال. هذا لا يتحقق من الامتثال للممارسة. لا يمكن التحقق الحقيقي إلا من خلال تجربة فيزيائية فعلية.

التجربة هي تجربة لأنها ليست تحسينًا للفكر، بل اختبارًا للفكر. إن الفكرة المتسقة مع ذاتها لا يمكنها التحقق من نفسها. وقد أثبت ذلك كيرت جودل.

كما ذكرنا في المناقشة السابقة، توفر قناة الاتصال الاتصال بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال. قد تكون القناة المادية عبارة عن خط مكون من سلكين يحمل إشارة كهربائية، أو ألياف زجاجية تحمل المعلومات من خلال شعاع ضوئي معدل، أو قناة محيطية تحت الماء يتم فيها نقل المعلومات صوتيًا، أو مساحة حرة يتم من خلالها إرسال إشارة معلومات حاملة يشع باستخدام هوائي. الوسائط الأخرى التي يمكن وصفها بأنها قنوات اتصال هي وسائط تخزين البيانات مثل الشريط المغناطيسي والأقراص المغناطيسية والضوئية.

واحد مشكلة شائعةعند إرسال إشارة عبر أي قناة - ضوضاء إضافية. بشكل عام، غالبًا ما يتم إنشاء الضوضاء الإضافية ضمن نطاقات مختلفة مكونات الكترونيةمثل المقاومات وأجهزة الحالة الصلبة المستخدمة في أنظمة الاتصالات. غالبًا ما تسمى هذه الضوضاء بالضوضاء الحرارية. قد تحدث مصادر أخرى للضوضاء والتداخل (التعرجات) خارج النظام، مثل الحديث المتبادل من مستخدمي القنوات الآخرين. عندما تشغل مثل هذه الضوضاء والتداخل نفس نطاق التردد مثل الإشارة المطلوبة، يمكن تقليل تأثيرها عن طريق الاختيار المناسب للإشارة المرسلة ومزيل التشكيل في جهاز الاستقبال. الأنواع الأخرى من تشويه الإشارة التي يمكن مواجهتها أثناء إرسال الإشارة عبر القناة هي توهين الإشارة وسعة الإشارة وتشويه الطور وتشويه الإشارة متعددة المسارات.

يمكن تقليل تأثير الضوضاء عن طريق زيادة قوة الإشارة المرسلة. ومع ذلك، فإن التصميم والاعتبارات العملية الأخرى تحد من مستوى طاقة الإشارة المرسلة. هناك قيد أساسي آخر وهو النطاق الترددي المتاح للقناة. عادةً ما تنتج قيود النطاق الترددي عن القيود المادية للبيئة والمكونات الكهربائية المستخدمة في جهاز الإرسال والاستقبال. وهذان الظرفان يحدان من كمية البيانات التي يمكن نقلها بشكل موثوق عبر أي قناة اتصال، كما سنرى في الفصول اللاحقة من الكتاب. فيما يلي وصف لبعض الخصائص المهمة لقنوات الاتصال الفردية.

القنوات السلكية. تستخدم شبكة الهاتف الخطوط السلكية على نطاق واسع لنقل الصوت وكذلك البيانات وإشارات الفيديو. توفر أزواج الأسلاك الملتوية والكابلات المحورية عمومًا مسارًا كهرومغناطيسيًا يحمل عرض نطاق ترددي معتدل نسبيًا. يبلغ عرض النطاق الترددي لسلك الهاتف المستخدم عادةً لتوصيل العميل بمكتب مركزي عدة مئات من الكيلو هرتز. من ناحية أخرى، يحتوي الكابل المحوري على نطاق ترددي شائع الاستخدام يصل إلى عدة ميغاهيرتز. يشرح الشكل 1.2.1 نطاق تردد القنوات الكهرومغناطيسية المستخدمة، والتي تشمل أدلة الموجات والكابلات الضوئية.

أرز. 1.2.1. النطاقات الترددية لقنوات الاتصال مع الأنظمة التوجيهية

يتم تشويه الإشارات المرسلة عبر هذه القنوات من حيث السعة والطور، وبالإضافة إلى ذلك، يتم فرض ضوضاء إضافية عليها. إن خط الاتصال السلكي على شكل زوج ملتوي يكون أيضًا عرضة للتداخل من الضوضاء العابرة الصادرة عن الأزواج المجاورة. وبما أن القنوات السلكية تشكل نسبة كبيرة من قنوات الاتصال في جميع أنحاء البلاد والعالم، فقد تهدف الأبحاث المكثفة إلى تحديد خصائص الإرسال الخاصة بها وتقليل خصائص إرسال السعة وتقليل تشوهات السعة والطور في القناة. بوصة. 9 نوصف طريقة لتجميع إشارات الإرسال وأجهزة إزالة التشكيل الأمثل؛ بوصة. 10 و 11 سننظر في تركيب معادلات القناة (المعادلات)، التي تعوض تشوهات السعة والطور في القناة.

قنوات الألياف الضوئية.توفر الألياف الزجاجية لمصمم نظام الاتصالات عرض نطاق ترددي أكبر بعدة مرات من نطاق وصلات الكابلات المحورية. على مدى العقد الماضي، تم تطوير الكابلات الضوئية التي تتميز بتوهين إشارة منخفض نسبيًا وأجهزة بصرية موثوقة للغاية لتوليد الإشارة واكتشافها. وقد أدت هذه التطورات التكنولوجية إلى الإقبال السريع على مثل هذه القنوات لكل من أنظمة الاتصالات المحلية وأنظمة الاتصالات عبر الأطلسي والعالمية. ونظراً للنطاق الترددي الكبير المتوفر على وصلات الألياف الضوئية، فقد أصبح من الممكن لشركات الهاتف أن تقدم للمشتركين مجموعة واسعة من خدمات الاتصالات، بما في ذلك الصوت والبيانات والفاكس والفيديو.

جهاز الإرسال أو المغير في نظام اتصالات الألياف الضوئية هو مصدر للضوء أو صمام ثنائي باعث للضوء (LED) أو ليزر. يتم نقل المعلومات عن طريق تغيير (تعديل) شدة مصدر الضوء من خلال إشارة الرسالة. ينتشر الضوء عبر الألياف كموجة ضوئية، ويتم تضخيمه بشكل دوري (في حالة الإرسال الرقميتم اكتشافها وإعادة بنائها بواسطة أجهزة إعادة الإرسال) على طول مسار الإرسال للتعويض عن توهين الإشارة.

في جهاز الاستقبال، يتم الكشف عن شدة الضوء بواسطة الثنائي الضوئي، الذي يكون خرجه عبارة عن إشارة كهربائية تختلف بشكل متناسب مع طاقة الضوء عند دخل الثنائي الضوئي. مصادر الضوضاء في قنوات الألياف الضوئية هي الثنائيات الضوئية ومكبرات الصوت الإلكترونية.

ومن المتوقع أن تحل قنوات الألياف الضوئية محل جميع خطوط الاتصالات السلكية تقريبًا شبكة الهاتففي مطلع القرن.

القنوات اللاسلكية (الراديو).في الأنظمة الاتصالات السلكية(الاتصالات الراديوية) تنتقل الطاقة الكهرومغناطيسية إلى وسط الانتشار بواسطة هوائي يعمل بمثابة مشعاع. تعتمد الأبعاد المادية وهيكل الهوائي بشكل أساسي على تردد التشغيل. للحصول على إشعاع فعال للطاقة الكهرومغناطيسية، يجب أن تكون أبعاد الهوائي أكبر من 1/10 من الطول الموجي. لذلك، يتم إرسال محطة راديو AM على موجة حاملة، مثل MHz، تتوافق مع الطول الموجي م، يتطلب هوائيًا يبلغ قطره 30 مترًا على الأقل. آخر خصائص مهمةويرد وصف خصائص هوائيات الإرسال اللاسلكي في الفصل. 5.

يشرح الشكل 1.2.2 نطاقات التردد المختلفة للاتصالات الراديوية. طرق التوزيع موجات كهرومغناطيسيةفي الغلاف الجوي وفي الفضاء الحر يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات، وهي: انتشار الموجات السطحية، انتشار الموجات المكانية، انتشار الموجات المباشرة. في النطاق جدا ترددات منخفضة(VLF) والمدى الصوتي، الذي تتجاوز فيه الأطوال الموجية 10 كم، تشكل الأرض والغلاف الأيوني دليلًا موجيًا لانتشار الموجات الكهرومغناطيسية. في نطاقات التردد هذه، تنتقل إشارات الاتصال فعليًا حول العالم بأكمله. ولهذا السبب، تُستخدم نطاقات التردد هذه بشكل أساسي في جميع أنحاء العالم لحل مشكلات الملاحة من الشاطئ إلى السفن.

عرض النطاق الترددي للقناة المتاحة في هذه النطاقات صغير نسبيًا (عادةً من 1 إلى 10% من التردد المركزي)، وبالتالي فإن المعلومات التي يتم إرسالها عبر هذه القنوات لها معدل بتات منخفض نسبيًا وعادةً ما تكون غير مقبولة للإرسال الرقمي.

النوع السائد من الضوضاء عند هذه الترددات ناتج عن نشاط العواصف الرعدية في جميع أنحاء العالم، وخاصة في المناطق الاستوائية. يحدث التداخل بسبب العدد الكبير من المحطات في نطاقات التردد هذه.

انتشار الموجات الأرضية، كما هو موضح في الشكل. 1.2.3 هو النوع الرئيسي لانتشار الإشارات في نطاق التردد المتوسط ​​(0.3...3 ميجاهرتز). هذا هو نطاق التردد المستخدم للبث AM والبث البحري. مع البث الإذاعي AM وانتشار الموجات الأرضية، يقتصر نطاق الاتصال، حتى عند استخدام محطات الراديو القوية، على 150 كم. تعد الضوضاء الجوية والضوضاء الصناعية والضوضاء الحرارية الصادرة عن المكونات الإلكترونية لجهاز الاستقبال الأسباب الرئيسية لتشويه الإشارات المرسلة في نطاق التردد المتوسط.

أرز. 1.2.2. نطاقات التردد لقنوات الاتصال اللاسلكية

هناك حالة خاصة لانتشار الموجات السماوية وهي الانتشار الأيونوسفيري، كما هو موضح في الشكل 1. 1.2.4. يتعلق الأمر بانعكاس (انحراف أو انكسار الموجة) للإشارة المرسلة من طبقة الأيونوسفير، والتي تتكون من عدة طبقات من الجسيمات المشحونة الموجودة على ارتفاع 50...400 كم من سطح الأرض. أثناء النهار يؤدي تسخين الطبقات السفلية من الغلاف الجوي بواسطة الشمس إلى ظهور الطبقة السفلية على ارتفاع أقل من 120 كم. تتسبب هذه الطبقات السفلية، وخاصة الطبقة D، في امتصاص الترددات الأقل من 2 ميجاهرتز، مما يحد من انتشار الموجات السماوية للبث الإذاعي AM. ومع ذلك، خلال ساعات الليل، ينخفض ​​تركيز الإلكترونات للجزيئات في طبقة الأيونوسفير السفلية بشكل حاد، وينخفض ​​​​الامتصاص الجزئي الذي يحدث خلال النهار بشكل كبير. ونتيجة لذلك، يمكن لإشارات البث AM القوية أن تنتقل لمسافات طويلة من خلال الانعكاس من طبقات الغلاف الأيوني (التي تتراوح بين 140 إلى 400 كيلومتر فوق سطح الأرض) وسطح الأرض.

أرز. 1.2.3. رسم توضيحي لانتشار الموجات السطحية

مشكلة تحدث بشكل متكرر أثناء انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الغلاف الأيوني نطاق التردداتالتردد العالي هو تعدد المسارات. يحدث تعدد المسارات لأن الإشارة المرسلة تصل إلى جهاز الاستقبال عبر مسارات عديدة بتأخيرات مختلفة. وينتج عن هذا عادةً تداخل بين الرموز في نظام الاتصالات الرقمية. علاوة على ذلك، فإن مكونات الإشارة التي تصل عبر مسارات انتشار مختلفة يمكن أن تتراكم بطريقة تؤدي إلى ظاهرة تسمى بهوت. هذا ما اختبره معظم الناس عند الاستماع إلى محطة راديو بعيدة في الليل عندما تكون موجة السماء هي الوسيلة السائدة للانتشار. الضوضاء المضافة في نطاق التردد العالي هي مزيج من الضوضاء الجوية والضوضاء الحرارية. ويتوقف انتشار الموجة الأيونوسفيرية عند ترددات أعلى من 30 ميجاهرتز، وهو الحد الأقصى لنطاق التردد العالي. ومع ذلك، فإن الانتشار في الغلاف الأيوني-التروبوسفيري ممكن عند ترددات تتراوح من 30 إلى 60 ميجا هرتز، بسبب تشتت الإشارات من الطبقات السفلى من الغلاف الأيوني. ومن الممكن أيضًا التواصل عبر مسافات تصل إلى عدة مئات من الأميال باستخدام الانتثار التروبوسفيري بين 40 و300 ميجاهرتز. ينجم التشتت التروبوسفيري عن تشتت الإشارة بسبب الجسيمات الموجودة في الغلاف الجوي على ارتفاعات تبلغ حوالي 10 كيلومترات. عادةً ما يؤدي الانتثار الأيونوسفيري والتروبوسفيري إلى خسائر كبيرة في الإشارة ويتطلب قدرة إرسال عالية وأحجام هوائيات كبيرة نسبيًا.

أرز. 1.2.4. رسم توضيحي لانتشار موجة السماء

تمر الترددات التي تزيد عن 30 ميجاهرتز عبر طبقة الأيونوسفير مع خسارة قليلة نسبيًا وتجعل الاتصالات عبر الأقمار الصناعية وخارج الأرض ممكنة. ونتيجة لذلك، عند ترددات UHF وما فوق، فإن الوضع الرئيسي لانتشار الموجات الكهرومغناطيسية هو الانتشار في خط البصر (LOS). بالنسبة لأنظمة الاتصالات الأرضية، هذا يعني أن هوائيات الإرسال والاستقبال يجب أن تكون على خط البصر مع وجود عوائق قليلة نسبيًا (أو معدومة). ولهذا السبب، يتم إرسال محطات التلفزيون في نطاقات التردد UHF والميكروويف بواسطة هوائيات على دعامات عالية لتحقيق منطقة تغطية واسعة.

وبشكل عام، فإن منطقة التغطية لانتشار PPV محدودة بانحناء سطح الأرض. إذا تم تركيب هوائي الإرسال على ارتفاع متر فوق سطح الأرض، فإن المسافة إلى الأفق الراديوي، دون مراعاة العوائق المادية مثل الجبال، تبلغ حوالي كيلومتر. على سبيل المثال، يوفر هوائي التلفزيون المثبت على ارتفاع 300 متر تغطية لمسافة 67 كم تقريبًا. مثال آخر هو أن أنظمة ترحيل الراديو بالموجات الدقيقة، المستخدمة على نطاق واسع لنقل إشارات الهاتف والفيديو بترددات أعلى من 1 ميجاهرتز، تحتوي على هوائيات مثبتة على أعمدة عالية أو فوق المباني الشاهقة.

الضوضاء السائدة التي تحد من جودة نظام الاتصالات في نطاقات التردد العالي (HF) والديسيمترية (UHF) هي الضوضاء الحرارية المتولدة في دوائر دخل المستقبل والضوضاء الكونية التي يلتقطها الهوائي. عند الترددات الموجودة في نطاق الموجات الصغرية الأعلى من 10 جيجا هرتز، تلعب الظروف الجوية دورًا رئيسيًا في انتشار الإشارة. على سبيل المثال، عند التردد GHz 10، يتراوح التوهين من حوالي 0,003 dB/km في المطر الخفيف إلى 0,3 dB/km في المطر الغزير. وعند التردد 100 جيجا هرتز، يتراوح التوهين من حوالي 0,1 dB/km في المطر الخفيف إلى 6 dB/km في المطر الغزير. وبالتالي، في نطاق التردد هذا، تسبب الأمطار الغزيرة خسائر انتشار عالية للغاية، مما قد يؤدي إلى فشل نظام الخدمة (الخسارة الكاملة لنظام الاتصالات).

عند الترددات الأعلى من نطاق EHF (التردد العالي للغاية)، لدينا نطاق من الأشعة تحت الحمراء والمرئية - مناطق الطيف الكهرومغناطيسي التي يمكن استخدامها لتطبيقات PPV الاتصالات البصريةفي الفضاء الحر. وحتى الآن، تم استخدام نطاقات التردد هذه في أنظمة الاتصالات التجريبية مثل الاتصالات بين الأقمار الصناعية.

القنوات الصوتية تحت الماء.على مدار الأربعين عامًا الماضية، توسعت الأبحاث المتعلقة بنشاط المحيطات بشكل مستمر. ويرجع ذلك إلى الحاجة المتزايدة إلى نقل البيانات التي تجمعها أجهزة الاستشعار الموضوعة تحت الماء وعلى سطح المحيط. ومن هناك، يتم نقل البيانات إلى مركز جمع المعلومات.

لا تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية لمسافات طويلة تحت الماء، إلا بترددات منخفضة للغاية. ومع ذلك، فإن إرسال الإشارات بمثل هذه الترددات المنخفضة أمر مكلف للغاية بسبب أجهزة الإرسال الكبيرة والقوية للغاية. يمكن التعبير عن توهين الموجات الكهرومغناطيسية في الماء عمق الطبقة السطحيةوهي المسافة التي يتم فيها توهين الإشارة بعامل ما. بالنسبة لمياه البحر، يتم التعبير عن عمق الطبقة السطحية بالهرتز وبالأمتار. على سبيل المثال، بالنسبة لتردد 10 كيلو هرتز، يبلغ عمق الطبقة السطحية 2.5 متر، وعلى العكس من ذلك، تنتشر الإشارات الصوتية على مسافات تصل إلى عشرات وحتى مئات الكيلومترات.

تعمل القناة الصوتية تحت الماء كقناة متعددة المسارات بسبب انعكاسات الإشارة من سطح البحر وقاعه. ونظرًا للحركة العشوائية للموجة، تؤدي منتجات الإشارة الخاصة بالانتشار متعدد المسارات (متعدد المسارات) إلى تأخيرات عشوائية في الانتشار في الوقت المناسب وفي النهاية إلى تلاشي الإشارة. بالإضافة إلى ذلك، هناك توهين يعتمد على التردد، وهو ما يتناسب تقريبًا مع مربع تردد الإشارة. تبلغ سرعة العمق الاسمية حوالي 1500 م/ث، ولكن القيمة الفعلية أعلى أو أقل من القيمة الاسمية اعتمادًا على العمق الذي تنتقل به الإشارة.

الضوضاء الصوتية المحيطة بالمحيطات ناتجة عن الروبيان والأسماك والثدييات المختلفة. تضيف الموانئ القريبة ضوضاء صناعية إلى الضوضاء المحيطة. وعلى الرغم من هذه البيئة المضطربة، فمن الممكن تصميم وتنفيذ فعال وآمن تحت الماء الأنظمة الصوتيةالاتصالات لنقل الإشارات الرقمية عبر مسافات طويلة.

أنظمة تخزين المعلومات. وتشكل أنظمة استرجاع المعلومات جزءًا كبيرًا من أنظمة معالجة البيانات اليومية. هذا هو الشريط المغناطيسي، بما في ذلك التسجيل الصوتي الرقمي المائل، وشريط الفيديو، الأقراص المغناطيسيةوتستخدم لتخزين كميات كبيرة من بيانات الكمبيوتر؛ والأقراص الضوئية المستخدمة لتخزين بيانات الكمبيوتر. تعد الأقراص المضغوطة أيضًا مثالاً على أنظمة تخزين المعلومات التي يمكن اعتبارها قنوات اتصال. إن عملية تخزين البيانات على شريط مغناطيسي أو قرص مغناطيسي أو ضوئي تعادل إرسال إشارة عبر قناة هاتفية أو راديوية. إن عمليات القراءة والإشارات المستخدمة في أنظمة التخزين لاستعادة المعلومات المخزنة تعادل الوظائف التي يؤديها جهاز الاستقبال في نظام الاتصالات لاستعادة المعلومات المرسلة.

عادةً ما توجد الضوضاء الإضافية الناتجة عن جهات الاتصال الإلكترونية والتداخل من الآثار المجاورة في إشارة قراءة المعلومات المسجلة، تمامًا كما هو الحال في نظام الهاتف السلكي أو نظام الاتصالات الراديوية. كمية البيانات التي يمكن تخزينها محدودة بحجم القرص أو الشريط وكثافة التسجيل (عدد البتات المخزنة لكل وحدة مساحة) التي يمكن تحقيقها بواسطة الأنظمة الإلكترونية ورؤوس القراءة والكتابة. على سبيل المثال، تم توضيح كثافة التعبئة للبتات لكل سنتيمتر مربع في نظام تخزين القرص المغناطيسي التجريبي. (تحقق منتجات التخزين المغناطيسي التجارية الحالية كثافات أقل بكثير.) إن السرعة التي يمكن بها كتابة البيانات على القرص أو الشريط والسرعة التي يمكن بها قراءة المعلومات محدودة أيضًا بالأنظمة الفرعية الميكانيكية والكهربائية التي يتألف منها نظام التخزين.

يعد تشفير القنوات وتعديلها مكونات أساسية لنظام تخزين مغناطيسي أو بصري رقمي مصمم جيدًا. أثناء عملية القراءة، تتم إزالة تشكيل الإشارة ويتم استخدام تكرارها الذي يقدمه مشفر القناة لتصحيح أخطاء القراءة.

وتتمثل المهمة الرئيسية لنظام المعلومات في تخزين المعلومات ونقلها في الفضاء. تسمى مجموعة الوسائل التقنية لنقل الرسائل من المصدر إلى المستهلك بنظام الاتصالات.وهذه الوسائل هي جهاز إرسال وخط اتصال وجهاز استقبال. في بعض الأحيان يتضمن مفهوم نظام الاتصال مصدر الرسائل ومستهلكها.

يظهر الشكل 2 الرسم التخطيطي لأبسط نظام اتصالات. هنا نقطة البداية هي مصدر الرسالة. يمكن للمصدر إنتاج رسائل مستمرة أو منفصلة. يمكن أن يكون مصدر الرسائل والمستلم في بعض أنظمة الاتصالات شخصًا، وفي حالات أخرى - أنواعًا مختلفة من الأجهزة (آلة أوتوماتيكية، كمبيوتر، إلخ). يتم إرسال الرسائل عبر مسافة باستخدام أي وسيط مادي (ورق، شريط مغناطيسي، إلخ) أو عملية فيزيائية (صوت أو موجات كهرومغناطيسية، تيار، إلخ).

مصدر المعلومات أو الرسالة هو الجسم المادي أو النظام أو الظاهرة التي تشكل الرسالة المرسلة.

الرسالة هي قيمة أو تغيير في بعض الكمية الفيزيائية التي تعكس حالة كائن (نظام أو ظاهرة). كقاعدة عامة، الرسائل الأولية - الكلام والموسيقى والصور والقياسات البيئية وما إلى ذلك - هي وظائف للوقت. F (ر) أو غيرها من الحجج - F (س، ص، ض) طبيعة غير كهربائية (الضغط الصوتي، درجة الحرارة، توزيع السطوع على مستوى معين، وما إلى ذلك).

الصورة 2. رسم تخطيطي لنظام الاتصالات.

كل أنا - الرسالة المصدر عبارة عن تسلسل عشوائي للعناصر الأبجدية
(
,
, ...,) طول م ، أين مرتفعتحتوي العناصر على رقم تسلسلي، ويشير الحرف المنخفض فقط إلى موقع الحرف في الرسالة، وليس نوعه.

في م = 1 الرسالة عبارة عن حرف واحد، أي أن هناك مثل هذه الرسالة الرسالة الأساسية . على العموم متى م > 1 قد يظهر نفس الحرف في الرسالة مرارا وتكرارا. الخاصية المشتركة للرسالة الأولية هي عدم قابليتها للتجزئة إلى رسائل أصغر.

مجموعة محدودة من الرسائل X ج نظرا للتوزيع الاحتمالي عليه ص ( س ) تسمى مجموعة رسائل منفصلة ويشار إليها بـ ( X , ص ( س )}.

الجهاز الذي يحول الرسالة إلى إشارة يسمى جهاز الإرسال، والجهاز الذي يحول الإشارة المستقبلة إلى رسالة يسمى جهاز الاستقبال.

باستخدام محول في جهاز الإرسال، الرسالة أ، والتي يمكن أن يكون لها أي طبيعة فيزيائية (صورة، اهتزاز صوتي، وما إلى ذلك)، يتم تحويلها إلى إشارة كهربائية أولية ب(ر). في الاتصالات الهاتفية، على سبيل المثال، تهدف هذه العملية إلى تحويل ضغط الصوت إلى تيار كهربائي متغير نسبيًا للميكروفون. في التلغراف، يتم إجراء التشفير أولاً، ونتيجة لذلك يتم استبدال تسلسل عناصر الرسالة (الحروف) بتسلسل رموز التعليمات البرمجية (0، 1 أو نقطة، شرطة)، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى تسلسل من التيار الكهربائي المباشر نبضات باستخدام جهاز التلغراف.

في المرسل الإشارة الأولية ب(ر) (عادةً ما يتم تحويل التردد المنخفض) إلى إشارة ثانوية (عالية التردد). ش(ر)، مناسب للإرسال عبر القناة المستخدمة. ويتم ذلك من خلال التعديل.

يجب أن يكون تحويل الرسالة إلى إشارة قابلاً للعكس. في هذه الحالة، باستخدام إشارة الخرج، من الممكن، من حيث المبدأ، استعادة إشارة الإدخال الأولية، أي الحصول على جميع المعلومات الواردة في الرسالة المرسلة. وبخلاف ذلك، سيتم فقدان بعض المعلومات أثناء الإرسال، حتى لو وصلت الإشارة إلى جهاز الاستقبال دون تشويه.

تسمى العملية المادية التي تعرض (تحمل) الرسالة التي يتم إرسالها بالإشارة.

الإشارة هي شكل مادي وطاقي لتمثيل المعلومات. بمعنى آخر، الإشارة هي حاملة للمعلومات، واحدة أو أكثر من المعلمات التي تتغير، تعرض الرسالة.

تعد سلسلة إشارة المعلومات والرسائل مثالاً على المعالجة المطلوبة حيث يقع مصدر المعلومات. ومن جانب مستهلك المعلومات، تتم المعالجة بالترتيب العكسي: "الإشارة - الرسالة - المعلومات".

يُطلق على أي تحويل لرسالة إلى إشارة محددة عن طريق إنشاء مراسلات فردية بينهما اسم التشفير على نطاق واسع.

قد يشمل التشفير عمليات تحويل وأخذ عينات من الرسائل المستمرة (التحويل التناظري إلى الرقمي)، والتعديل (التلاعب في أنظمة الاتصالات الرقمية)، والتشفير الفعلي إلى بالمعنى الضيقكلمات. العملية العكسية تسمى فك التشفير.

خط الاتصال هو الوسيلة المستخدمة لنقل الإشارات من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال.

في الأنظمة الاتصالات الكهربائية- هذا كبل أو دليل موجي، في أنظمة الاتصالات الراديوية - منطقة من الفضاء تنتشر فيها الموجات الكهرومغناطيسية من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال. أثناء الإرسال، قد تكون الإشارة مشوهة وتتداخل ن(ر).

يقوم جهاز الاستقبال بمعالجة الاهتزاز المستلم ض(ر)=ش(ر)+ن(ر)، وهو مجموع الإشارة المشوهة الواردة ش(ر) والتدخل ن(ر)، ويستعيد الرسالة منه مما يعكس الرسالة المرسلة مع بعض الخطأ أ. وبعبارة أخرى، يجب على المتلقي، بناء على تحليل التقلبات ض(ر) تحديد أي من الرسائل المحتملة تم إرسالها. لذلك، يعد جهاز الاستقبال أحد العناصر الأكثر أهمية وتعقيدًا في نظام الاتصالات.

قناة الاتصال هي مجموعة من الوسائل التي تضمن إرسال الإشارة من نقطة معينة أ في النظام إلى النقطة ب(تين. 3).

نقاط أو فييمكن اختيارهما بشكل تعسفي، طالما تمر الإشارة بينهما. جزء من نظام اتصالات يقع في نقطة ما أ، هو مصدر الإشارة لهذه القناة.

أرز. 3. قناة الاتصال.

القناة، كمصدر للتداخل، لها بعض التأثير على الإشارة المرسلة. تتمثل مهمة المتلقي في عزل الرسالة المرسلة عن الإشارة المزعجة وإرسالها إلى المستهلك.

يتم تصنيف قنوات الاتصال وفقا لمعايير مختلفة، بما في ذلك الوصف الرياضي (قنوات مستمرة ومنفصلة، ​​وقت مستمر ومنفصل).

إذا كانت الإشارات التي تصل إلى مدخل القناة وتستقبل من مخرجها منفصلة في الحالة، فإن القناة تسمى منفصلة. إذا كانت هذه الإشارات مستمرة، تسمى القناة مستمرة. هناك أيضًا قنوات منفصلة ومستمرة ومنفصلة، ​​يتلقى مدخلاتها إشارات منفصلة، ​​ويستقبل الإخراج إشارات مستمرة، أو العكس. ومما سبق يتضح أن القناة يمكن أن تكون منفصلة أو مستمرة، بغض النظر عن طبيعة الرسائل المرسلة. علاوة على ذلك، في نفس نظام الاتصال، يمكن التمييز بين القنوات المنفصلة والمستمرة. كل هذا يتوقف على كيفية اختيار النقاط أو فيمدخلات ومخرجات القناة

في هذا البرنامج التعليمي سوف ننظر قناة اتصال منفصلة .

وإذا أمكن إهمال التأثير الضار للتداخل في القناة، فيسمى نموذج على شكل قناة مثالية القناة دون تدخل. في القناة المثالية، تتوافق كل رسالة عند الإدخال بشكل فريد مع نسبة معينة عند الإخراج والعكس صحيح. عندما تكون متطلبات الموثوقية عالية ويتم إهمال غموض العلاقة بين الرسائل سو ذ غير مقبول، يتم استخدام نموذج أكثر تعقيدا - قناة مع الضوضاء.

أبسط فئة من نماذج القنوات تتكون من قنوات منفصلة بدون ذاكرة؛ يتم تعريفها على النحو التالي. الإدخال عبارة عن سلسلة من الحروف (العناصر) من أبجدية محدودة، دعنا نقول
, الإخراج هو سلسلة من الحروف من نفس الأبجدية أو أخرى، على سبيل المثال
. وأخيرًا، يعتمد كل حرف من تسلسل الإخراج إحصائيًا فقط على الحرف الموجود في الموضع المقابل في تسلسل الإدخال، ويتم تحديده من خلال احتمال شرطي معين
، محدد لجميع الحروف الأبجدية عند الإدخال وجميع الحروف عند الخروج. ومن الأمثلة على ذلك القناة الثنائية المتماثلة (الشكل 4)، وهي قناة منفصلة بدون ذاكرة مع تسلسلات ثنائية عند الإدخال والإخراج، حيث يتم إعادة إنتاج كل رمز من رموز التسلسل عند الإدخال بشكل صحيح عند إخراج القناة مع احتمال معين 1-q ويتغير مع احتمال q الضوضاء إلى الرمز المعاكس. بشكل عام، في قناة منفصلة بدون ذاكرة، تستنفد احتمالات الانتقال جميع المعلومات المعروفة حول كيفية تشكيل إشارة الإدخال، التي تتفاعل مع الضوضاء، لإشارة الخرج.

أرز. 4. قناة ثنائية متماثلة.

تشكل فئة أوسع بكثير من القنوات، القنوات ذات الذاكرة، قنوات تكون فيها إشارات الإدخال عبارة عن تسلسلات من الحروف من أبجديات محدودة، ولكن حيث يمكن لكل حرف مخرج أن يعتمد إحصائيًا ليس فقط على الحرف المقابل من تسلسل الإدخال.

"

يتم استخدام خصائص القناة التالية

• نطاق التردد المرسل بكفاءة $\backslash دلتا\; ف$;
• النطاق الديناميكي $D\; =\; 10\; \backslash lg\; (P\_(max)\; \backslash over\; P\_(min))$;
• مناعة الضوضاء $أ$;
• مقدار $V\_k$.

مناعة الضوضاء

مناعة الضوضاء $A\; =\; 10\; \backslash lg\; (P\_(min~إشارة)\; \backslash over\; P\_(ضوضاء))$. أين $(P\_(دقيقة~إشارة)\; \backslash فوق\; P\_(ضوضاء))$- الحد الأدنى لنسبة الإشارة/الضوضاء؛

حجم القناة

حجم القناة $الخامس$تحددها الصيغة: $V\_k=\backslash دلتا\; F\_k\backslash cdot\; T\_k\backslash cdot\; D\_k$,

أين $T\_k$- الوقت الذي تكون فيه القناة مشغولة بالإشارة المرسلة؛

لنقل إشارة من خلال قناة دون تشويه، حجم القناة $V\_k$يجب أن يكون أكبر من أو يساوي حجم الإشارة $ضد$، إنه $V\_k\; \backslash geqslant\; ~V\_s$. إن أبسط حالة لتركيب حجم الإشارة في حجم القناة هي تحقيق عدم المساواة $\backslash دلتا\; F\_k\backslash geqslant~\backslash دلتا\; F\_s$, $T\_k\; \backslash geqslant~T\_s$> و $\backslash Delta\; D\_k\; \backslash geqslant~\backslash Delta\; D\_s$. مع ذلك، $V\_k\; \backslash geqslant\; ~V\_s$يمكن إجراؤها في حالات أخرى، مما يجعل من الممكن تحقيق خصائص القناة المطلوبة عن طريق تغيير المعلمات الأخرى. على سبيل المثال، مع انخفاض نطاق التردد، يمكن زيادة عرض النطاق الترددي.

تصنيف

هناك أنواع عديدة من قنوات الاتصال، من بينها قنوات الاتصال السلكية الأكثر شيوعًا (الهوائية، والكابلية، والألياف، وما إلى ذلك) وقنوات الاتصال الراديوي (التروبوسفير، والأقمار الصناعية، وما إلى ذلك). وعادةً ما تكون هذه القنوات مؤهلة بناءً على خصائص إشارات الإدخال والإخراج، وكذلك على التغيرات في خصائص الإشارات اعتمادًا على الظواهر التي تحدث في القناة مثل خبو الإشارات وتوهينها.

بناءً على نوع وسيلة الانتشار، تنقسم قنوات الاتصال إلى قنوات سلكية وصوتية وبصرية وأشعة تحت الحمراء وقنوات راديو.

وتصنف قنوات الاتصال أيضا إلى

• مستمر (إشارات مستمرة عند مدخلات ومخرجات القناة)،
• منفصلة أو رقمية (عند إدخال وإخراج القناة - إشارات منفصلة)،
• منفصل مستمر (عند إدخال القناة - إشارات مستمرة، وعند الإخراج - إشارات منفصلة)،
• منفصلة ومستمرة (عند مدخل القناة توجد إشارات منفصلة، ​​وعند الخرج توجد إشارات مستمرة).

يمكن أن تكون القنوات خطية وغير خطية، وزمانية، وزمانية مكانية. من الممكن تصنيف قنوات الاتصال حسب نطاق التردد.

نماذج قنوات الاتصال

يتم وصف قناة الاتصال بواسطة نموذج رياضي، وتتلخص مهمته في تحديد النماذج الرياضية للمخرجات والمدخلات $S\_2$و $S\_1$وكذلك إنشاء اتصال بينهما يتميز به المشغل $ل$، إنه

$S\_2=\; L(S\_1)$.

نماذج القنوات المستمرة

يمكن تصنيف نماذج القنوات المستمرة إلى نموذج قناة ضوضاء غوسية مضافة، وطور إشارة غير محدد ونموذج قناة ضوضاء مضافة، ونموذج للتداخل بين الرموز ونموذج قناة ضوضاء مضافة.

نموذج القناة المثالية

يُستخدم نموذج القناة المثالي عندما يكون من الممكن إهمال وجود التداخل. عند استخدام هذا النموذج، إشارة الإخراج $S\_2$هو حتمية، وهذا هو

$S\_2(t)=\backslash جاما\; ~S\_1(t-\backslash tau)$

حيث γ هو ثابت يحدد معامل الإرسال، τ هو تأخير ثابت.

نموذج لقناة ذات طور إشارة غير مؤكد وضوضاء مضافة

ويختلف نموذج القناة ذو طور الإشارة غير المؤكد والضوضاء المضافة عن نموذج القناة المثالي في ذلك $\backslash تاو$هو متغير عشوائي. على سبيل المثال، إذا كانت إشارة الإدخال $S\_1(ر)$هو النطاق الضيق، ثم الإشارة $S\_2(ر)$عند خرج قناة ذات مرحلة إشارة غير مؤكدة وضوضاء مضافة يتم تحديدها على النحو التالي:

$S\_2(t)=\backslash gamma\; (cos(\backslash theta)\; u(t)-sin(\backslash theta)\; H(u(t))\; +\; n(t)$,

حيث يؤخذ في الاعتبار أن إشارة الإدخال $S\_1(ر)$يمكن تمثيلها على النحو التالي:

$S\_1(t)=cos(\backslash theta)\; u(t)-sin(\backslash theta)\; H(u(t))$,

نماذج قنوات الاتصال المنفصلة والمستمرة

هناك أيضًا نماذج لقنوات الاتصال المنفصلة والمستمرة

أنظر أيضا

اكتب مراجعة عن مقال "قناة التواصل"

ملحوظات

الأدب

• Zyuko A. G.، Klovsky D. D.، Korzhik V. I.، Nazarov M. V.،.نظرية الاتصالات الكهربائية / إد. د.د كلوفسكي. - كتاب مدرسي للجامعات. - م: الإذاعة والاتصال، 1999. - 432 ص. - ردمك 5-256-01288-6.
• هندسة الراديو / إد. مازور يو إل، ماتشوسكي إي إيه، برافدا في آي.. - الموسوعة. - م: دار النشر "دوديكا-الحادي والعشرون"، 2002. - ص 488. - 944 ص. - ردمك 5-94120-012-9.
• بروكس، ج.الاتصالات الرقمية = الاتصالات الرقمية / كلوفسكي د.د - م: الراديو والاتصالات، 2000. - 800 ص. - ردمك 5-256-01434-X.
• سكليار ب.اتصال رقمي. الأسس النظرية والتطبيقات العملية = الاتصالات الرقمية: الأساسيات والتطبيقات. - الطبعة الثانية. - م: ويليامز، 2007. - 1104 ص. - ردمك 0-13-084788-7.
• فير ك.لاسلكي اتصال رقمي. طرق التعديل وانتشار الطيف = الاتصالات الرقمية اللاسلكية: تطبيقات التعديل وانتشار الطيف. - م: الإذاعة والاتصال، 2000. - 552 ص. - ردمك 5-256-01444-7.

روابط

• وصلة- مقال من الموسوعة السوفيتية الكبرى.

مقتطف يميز قناة الاتصال

- أين الأنفيروف! - قالت المرأة. - غادر آل أنفيروف في الصباح. وهؤلاء إما عائلة ماريا نيكولاييفناس أو عائلة إيفانوف.
"يقول إنها امرأة، لكن ماريا نيكولاييفنا سيدة"، قال عامل الفناء.
قال بيير: "نعم، أنت تعرفها، أسنانها طويلة ورقيقة".
- وهناك ماريا نيكولاييفنا. وقالت المرأة وهي تشير إلى الجنود الفرنسيين: "لقد ذهبوا إلى الحديقة عندما انقضت هذه الذئاب".
وأضاف الشماس مرة أخرى: "يا رب ارحم".
- اذهب إلى هناك، وهم هناك. هي تكون. قالت المرأة مرة أخرى: "ظللت أشعر بالانزعاج والبكاء". - هي تكون. ها هو.
لكن بيير لم يستمع للمرأة. لعدة ثوان، دون أن يرفع عينيه، نظر إلى ما كان يحدث على بعد خطوات قليلة منه. ونظر إلى العائلة الأرمنية والجنديين الفرنسيين الذين اقتربوا من الأرمن. كان أحد هؤلاء الجنود، وهو رجل صغير الحجم، يرتدي معطفًا أزرق اللون مربوطًا بحبل. كان يرتدي قبعة على رأسه وقدميه عاريتين. أما الآخر، الذي ضرب بيير بشكل خاص، فكان طويلًا، منحنيًا، أشقرًا، شخص نحيفبحركات بطيئة وتعبير غبي على وجهه. كان هذا يرتدي غطاء إفريز وسروالًا أزرقًا وأحذية كبيرة ممزقة. اقترب رجل فرنسي صغير، بدون حذاء، في هسهسة زرقاء، من الأرمن، على الفور، وهو يقول شيئًا ما، وأمسك بساقي الرجل العجوز، وبدأ الرجل العجوز على الفور في خلع حذائه على عجل. أما الآخر، الذي كان يرتدي غطاء محرك السيارة، فقد توقف مقابل المرأة الأرمنية الجميلة ونظر إليها بصمت، بلا حراك، واضعًا يديه في جيوبه.
قال بيير وهو يسلم الفتاة ويخاطب المرأة بعنف وسرعة: "خذ، خذ الطفل". - أعطها لهم، أعطها لهم! - صرخ على المرأة تقريبًا، ووضع الفتاة الصارخة على الأرض، ونظر مرة أخرى إلى العائلة الفرنسية والأرمنية. كان الرجل العجوز يجلس حافي القدمين بالفعل. خلع الفرنسي الصغير حذائه الأخير وصفق الحذاء الواحد على الآخر. قال الرجل العجوز شيئًا وهو يبكي، لكن بيير لم يلمحه إلا لمحة؛ تم توجيه كل انتباهه إلى الرجل الفرنسي الذي يرتدي غطاء محرك السيارة، والذي تحرك في ذلك الوقت نحو الشابة، وهو يتمايل ببطء، وأخرج يديه من جيوبه، وأمسك برقبتها.
وظلت المرأة الأرمنية الجميلة تجلس بنفس الوضعية بلا حراك، ورموشها الطويلة منسدلة، وكأنها لم ترى أو تشعر بما يفعله الجندي بها.
بينما كان بيير يركض الخطوات القليلة التي تفصله عن الفرنسيين، كان لص طويل يرتدي غطاء محرك السيارة يمزق بالفعل القلادة التي كانت ترتديها من رقبة المرأة الأرمنية، وصرخت المرأة الشابة، التي كانت تمسك رقبتها بيديها، بصوت حاد. .
- دع هذه المرأة! [اترك هذه المرأة!] - نعق بيير بصوت محموم وأمسك بالجندي الطويل المنحني من كتفيه وألقاه بعيدًا. سقط الجندي وقام وهرب. لكن رفيقه، رمي حذائه، أخرج الساطور وتقدم بشكل خطير على بيير.
- Voyons، pas de betises! [اوه حسناً! لا تكن غبيًا!] – صرخ.
كان بيير في حالة من نشوة الغضب التي لم يتذكر فيها شيئًا وزادت قوته عشرة أضعاف. اندفع نحو الفرنسي الحافي القدمين، وقبل أن يتمكن من إخراج ساطوره، كان قد أوقعه أرضًا وكان يضربه بقبضتيه. سُمعت صرخة استحسان من الحشد المحيط، وفي نفس الوقت ظهرت دورية من الرماة الفرنسيين بالقرب من الزاوية. انطلق الرماة نحو بيير والفرنسي وأحاطوا بهما. لم يتذكر بيير أي شيء عما حدث بعد ذلك. تذكر أنه ضرب شخصًا ما، لقد تعرض للضرب، وأنه شعر في النهاية بأن يديه مقيدتان، وأن حشدًا من الجنود الفرنسيين كان يقف حوله ويفتشون ملابسه.
"Il a un poignard، أيها الملازم، [أيها الملازم، لديه خنجر،"] كانت الكلمات الأولى التي فهمها بيير.
- اه، ذراع واحد! [آه، أسلحة!] - قال الضابط والتفت إلى الجندي الحافي القدمين الذي أُخذ مع بيير.
قال الضابط: "C"est bon, vous direz tout cela au conseil de guerre، [حسنًا، حسنًا، ستقول كل شيء في المحاكمة"، وبعد ذلك التفت إلى بيير: "Parlez vous francais vous؟" هل تتكلم الفرنسية؟ ]
نظر بيير حوله بعيون محتقنة بالدماء ولم يجيب. ربما بدا وجهه مخيفًا للغاية، لأن الضابط قال شيئًا ما بصوت هامس، وانفصل أربعة رماة آخرين عن الفريق ووقفوا على جانبي بيير.
- Parlez vous francais؟ – أعاد الضابط السؤال عليه وابتعد عنه. - Faites venir l "interprete. [اتصل بمترجم فوري.] - خرج رجل صغير يرتدي زيًا مدنيًا روسيًا من خلف الصفوف. تعرف عليه بيير على الفور من خلال ملابسه وخطابه على أنه فرنسي من أحد متاجر موسكو.
قال المترجم وهو ينظر إلى بيير: "Il n"a pas l"air d"un homme du peuple، [إنه لا يبدو مثل عامة الناس".
- أوه، أوه! "Ca m"a bien l"air d"un des incendiaires،" قال الضابط غير واضح "Demandez lui ce qu"il est؟ [أوه، أوه! إنه يشبه إلى حد كبير منفذ الحريق. سلوه من هو؟] أضاف.
- من أنت؟ - سأل المترجم. وأضاف: "على السلطات أن تجيب".
– Je ne vous dirai pas qui je suis. أنا سجينك. إيمينيز موي، [لن أخبرك من أنا. أنا سجينك. "خذني بعيدًا"، قال بيير فجأة بالفرنسية.
- اه اه! - قال الضابط عابسًا. - مارشونات!
تجمع حشد حول الرماة. الأقرب إلى بيير وقفت امرأة مثقوبة مع فتاة؛ عندما بدأ المنعطف يتحرك، تحركت للأمام.
-أين يأخذونك يا عزيزتي؟ - قالت. - هذه الفتاة ماذا سأفعل بهذه الفتاة إذا لم تكن لهم! - قالت المرأة.
- ما هو نوع هذه المرأة التي تريدها؟ [ماذا تريد؟] - سأل الضابط.
بدا بيير وكأنه في حالة سكر. اشتدت حالة النشوة لديه أكثر عند رؤية الفتاة التي أنقذها.
قال: "من هذا؟" - وداعا! [ماذا تريد؟ وهي تحمل ابنتي التي أنقذتها من النار. وداعًا!] - وهو لا يعرف كيف أفلتت منه هذه الكذبة التي لا هدف لها، سار بخطوة حاسمة ومهيبة بين الفرنسيين.
كانت الدورية الفرنسية واحدة من تلك التي تم إرسالها بأمر من دورونيل إلى شوارع مختلفة في موسكو لقمع أعمال النهب وخاصة للقبض على مشعلي الحرائق، الذين، وفقًا للرأي العام الذي ظهر في ذلك اليوم بين الفرنسيين من أعلى الرتب، كانوا هم سبب الحرائق. وبعد أن تجولت في عدة شوارع، ألقت الدورية القبض على خمسة روس آخرين مشبوهين، وصاحب متجر، واثنين من الإكليريكيين، وفلاح وخادم، والعديد من اللصوص. ولكن من بين جميع الأشخاص المشبوهين، بدا بيير الأكثر شكًا على الإطلاق. عندما تم إحضارهم جميعًا لقضاء الليل في منزل كبير في Zubovsky Val، حيث تم إنشاء غرفة حراسة، تم وضع بيير بشكل منفصل تحت حراسة مشددة.

في سانت بطرسبرغ في ذلك الوقت، في أعلى الدوائر، وبحماسة أكبر من أي وقت مضى، كان هناك صراع معقد بين أحزاب روميانتسيف والفرنسيين وماريا فيودوروفنا والأميرات وآخرين، كما هو الحال دائمًا، بسبب التبويق. من طائرات المحكمة بدون طيار. لكن الهدوء، الفاخر، الذي يهتم فقط بالأشباح، وانعكاسات الحياة، استمرت حياة سانت بطرسبرغ كما كانت من قبل؛ وبسبب مسار هذه الحياة، كان لا بد من بذل جهود كبيرة لإدراك الخطر والوضع الصعب الذي وجد الشعب الروسي نفسه فيه. كانت هناك نفس المخارج، والكرات، ونفس المسرح الفرنسي، ونفس مصالح المحاكم، ونفس مصالح الخدمة والمكائد. فقط في أعلى الدوائر بُذلت الجهود للتذكير بصعوبة الوضع الحالي. قيل همسًا كيف تصرفت الإمبراطورتان بشكل معاكس لبعضهما البعض في مثل هذه الظروف الصعبة. أصدرت الإمبراطورة ماريا فيودوروفنا، التي تشعر بالقلق إزاء رفاهية المؤسسات الخيرية والتعليمية الخاضعة لولايتها القضائية، أمرًا بإرسال جميع المؤسسات إلى قازان، وكانت أشياء هذه المؤسسات معبأة بالفعل. الإمبراطورة إليزافيتا ألكسيفنا، عندما سُئلت عن الأوامر التي تريد إصدارها، بوطنيتها الروسية المميزة، تكرمت بالإجابة بأنها لا تستطيع إصدار أوامر بشأن مؤسسات الدولة، لأن هذا يتعلق بالسيادة؛ حول نفس الشيء الذي يعتمد عليها شخصيًا، تكرمت بالقول إنها ستكون آخر من يغادر سانت بطرسبرغ.
أمضت آنا بافلوفنا أمسية يوم 26 أغسطس، وهو نفس يوم معركة بورودينو، والتي كانت زهرةها هي قراءة رسالة من صاحب السيادة، مكتوبة عند إرسال صورة القديس سرجيوس المبجل إلى الملك. تم تبجيل هذه الرسالة كمثال للبلاغة الروحية الوطنية. كان من المقرر أن يقرأها الأمير فاسيلي نفسه المشهور بفن القراءة. (كان يقرأ أيضًا للإمبراطورة). كان يعتبر أن فن القراءة يتمثل في سكب الكلمات بصوت عالٍ، رخيمًا، بين عواء يائس وتذمر لطيف، بغض النظر تمامًا عن معناها، بحيث، عن طريق الصدفة تمامًا، يحدث العواء. تقع على كلمة واحدة، وتذمر على غيرها. كان لهذه القراءة، مثل كل أمسيات آنا بافلوفنا، أهمية سياسية. في هذا المساء كان من المقرر أن يكون هناك العديد من الأشخاص المهمين الذين كان لا بد من فضحهم بسبب رحلاتهم إلى المسرح الفرنسي وتشجيعهم على التحول إلى مزاج وطني. كان هناك الكثير من الناس قد تجمعوا بالفعل، لكن آنا بافلوفنا لم تر بعد كل الأشخاص الذين تحتاجهم في غرفة المعيشة، وبالتالي، دون أن تبدأ في القراءة بعد، بدأت محادثات عامة.

أنظمة الاتصالات الحاسوبيةيسمى تبادل المعلومات عبر مسافة بين عدة أجهزة كمبيوتر.

يمكن تصنيف قنوات الاتصال الحاسوبية حسب المعايير التالية:

• وفقًا لطريقة تشفير المعلومات، يمكن تقسيمها إلى رقمية وتناظرية؛
• وفقًا لطريقة الاتصال، يمكن تقسيمها إلى اتصال مخصص واتصال هاتفي؛
• وفقًا لطريقة نقل المعلومات، يتم تقسيمها إلى سلكية ولاسلكية وبصرية.

التناظرية- بواسطة القنوات التناظريةيتم تقديم المعلومات التي يتم إرسالها في شكل مستمر، أي في شكل سلسلة مستمرة من القيم لأي كمية فيزيائية.

رقمي- هذه هي القنوات التي يتم من خلالها نقل المعلومات المرسلة في شكل إشارات رقمية (منفصلة، ​​نبضية) ذات طبيعة مادية معينة.

تحولت- هذه هي القنوات التي تم إنشاؤها من أقسام منفصلة فقط لمدة نقل المعلومات من خلالها، بعد انتهاء جلسة الاتصال، يتم كسر هذه القناة.

القنوات المخصصة- وهي القنوات التي تكون منظمة لفترة طويلة ولها خصائص ثابتة من حيث الطول والسعة.

تشمل الخصائص الرئيسية لقنوات الاتصال سرعة نقل المعلومات والموثوقية والتكلفة واحتياطيات التطوير.

يتم قياس سرعة نقل المعلومات بالبت/الثانية والباود. يتم قياس عدد التغييرات في معلمة معلومات الإشارة في الثانية بالباود.

باود- هذه هي السرعة عندما يتم إرسال إشارة واحدة (على سبيل المثال، نبض) في الثانية، بغض النظر عن حجم تغيرها. وتتوافق وحدة البت/الثانية للقياس مع تغيير واحد في الإشارة في قناة الاتصال وبطرق تشفير الإشارة البسيطة؛ عندما يكون أي تغيير فرديًا فقط، يمكننا افتراض أن: 1 باود = 1 بت/ثانية؛ 1 كبود = 103 نقطة أساس؛ 1 مبود = 106 نقطة أساس، إلخ.

إذا كان من الممكن تمثيل عنصر البيانات ليس باثنين، ولكن كمية كبيرةقيم أي معلمة إشارة، فإن قيمة 1 باود ستكون أكبر من 1 بت في الثانية.

مصداقية- نقل المعلومات دون فقدان أو تغيير. جهاز الإرسال والاستقبال عبارة عن معدات لنقل البيانات تربط مصدر المعلومات ومستقبلها بقناة اتصال. تتضمن أمثلة معدات نقل البيانات أجهزة المودم، والمحولات الطرفية، بطاقات الشبكةإلخ.

لتحسين جودة الإشارة المرسلة عبر مسافات طويلة، يتم استخدام معدات إضافية: أجهزة إعادة الإرسال، والمفاتيح، والمكثفات، وأجهزة التوجيه، ومضاعفات الإرسال.

ويستند التصنيف على هذه المبادئ مع الأخذ بعين الاعتبار الإنتاجيةقناة الاتصال:

• قنوات الاتصال منخفضة السرعة، وتتراوح سرعة نقل المعلومات فيها من 50 إلى 200 بت / ثانية؛
• قنوات الاتصال متوسطة السرعة، وتتراوح سرعة الإرسال فيها من 300 إلى 9600 بت في الثانية، وفي المعايير الجديدة تصل إلى 56000 بت في الثانية؛
• قنوات اتصال عالية السرعة (عريضة النطاق) توفر سرعات نقل معلومات تزيد عن 56000 بت في الثانية.

تعتمد خصائص سرعة القناة إلى حد كبير على الكابلات المستخدمة.

الزوج الملتوي- وهي أسلاك نحاسية معزولة، قطرها المعتاد 1 مم، ملتوية في أزواج حول بعضها البعض على شكل حلزوني. يتيح لك ذلك تقليل التفاعل الكهرومغناطيسي للعديد من الأزواج الملتوية الموجودة في مكان قريب.

التطبيق الأكثر شيوعًا للكابل المزدوج الملتوي هو خط الهاتف. يتم دمج الأزواج الملتوية التي تمتد لمسافات طويلة في كابل مغطى بطبقة واقية. إذا لم تكن أزواج الأسلاك الموجودة داخل هذه الكابلات ملتوية، فإن الإشارات التي تمر عبرها سوف تتداخل مع بعضها البعض. ويمكن رؤية كابلات الهاتف التي يبلغ قطرها عدة سنتيمترات معلقة على أعمدة.

تُستخدم الكابلات المزدوجة الملتوية لنقل الإشارات التناظرية والرقمية. ويعتمد عرض النطاق الترددي على قطر السلك وطوله، ولكن على مسافات طويلة يمكن أن يصل إلى عدة ميغابت في الثانية.

هناك نوعان من الزوج الملتوي:

• الكابلات الزوجية الملتوية غير المحميةتتميز بإنتاجية عالية إلى حد ما، وسهلة الاستخدام، ولا تتطلب التأريض، وبسبب سعرها المنخفض، يتم استخدامها على نطاق واسع. لا يتم استخدام الكبل المزدوج الملتوي غير المحمي في شبكة المنطقة المحلية التي تعالج المعلومات الحساسة لأنها قد تزيد من قوة المجال.
• أزواج ملتوية محميةأتمنى لك الخير الخصائص التقنية، ولكن تكلفتها عالية، فهي صلبة وغير مريحة في التشغيل وتتطلب التأريض. هذا النوعيُستخدم الكابل بشكل أساسي في الشبكات ذات الوصول المحدود إلى المعلومات.

كابل متحد المحور- وسائل نقل البيانات. إنه محمي بشكل أفضل من الزوج الملتوي، لذلك يمكنه نقل البيانات عبر مسافات أطول بسرعات أعلى. يتم استخدام نوعين من الكابلات على نطاق واسع. واحد يستخدم للإرسال فقط الإشارات الرقميةوالنوع الآخر من الكابلات هو إشارة تناظرية.

يتكون الكابل المحوري من مادة صلبة معزولة سلك نحاستقع في وسط الكابل. يتم تمديد الموصل الأسطواني، عادة على شكل شبكة نحاسية دقيقة، فوق المادة العازلة. وهي مغطاة بطبقة واقية خارجية من العزل (قشرة بلاستيكية). يوفر التصميم والنوع الخاص من الحماية للكابل متحد المحور إنتاجية عالية ومناعة ممتازة للضوضاء.

تنقسم الكابلات المحورية للاتصالات إلى مجموعتين:

• محاور "سميكة" ؛
• محاور "رفيعة".

يبلغ قطر الكابل المحوري السميك 12.5 ملم وموصل سميك إلى حد ما (2.17 ملم)، مما يوفر خصائص كهربائية وميكانيكية جيدة.

تصل سرعة نقل البيانات عبر كابل متحد المحور سميك إلى 50 ميجابت/ثانية، ولكن نظرًا لبعض الإزعاج الناتج عن العمل معه وتكلفته الكبيرة، فليس من الممكن دائمًا استخدامه في شبكات البيانات.

يبلغ القطر الخارجي للكابل المحوري الرفيع 5-6 مم، وهو أرخص وأكثر ملاءمة للاستخدام، لكن الموصل الرقيق الموجود فيه (0.9 مم) يسبب خصائص كهربائية وميكانيكية أسوأ. لا تتجاوز سرعة نقل البيانات عبر محوري "رفيع" 10 ميجابت/ثانية.

لقد تم استخدام الكابلات المحورية على نطاق واسع في أنظمة الهاتفولكن في خطوط المسافات الطويلة يتم استبدالها بكابلات الألياف الضوئية. ومع ذلك، يتم استخدام الكابلات المحورية على نطاق واسع لتلفزيون الكابل.

كابلات الألياف البصريةهيكلها يشبه زوج ملتوي. أساس كابل الألياف الضوئية عبارة عن قلب زجاجي ينتشر من خلاله الضوء، محاطًا بنواة صلبة وموضعة في غلاف واقي يبلغ قطره 125 ميكرون.

يمكن أن يحتوي الكابل الواحد على واحد إلى عدة مئات من هذه النوى. النواة مغطاة بطبقة من الزجاج ذات معامل انكسار أقل من النواة. إنه مصمم لمنع الضوء من الهروب إلى ما وراء القلب بشكل أكثر موثوقية.

الطبقة الخارجية عبارة عن غلاف بلاستيكي يحمي الزجاج. مصدر شعاع الضوء المنتشر عبر كابل الألياف الضوئية هو المحول الإشارات الكهربائيةإلى البصرية، مثل LED أو ليزر أشباه الموصلات.

يتم تشفير المعلومات عن طريق تغيير شدة شعاع الضوء. الأساس المادي لنقل شعاع الضوء على طول الألياف هو مبدأ الانعكاس الداخلي الكلي للشعاع من جدران الألياف، مما يوفر الحد الأدنى من توهين الإشارة، وأعلى حماية من المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية و السرعه العاليهالتحويلات. يمكن لكابل الألياف الضوئية الذي يحتوي على عدد كبير من الألياف أن يحمل عددًا كبيرًا من الرسائل. وفي الطرف الآخر من الكابل، يقوم جهاز الاستقبال بالتحويل إشارات ضوئيةإلى تلك الكهربائية.

تصل سرعة نقل البيانات عبر كابل الألياف الضوئية إلى 1000 ميجابت/ثانية، ولكنها مكلفة للغاية وتستخدم فقط لمد قنوات الاتصال الأساسية المهمة. ويربط هذا الكابل العواصم والمدن الكبرى في معظم دول العالم وكذلك القارات.

في شبكات الحاسبوعلى الإنترنت، يتم استخدام كابلات الألياف الضوئية في المناطق الأكثر أهمية. إمكانيات قنوات الألياف الضوئية لا حدود لها حقًا: يمكن لكابل ألياف ضوئية سميك واحد أن ينظم في الوقت نفسه عدة مئات الآلاف من قنوات الهاتف، وعدة آلاف من قنوات الهاتف المرئية، وحوالي ألف قناة تلفزيونية.

حاليًا، أصبحت أنواع الاتصالات اللاسلكية منتشرة على نطاق واسع: قنوات الراديو والأشعة تحت الحمراء والموجات المليمترية.

قناة الراديوهي قناة اتصال لاسلكية توضع على الهواء. يشتمل نظام نقل البيانات الراديوية على جهاز إرسال راديوي وجهاز استقبال راديوي مضبوطين على نفس نطاق الموجات الراديوية، والذي يتم تحديده بواسطة نطاق تردد الطيف الكهرومغناطيسي المستخدم لنقل البيانات.

يُطلق على نظام نقل البيانات هذا ببساطة اسم قناة الراديو. معدلات نقل البيانات عبر قناة راديوية غير محدودة عمليا (فهي محدودة بعرض النطاق الترددي لجهاز الإرسال والاستقبال). يوفر الوصول اللاسلكي عالي السرعة للمستخدمين قنوات بسرعات إرسال تبلغ 2 ميجابت/ثانية أو أعلى. ومن المتوقع في المستقبل القريب أن تصل سرعة القنوات الراديوية إلى 20-50 ميجابت/ثانية.

يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء والموجات المليمترية دون استخدام كابل على نطاق واسع للاتصالات مسافات قصيرة. وحدة التحكم عن بعدتستخدم أدوات التحكم في أجهزة التلفزيون وأجهزة الفيديو الأشعة تحت الحمراء. وهي موجهة نسبيًا ورخيصة الثمن وسهلة التركيب، ولكن لها عيبًا واحدًا مهمًا: الأشعة تحت الحمراء لا تمر عبر الأجسام الصلبة. ومن ناحية أخرى، فإن حقيقة عدم مرور موجات الأشعة تحت الحمراء عبر الجدران أمر إيجابي أيضًا. وفي نهاية المطاف، فإن هذا يزيد من أمان نظام الأشعة تحت الحمراء من التنصت مقارنة بنظام الراديو.

ولهذا السبب، فإن استخدام نظام الاتصالات بالأشعة تحت الحمراء لا يتطلب ترخيصًا حكوميًا، على عكس الاتصالات الراديوية (باستثناء نطاقات ISM). تُستخدم الاتصالات بالأشعة تحت الحمراء في أنظمة الحوسبة المكتبية (على سبيل المثال، لربط أجهزة الكمبيوتر المحمولة بالطابعات)، ولكنها لا تزال لا تلعب دورًا مهمًا في الاتصالات.

قنوات الاتصال اللاسلكيةتتمتع بحصانة ضعيفة ضد الضوضاء، ولكنها توفر للمستخدم أقصى قدر من الحركة وكفاءة الاتصال. في شبكات الكمبيوتر، تُستخدم قنوات الاتصال اللاسلكية لنقل البيانات غالبًا عندما يكون استخدام تقنيات الكابلات التقليدية أمرًا صعبًا أو مستحيلًا.

ولكن في المستقبل القريب قد يتغير الوضع - فالتنمية جارية بنشاط تكنولوجيا جديدة اتصالات لاسلكيةبلوتوث. البلوتوث هي تقنية لنقل البيانات عبر قنوات الراديو لمسافات قصيرة، مما يسمح بالاتصال الهواتف اللاسلكيةوأجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية المختلفة، حتى في الحالات التي يتم فيها انتهاك متطلبات خط البصر.

كان يُنظر إلى تقنية Bluetooth في البداية فقط على أنها بديل لاتصالات الأشعة تحت الحمراء بين الأجهزة المختلفة أجهزة محمولة. لكن الخبراء يتوقعون الآن اتجاهين للاستخدام الواسع النطاق للبلوتوث.

الأول هو الشبكات المنزلية، والتي تشمل الأجهزة الإلكترونية المختلفة، خاصة أجهزة الكمبيوتر والتلفزيون وغيرها. الاتجاه الثاني، وهو الأهم، هو الشبكات المحليةمكاتب الشركات الصغيرة حيث معيار بلوتوثتم وضعه كبديل للتقنيات السلكية التقليدية. عيب Bluetooth هو سرعة نقل البيانات المنخفضة نسبيا - فهي لا تتجاوز 720 كيلوبت في الثانية، وبالتالي فإن هذه التكنولوجيا غير قادرة على نقل إشارة الفيديو.