Hvad synes jeg om et specialiseret kursus i datalogi: emnet "Kodning". Hvorfor analog teknologi stadig er i live i den digitale verden

Analoge og digitale signaler

Grundlæggende principper for digital elektronik.

Introduktion.

DIGITALE ENHEDER

Forelæsningsnotater

Digital elektronik erstatter nu i stigende grad traditionel analog elektronik. Førende virksomheder, der producerer en bred vifte af elektronisk udstyr, annoncerer i stigende grad en fuldstændig overgang til digital teknologi.

Fremskridt inden for elektronisk chipproduktionsteknologi har sikret den hurtige udvikling af digital teknologi og enheder. Brugen af ​​digitale metoder til signalbehandling og transmission kan forbedre kvaliteten af ​​kommunikationslinjer betydeligt. Digitale metoder til signalbehandling og kobling i telefoni gør det muligt at reducere vægten og størrelsesegenskaberne for koblingsenheder flere gange, øge kommunikationssikkerheden og indføre yderligere funktionalitet. Fremkomsten af ​​højhastighedsmikroprocessorer, random access memory-chips med stor kapacitet og små informationslagringsenheder på hårde medier med store mængder gjorde det muligt at skabe forholdsvis billige universelle personlige elektroniske computere (computere), som har fundet meget bred anvendelse i hverdagen og produktionen. Digital teknologi er uundværlig i telesignal- og fjernstyringssystemer, der anvendes i automatiseret produktion, styring af fjerntliggende objekter, for eksempel rumskibe, gaspumpestationer osv. Digital teknologi har også indtaget en stærk plads i elektriske og radiomålesystemer. Moderne enheder til optagelse og gengivelse af signaler er også utænkelige uden brug af digitale enheder. Digitale enheder er meget brugt til at styre husholdningsapparater.

Det er meget sandsynligt, at digitale enheder vil dominere elektronikmarkedet i fremtiden.

Det er værd at sige, at vi først vil give nogle grundlæggende definitioner.

Signal- dette er en hvilken som helst fysisk mængde(f.eks. temperatur, lufttryk, lysintensitet, strøm osv.), som ændrer sig over tid. Det er takket være denne ændring i tid, at signalet kan bære nogle oplysninger.

Elektrisk signal er en elektrisk størrelse (for eksempel spænding, strøm, effekt), der ændrer sig over tid. Al elektronik arbejder dog grundlæggende med elektriske signaler På det sidste bruges i stigende grad lyssignaler, som repræsenterer lysets tidsvarierende intensitet.

Analogt signal er et signal, der kan tage en hvilken som helst værdi inden for visse grænser (for eksempel kan spændingen variere jævnt fra nul til ti volt). Enheder, der kun fungerer med analoge signaler, kaldes analoge enheder.

Digitalt signal er et signal, der kun kan tage to værdier (nogle gange tre værdier). Desuden er nogle afvigelser fra disse værdier tilladt (fig. 1.1). For eksempel kan spændingen have to værdier: fra 0 til 0,5 V (nulniveau) eller fra 2,5 til 5 V (enhedsniveau). Enheder, der udelukkende fungerer med digitale signaler, kaldes digitale enheder.

I naturen er næsten alle signaler analoge, det vil sige, at de ændrer sig kontinuerligt inden for visse grænser. Det er derfor, de første elektroniske enheder var analoge. De konverterede fysiske størrelser til spænding eller strøm proportional med dem, udførte nogle operationer på dem og udførte derefter omvendte transformationer til fysiske størrelser. For eksempel omdannes en persons stemme (luftvibrationer) til elektriske vibrationer ved hjælp af en mikrofon, derefter forstærkes disse elektriske signaler af en elektronisk forstærker og vha. højttalersystem igen omdannet til luftvibrationer, til en højere lyd.

Ris. 1.1. Elektriske signaler: analoge (venstre) og digitale (højre).

Alle operationer udført af elektroniske enheder på signaler kan opdeles i tre: store grupper:

‣‣‣ behandling (eller transformation);

‣‣‣ smitte;

‣‣‣ opbevaring.

I alle disse tilfælde er nyttige signaler forvrænget af parasitiske signaler - støj, interferens, interferens. På samme tid, når signaler behandles (for eksempel under forstærkning, filtrering), er deres form også forvrænget på grund af ufuldkommenhed og ufuldkommenhed af elektroniske enheder. Og når de transmitteres over lange afstande og under lagring, bliver signalerne også svækket.

Ris. 1.2. Forvrængning af støj og interferens af et analogt signal (venstre) og et digitalt signal (højre).

I tilfælde af analoge signaler forringer alt dette det nyttige signal betydeligt, da alle dets værdier er tilladt (fig. 1.2). Af denne grund forringer hver konvertering, enhver mellemlagring, hver transmission over kabel eller over luften det analoge signal, nogle gange endda til dets fuldstændige ødelæggelse. Vi skal også tage højde for, at al støj, interferens og interferens er grundlæggende umulige at beregne nøjagtigt, og derfor er det absolut umuligt at beskrive adfærden af ​​nogen analoge enheder nøjagtigt. Derudover ændres parametrene for alle analoge enheder over tid på grund af ældning af elementer, og derfor forbliver disse enheders egenskaber ikke konstante.

I modsætning til analoge signaler er digitale signaler, som kun har to tilladte værdier, meget bedre beskyttet mod støj, interferens og interferens. Små afvigelser fra de tilladte værdier forvrænger ikke på nogen måde digitalt signal, da der altid er zoner med tilladte afvigelser (fig. 1.2). Det er i denne henseende, at digitale signaler giver mulighed for meget mere kompleks og flertrinsbehandling, meget længere tabsfri lagring og transmission af meget højere kvalitet end analoge. Derudover kan digitale enheders opførsel altid beregnes og forudsiges helt nøjagtigt. Digitale enheder er meget mindre modtagelige for aldring, da små ændringer i deres parametre ikke påvirker deres funktion på nogen måde. Samtidig er digitale enheder nemmere at designe og fejlfinde. Det er klart, at alle disse fordele sikrer den hurtige udvikling af digital elektronik.

Digitale signaler har dog også en stor ulempe. Faktum er, at et digitalt signal skal forblive på hvert af dets tilladte niveauer i mindst et minimumstidsinterval, ellers vil det være umuligt at genkende det. Og et analogt signal kan antage enhver værdi på uendelig lille tid. Vi kan sige det på en anden måde: Et analogt signal er defineret i kontinuerlig tid (det vil sige på ethvert tidspunkt), og et digitalt signal er defineret i diskret tid (det vil sige kun på udvalgte tidspunkter). Af denne grund er den maksimalt opnåelige hastighed for analoge enheder altid fundamentalt større end for digitale enheder. Analoge enheder kan håndtere hurtigere skiftende signaler end digitale enheder. Hastigheden af ​​behandling og transmission af information af en analog enhed skal altid gøres højere end hastigheden af ​​dens behandling og transmission af en digital enhed.

På samme tid transmitterer et digitalt signal kun information i to niveauer og ændrer et af dets niveauer til et andet, mens et analogt signal også transmitterer information med hver aktuelle værdi af sit niveau, det vil sige, at det er mere rummeligt med hensyn til informationstransmission . Af denne grund, for at overføre mængden af ​​nyttig information indeholdt i et analogt signal, er det oftest nødvendigt at bruge flere digitale signaler

(normalt fra 4 til 16).

Derudover, som allerede nævnt, er alle signaler i naturen analoge, det vil sige for at konvertere dem til digitale signaler og til omvendt konvertering, brugen af ​​specialudstyr (analog-til-digital og

digital-til-analog konvertere). Så intet er gratis, og prisen for at betale for fordelene ved digitale enheder kan nogle gange være uoverkommelige.

Analoge og digitale signaler - koncept og typer. Klassificering og funktioner i kategorien "Analoge og digitale signaler" 2017, 2018.

Forelæsning 4. Netværkskommunikationsmetoder.

Netværkskommunikationsmetoder

Signaler

Som tidligere nævnt er der mange måder at fysisk skabe og transmittere et signal på kan bevæge sig gennem kobbertråd, lysimpulser gennem glas eller plastfiber, radiosignaler transmitteres gennem luften, og laserimpulser transmitteres også i det infrarøde eller; Synligt område Konvertering af etaller og nuller, der repræsenterer data i en computer, til energiimpulser kaldes kodning (modulation).

I lighed med klassificeringen af ​​computernetværk kan signaler klassificeres baseret på deres forskellige egenskaber. Signalerne er som følger:

analog og digital,

moduleret og moduleret,

synkron og asynkron,

simplex, halv duplex, fuld duplex og multiplex

Analoge og digitale signaler

Afhængigt af den elektriske spændings form (som kan ses på oscilloskopets skærm), er signaler opdelt i analoge og digitale. Mest sandsynligt er du allerede bekendt med disse udtryk, da de ret ofte findes i dokumentationen af ​​forskelligt elektronisk udstyr , såsom båndoptagere, fjernsyn, telefoner mv.

På en måde repræsenterer analogt udstyr den udgående æra af elektronisk teknologi, og digitalt udstyr repræsenterer den nyeste æra, der erstatter det. Det skal dog huskes, at en type signal ikke kan være bedre end en anden. Hver af dem har sine egne fordele og ulemper, såvel som sine egne anvendelsesområder. Selvom digitale signaler i stigende grad bruges, vil de aldrig erstatte analoge signaler.

Analoge signalparametre

Analoge signaler ændrer sig jævnt og kontinuerligt over tid, så de kan repræsenteres grafisk som en jævn kurve (fig. 4.1).

I naturen er langt de fleste processer grundlæggende analoge. For eksempel er lyd en ændring i lufttrykket, der kan omdannes til elektrisk spænding ved hjælp af en mikrofon. Ved at påføre denne spænding på oscilloskopets indgang kan du se en graf svarende til den, der er vist i fig. 4.1, dvs. Du kan se, hvordan lufttrykket ændrer sig over tid.

For at visualisere analog information mere tydeligt, tænk på det traditionelle speedometer i en bil. Når bilens hastighed øges, bevæger nålen sig jævnt langs skalaen fra et nummer til et andet. Et andet eksempel er tuning til en station i en radiomodtager: Når du drejer knappen, ændres den modtagne frekvens jævnt.

De fleste analoge signaler er cykliske eller periodiske i naturen, såsom radiobølger, som er højfrekvente svingninger af et elektromagnetisk felt. Sådanne cykliske analoge signaler er sædvanligvis karakteriseret ved tre parametre.

Amplitude. Maksimum eller minimumsværdi signal, dvs. bølgehøjde.

Frekvens. Antallet af cykliske signalændringer pr. sekund. Frekvensen måles i hertz (Hz); 1 Hz er en cyklus i sekundet.

Fase. Positionen af ​​en bølge i forhold til en anden bølge eller i forhold til et tidspunkt, der tjener som referencepunkt. Fasen måles normalt i grader, og man mener, at en fuld cyklus er lig med 360 grader.

Digitale signalparametre

Et andet navn for digitale signaler er diskrete. Begrebet diskrete tilstande bruges ganske ofte fra en diskret tilstand til en anden næsten øjeblikkeligt, uden at stoppe i mellemtilstande.

Et eksempel på et digitalt signal ville være det nyeste digitale speedometer i en bil (sammenlign med eksemplet på et analogt speedometer i det foregående afsnit). Når køretøjets hastighed stiger, skifter tallene, der angiver hastighedsværdien i kilometer i timen, med mellemrum, og signalværdien er grundlæggende diskret: for eksempel er der ingen diskret tilstand mellem "125 km/t" og "126 km/t" mellemværdier. Et andet eksempel på digital information er den nyeste radiomodtager, som man kan stille sig ind på bestemt station brugeren indtaster et nøjagtigt tal svarende til radiostationens frekvens.

Sammenligning af analoge og digitale signaler

Computere er digitale maskiner. De oplysninger, de behandler, er repræsenteret af nuller og ettaller. Et binært ciffer er enten 0 eller 1, med intet mellem eller ud over dem. På grund af denne klarhed er digitale signaler meget nyttige til at repræsentere og overføre computerdata, hvorfor de bruges i langt de fleste netværk.

På grund af teknologiens enkelhed har digitale signaler en række fordele:

Digitalt udstyr er generelt billigere end analogt udstyr.

Digitale signaler er mindre modtagelige for interferens.

Analoge signaler har dog også nogle fordele:

De er nemme at multiplekse, dvs. sende et stort antal af signaler på én kanal.

De er mindre modtagelige for dæmpning (svækkelsen af ​​signalet med stigende afstand), og derfor kan de med samme effekt fra sendeenheden transmitteres til længere afstand.

Generelt er både analoge og digitale signaler nyttige. Men i computernetværk giver digitale signaler mulighed for større niveauer af sikkerhed, gennemløb og pålidelighed. Derudover er digitale linjer meget mindre fejltilbøjelige end analoge linjer.

Lokale netværk er næsten altid baseret på transmission af digitale signaler via kabel. Analoge signaler bruges i nogle wide area-netværk.

Modulerede og umodulerede signaler

Et vigtigt kendetegn ved transmissionsmetoden er kanalkapaciteten, som er direkte relateret til signalmodulation. Et digitalt signal kaldes umoduleret, hvis overgange fra en diskret tilstand til en anden repræsenterer spændingsstigninger i et kabel eller et andet medium. Samtidig er overgangen mellem diskrete tilstande i et moduleret signal en ændring i amplituden af ​​det såkaldte bæresignal, som er højfrekvente spændingsudsving.

Det umodulerede signal optager hele kommunikationskanalen. Udover det kan intet andet transmitteres over kommunikationskanalen. Et eksempel på umodulerede signaler er signalerne i et Ethernet-kabel.

Hvis der anvendes modulering, kan flere digitale signaler ved forskellige bærefrekvenser transmitteres over én kanal. Derudover kan ikke kun digitale, men også analoge signaler transmitteres ved forskellige bærefrekvenser. Et eksempel kunne være et kabel-tv-system, hvor et kabel betjener snesevis af tv-kanaler, som hver har forskellige transmissioner.

Umodulerede signaler

Umodulerede signaler er ret enkle: kun ét signal sendes langs kablet ad gangen. Et umoduleret signal er oftest et digitalt signal, selvom det også kan være analogt.

Computer- og kommunikationsteknologi bruger primært umodulerede digitale signaler. For eksempel udveksler en computer modulerede digitale signaler med skærme, printere, tastaturer osv. Et eksempel på brugen af ​​modulerede digitale signaler er ISDN-systemet (Integrated Services Digital Network), hvor mange signaler transmitteres på separate kanaler over et enkelt kabel. Umodulerede signaler kan transmitteres i to retninger, dvs. I hver ende af kablet kan du installere både en sender og en modtager, der fungerer samtidigt.

Modulerede signaler

Ved hjælp af modulerede signaler er det muligt at organisere flere kommunikationskanaler over et kabel, og hver kommunikationskanal kan fungere på sin egen bærefrekvens uden at forstyrre andre kanaler.

Modulerede signaler er ensrettede. Det betyder, at signalet kun transmitteres i én retning: en sender er installeret i den ene ende af kablet, og en modtager er installeret i den anden. Men flere kanaler i forskellige retninger kan fungere samtidigt på et kabel.

Ud over kabel-tv anvendes modulerede signaler i DSL-systemet (Digital Subscriber Line), hvor data og tale transmitteres samtidigt over samme linje, eventuelt via satellit- eller radiobølger.

Multiplexing metoder bruges til at placere flere kommunikationskanaler på en linje.

Multiplexing

Multipleksing er den samtidige transmission af mange signaler over en linje. På modtagesiden gendannes de multipleksede signaler, dvs. er adskilt fra hinanden. Lad os gå tilbage til eksemplet med kabel TV. TV'et har en indbygget signaldekoder, der vælger én kanal og kasserer resten. Takket være dette kan seeren vælge det ønskede program.

Mange litteraturkilder taler kun om multipleksingsmetoder i forhold til analoge signaler, men digitale signaler kan også multiplekses. Følgende grundlæggende multipleksingsmetoder bruges:

frekvensdelingsmetode (FDM);

tidsdeling af kanaler (Time Division Method - TDM);

ved højdensitetsbølgelængde (Dense Wavelength Division Multiplexing - DWDM).

Frekvensopdeling

Med frekvensadskillelse af kanaler, der optager samme linje, fungerer hver kanal på sin egen frekvens (fig. 4.3). Analoge signaler multiplekses typisk ved hjælp af denne metode. For at muliggøre tovejskommunikation med frekvensdeling er det nødvendigt at installere både en multiplekser og en demultiplekser på hver side.

Tidsopdeling af kanaler

Typisk bruges denne metode til at multiplekse digitale signaler. Med tidsinddeling tildeles hver kanal sine egne tidsintervaller. I den modtagende ende er signalerne fra forskellige kanaler adskilt af en demultiplekser (fig. 4.4).

Højdensitetsbølgelængdemultipleksering

Denne multipleksingsmetode bruges til at transmittere signaler over fiberoptiske kabler. Hver kanals signaler transmitteres af en lysstråle med sin egen bølgelængde. Fysisk falder denne metode sammen med frekvensdeling af kanaler, da bølgelængden af ​​en lysstråle er unikt relateret til dens frekvens. Forskellene i hardwareimplementeringer af disse metoder er dog så store, at de stadig betragtes som separate metoder Som vist i fig. 4.5, kan forskellige data transmitteres samtidigt over en optisk fiber ved hjælp af forskellige metoder (for eksempel SONET og ATM).

Asynkron og synkron transmission

Dataene indlejret i et digitalt signal er faktisk repræsenteret af ændringer i diskrete signaltilstande. Vi kan genoprette vores oprindelige nuller og etaller ved at måle spændingen med et voltmeter på bestemte tidspunkter. Du skal dog vide præcist på hvilke tidspunkter målingerne skal foretages. Synkronisering, dvs. Tidskoordinering i kommunikationsteknologier er ikke mindre vigtig end på alle andre områder af vores liv.

I netværksteknologier kaldes en sådan tidskoordinering bitsynkronisering. Elektroniske enheder synkroniserer individuelle bits ved hjælp af asynkrone eller synkrone metoder.

Asynkron overførsel

Denne metode bruger en startbit placeret i begyndelsen af ​​hver besked til synkronisering. Når startbitten når den modtagende enhed, synkroniserer den i det øjeblik sit interne ur med uret på den afsendende enhed.

Synkron transmission

Ved synkron transmission koordineres de interne ure i sende- og modtageenhederne af indbyggede mekanismer. For eksempel kan tidsinformation være indlejret i datasignaler. Denne metode kaldes synkronisering med garanterede tilstandsændringer. Blandt synkrone metoder er dette den mest almindelige.

En anden synkron metode er synkronisering ved hjælp af et separat tidssignal, hvor tidsinformation transmitteres mellem sender og modtager på en separat kanal. En anden synkron metode er gating. I dette tilfælde udføres synkronisering ved hjælp af specielle strobeimpulser.

Simplex, halv-duplex og fuld-duplex transmissionsmetoder

Kanalerne, hvorigennem datasignaler transmitteres, kan fungere i en af ​​tre tilstande: simplex, halv-dupleks og fuld-dupleks. Disse metoder adskiller sig i de retninger, signalerne transmitteres i.

Simplex transmission

Som navnet antyder, er dette den enkleste overførselsmetode. Det kaldes nogle gange ensrettet, fordi signaler kun bevæger sig i én retning, ligesom biler på en ensrettet gade (Figur 4.6).

Et eksempel på simplekskommunikation er fjernsyn. Data (tv-programmer) overføres til tv'et. Der sendes ingen signaler fra TV'et tilbage til studiet eller kabelselskabet. TV'et indeholder derfor kun en signalmodtager, men ikke en sender.

I øjeblikket bliver interaktive tv-systemer stadig mere udbredte, hvilket gør det muligt at transmittere signaler ikke kun fra studiet til tv'et, men også i den modsatte retning. De fleste kabelselskaber understøtter dog stadig kun simplex transmission. Dette skabte et alvorligt problem med fremkomsten af ​​internettet. Det eksisterende kabelsystem var kun i stand til at overføre data i én retning, til brugeren.

Denne fejl gør det for eksempel umuligt for en bruger at få adgang til websider, fordi brugerens browser skal sende sin anmodning til webstedet. Kabelselskaber tilbyder to måder at løse dette problem på:

sende brugeranmodninger (som altid er meget kortere end websider) over telefonlinjer, og websider - via tv-kabler;

installere nyt kabeludstyr med to-vejs transmission.

De fleste virksomheder brugte den første metode som et midlertidigt alternativ til den anden, mere avancerede. Hvis du forlader kabeltransmissionssystemet simplex, skal brugeren kun afholde omkostningerne ved at købe kabel- og telefonmodem (med sidstnævntes gennemløb på højst 56 Kbps.) I dette tilfælde skal højhastighedskablets ressourcer kanal vil blive brugt fuldt ud.

Mange kabelselskaber opgraderer hurtigt deres udstyr til at understøtte tovejskommunikation, mens andre stadig kun leverer envejs internetdata over tv-kabel. I disse områder er kunderne tvunget til at bruge både kabel- og analoge modemer, der er tilsluttet telefonlinjen.

Halv duplex transmission

Sammenlignet med simplex er fordelene ved halv-dupleks transmission åbenlyse: signaler kan transmitteres i begge retninger. Desværre er denne vej dog ikke bred nok til, at signaler kan passere i begge retninger på samme tid. I halv-dupleks-metoden transmitteres signaler kun i én retning på et givet tidspunkt (fig. 4.7).

Halv-dupleksmetoden bruges i mange radiokommunikationssystemer, såsom kommunikation med politibiler. I disse systemer kan du tale, mens du trykker på mikrofonknappen, men du kan ikke høre noget. Hvis brugere trykker på mikrofonknapperne i begge ender på samme tid, vil ingen af ​​dem høre noget.

Duplex transmission

Driften af ​​et duplekskommunikationssystem ligner en tovejsgade: biler kan bevæge sig i begge retninger på samme tid (figur 4.8).

Et eksempel på duplex kommunikation er en almindelig telefonsamtale. Begge abonnenter kan tale på samme tid, og hver af dem hører, hvad den anden siger i den anden ende af linjen (selvom det ikke altid er muligt at se, hvad der blev sagt).

Problemer under signaltransmission

De signaler, som computere kommunikerer igennem, er underlagt forskellige interferenser og begrænsninger. Forskellige typer Kabler og transmissionsmetoder har forskellig modtagelighed for interferens.

Elektromagnetisk interferens

Elektromagnetisk interferens er indtrængen af ​​et fremmed elektromagnetisk signal, der forstyrrer formen af ​​det ønskede signal. Når ekstern støj tilføjes til det ønskede signal, kan den modtagende computer ikke fortolke signalet korrekt.

Forestil dig, at du kører i en bil ved siden af ​​en kraftfuld industriinstallation og lytter til radio på samme tid. Et klart og læseligt signal er pludselig dækket af støj og knitren. Dette sker, fordi radiostationens signal suppleres med stærke signaler, der genereres af en installation, der er placeret tættere på end radiostationen. Dette er grunden til, at elektromagnetisk interferens undertiden kaldes støj.

Ganske ofte kommer interferens fra en ukendt kilde. Der er mange enheder, hvor elektriske signaler ikke udfører informationsfunktioner, men er et biprodukt af forskellige produktionsprocesser. Den interferens, de skaber, kan spredes over afstande på op til flere kilometer.

Elektromagnetisk interferens forårsager ikke kun problemer ir. I byer er der mange enheder, der sender og modtager elektromagnetiske signaler: mobiltelefoner, radiokommunikation, tv-sendere og -modtagere. Elektromagnetisk interferens kan forårsage mange problemer, såsom dårlige tv-billeder, flyulykker på grund af kommunikationsfejl med afsenderen, en patients død på grund af funktionsfejl i medicinsk udstyr osv. Der er også langsigtede bivirkninger af elektromagnetisk stråling, for eksempel kan kræft eller leukæmi være forårsaget af langvarig udsættelse for en stærk kilde til elektromagnetiske felter.

Inden for kommunikationsteknologi er uafskærmede kobberledninger særligt følsomme over for elektromagnetisk interferens. Den ydre metalkappe af koaksialkabler beskytter dem i høj grad mod interferens. Den samme funktion udføres af metalskallen på det skærmede snoede par. Uskærmet parsnoet kabel er ret modtageligt for interferens. Fiberoptiske kabler er fuldstændig ufølsomme over for elektromagnetisk interferens, fordi signalerne i dem ikke er elektriske impulser, men en lysstråle. Derfor fungerer fiberoptiske kommunikationskanaler bedst under forhold med stærk elektromagnetisk interferens.

Radiofrekvensinterferens

Radiofrekvensinterferens er forårsaget af signaler fra radiosendere og andre enheder, der genererer signaler ved radiofrekvenser. Disse omfatter også computerprocessorer og skærme. Radiofrekvens anses for at være elektromagnetisk stråling ved frekvenser fra 10 KHz til 100 GHz. Stråling ved frekvenser fra 2 til 10 GHz kaldes også mikrobølgestråling.

Påvirkningen af ​​radiofrekvensinterferens elimineres ved hjælp af støjfiltre, der anvendes i forskellige typer netværk.

Crosstalk

Denne type interferens omfatter signaler fra ledninger placeret i en afstand af flere millimeter fra hinanden. Elektrisk strøm, der strømmer gennem en ledning, skaber et elektromagnetisk felt, som genererer signaler i en anden ledning i nærheden. Ganske ofte, når du taler i telefon, kan du høre andres dæmpede samtaler. Årsagen til dette er krydstale.

Crosstalk reduceres kraftigt ved at sno de to ledninger sammen, som man gør med parsnoede kabler. Jo flere drejninger der er pr. længdeenhed, jo mindre påvirkning af interferens. Brugen af ​​fiberoptisk kabel eliminerer fuldstændigt dette problem. Du kan placere så mange optiske fibre, som du vil inde i en skal, og de vil ikke forstyrre hinanden, fordi signalerne i dem ikke er elektriske impulser, men lysstråler.

Signaldæmpning

Når elektriske signaler passerer gennem kablet, bliver de svagere. Jo større afstanden er til kilden, jo svagere er signalet. Det er ikke svært at forestille sig dette ved at forestille sig, at du forsøger at sige noget til en person, der er et stykke væk fra dig. Hvis han er 5 meter væk, så vil han høre din stemme (signal) tydeligt og højt, men hvis han er 50 meter væk, vil han have svært ved at forstå, hvad du råber til ham om. Denne svækkelse af signalet med afstand kaldes signaldæmpning.

Dæmpning er grunden til, at forskellige netværksarkitekturspecifikationer angiver en grænse for kabellængde. Hvis denne begrænsning overholdes, vil dæmpningseffekten ikke påvirke den normale drift af kommunikationskanalen.

Efterhånden som frekvensen stiger, stiger dæmpningen, fordi jo højere frekvensen af ​​signalet er, jo mere intens er spredningen af ​​dets elektromagnetiske energi til det omgivende rum. Når frekvensen stiger, bliver selve ledningen fra en signalbærer til en antenne, hvorved dens energi spredes ud i rummet.

Signaler i et fiberoptisk kabel er også udsat for dæmpning. De to hovedårsager er absorption af lysstrålen af ​​urenheder i glasset og spredning af strålen på grund af små ændringer i den optiske tæthed af glasset, der dannes under fremstillingen. Fiberoptiske kabler kan dog transmittere et signal over en meget større afstand end kobberkabler uden at reducere dens effekt til uacceptable niveauer.

Båndbredde

Kommunikationsbåndbredde måles normalt i megabit per sekund (Mbps). På gennemløb påvirkes af signalets rækkevidde, typen af ​​medie og den afstand, som signalet transmitteres over.

Begreberne høj og lav gennemstrømning er meget relative. For eksempel virker lOBaseT Ethernet-gennemstrømningen på 10 Mbps meget høj sammenlignet med gennemstrømningen af ​​et telefonmodem (50 Kbps), mens den samtidig virker trist lav sammenlignet med Gigabit Ethernet (1 Gbps) eller højhastigheds-wide area-netværk forbindelser som SONET og ATM.

Et vigtigt kriterium ved valg af kabeltype og netværksarkitektur er den nødvendige (både nu og i fremtiden) båndbredde.

Planlægning af netværksvækst

På netværksplanlægningsstadiet er det nødvendigt at huske, at båndbredde er en ressource, der altid er utilstrækkelig. Indkøb af udstyr med højere gennemløb, end der aktuelt er behov for er god investering kapital: yderligere omkostninger vil helt sikkert betale sig.

Computer- og kommunikationsteknologier udvikler sig i et hastigt tempo. I 1980'erne havde typiske WAN-links en kapacitet på 10 Kbps, og lokale netværk havde en kapacitet på 2,5 Mbps. Dengang var der ingen, der forestillede sig, at det en dag ville være nødvendigt at transmittere noget med en hastighed på over 100 Mbit/s. eksisterer endnu ikke.

At lægge et kabel med øget båndbredde er meget nemmere og billigere end at udskifte kablet med et nyt Lad os sige, at du installerer et 10BaseT-netværk, hvortil et Kategori 3-kabel med en båndbredde på 10 Mbit/s er tilstrækkeligt. Ved at købe et Kategori 3-kabel i stedet for et Kategori 5-kabel sparer du nogle få dollars. Men om nogle år, når du skal opgradere dit netværk til 100 Mbps (og det vil næsten helt sikkert ske), bliver du nødt til at udskifte alle kabler. Dette vil koste betydeligt mere, end hvis du købte og installerede Kategori 5-kabel direkte.

Netværksadgangsmetoder

Der er flere forskellige adgangsmetoder, der passer til forskellige netværksarkitekturer og topologier. De mest udbredte metoder er:

passerer markøren (relæadgang);

anmode om prioriteringer.

CSMA/CD metode

I øjeblikket er den mest almindelige metode til LAN-adgangskontrol CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Populariteten af ​​CSMA/CD-metoden skyldes i høj grad, at den bruges i den i øjeblikket mest almindelige Ethernet-arkitektur.

Dette er en meget hurtig og effektiv metode til at give adgang til et Ethernet-kabel. For at forstå, hvordan det virker, lad os se på fragmenterne af dets navn separat.

Mediekontrol. Når en computer skal til at overføre data til et netværk ved hjælp af CSMA/CD-metoden, skal den først kontrollere, om en anden computer transmitterer sine data over det samme kabel på samme tid. Med andre ord, tjek mediets status: om det er optaget af at overføre andre data.

Multiple adgang. Det betyder, at flere computere kan begynde at overføre data til netværket på samme tid.

Opdagelse af konflikter. Dette er hovedopgaven for CSMA/CD-metoden. Når computeren er klar til at sende, kontrollerer den mediets status. Hvis kablet er optaget, sender computeren ikke signaler. Hvis computeren ikke hører andres signaler i kablet, begynder den at sende. Det kan dog ske, at to computere lytter til kablet og, uden at de registrerer signaler, begynder at sende begge samtidigt. Dette fænomen kaldes signalkollision.

Når i netværkskabel signaler konflikt, datapakker ødelægges. Alt er dog ikke tabt. I CSMA/CD-metoden venter computere i en tilfældig periode og sender derefter de samme signaler igen. Hvorfor skal tidsperioden være tilfældig? Hvis begge computere venter et bestemt fast antal millisekunder, kan deres ventetider falde sammen, og alt vil gentage sig igen. Den computer, der er den første til at gentage transmissionen af ​​pakken (som tilfældigt har en kortere tidsperiode) "vinder" adgang til netværket i et spil roulette.

Sandsynligheden for konflikter er lav, da de kun opstår, hvis begyndelsen af ​​pakkerne matcher, dvs. meget korte perioder. Fordi signaler transmitteres ved høje hastigheder (10 eller 100 Mbps i Ethernet), forbliver ydeevnen høj.

Implementeringen af ​​CSMA/CD-metoden er defineret af IEEE 802.3-specifikationerne.

CSMA/CA metode

Navnet på metoden står for Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance.

CSMA/CA er en mere "tillidsløs" metode. Hvis computeren ikke finder andre signaler i kablet, konkluderer den ikke, at stien er fri, og du kan sende dine dyrebare data. I stedet sender computeren først en anmodning om at sende signal - RTS (Request to Send). Ved at gøre dette meddeler han andre computere, at han har til hensigt at begynde at overføre data. Hvis en anden computer gør det samme på samme tid, vil der være en konflikt mellem signaler, ikke datapakker. På denne måde kan datapakker aldrig kollidere. Dette kaldes konfliktforebyggelse.

Ved første øjekast er konfliktforebyggelsesmetoden meget mere avanceret end konfliktdetekteringsmetoden. Dens ydeevne er dog lavere på grund af det faktum, at det ud over dataene er nødvendigt at sende KTS-signaler, hvoraf langt de fleste er unødvendige. Faktisk fordobles antallet af signaler, der ankommer på kablet, næsten.

CSMA/CA-metoden bruges i AppleTalk-netværk.

Sender et token

Findes der en adgangsmetode, der virker uden signalkollisioner overhovedet? Sådan en metode findes: det er en token-passer metode.

Token-overførselsmetoden er ikke-konkurrerende. I denne metode kan to computere ikke begynde at sende et signal på samme tid. Metoden fungerer som et seminar, hvor deltageren ikke kan begynde at tale, før han får ordet. Ligeledes sender en computer på et token-passer-netværk ikke, før tokenet overføres til det.

Introduktion

Formålet med dette arbejde er at overveje fordelene ved digital teknologi og deres årsager.

Digitale teknologier er som sådan baseret på at repræsentere signaler i diskrete strimler af analoge niveauer, snarere end som kontinuerligt spektrum. Alle niveauer inden for et bånd repræsenterer den samme signaltilstand.

Siden slutningen af ​​90'erne af forrige århundrede har det været almindeligt accepteret, at fremtiden ligger med digitale teknologier. I dette arbejde vil jeg forsøge at fremhæve hovedårsagerne og teserne for dette synspunkt.

1. Analogt signal

Et analogt signal er et datasignal, hvor hver af de repræsenterende parametre er beskrevet af en funktion af tid og et kontinuerligt sæt af mulige værdier. Sådanne signaler er beskrevet kontinuerlige funktioner tid, hvorfor et analogt signal nogle gange kaldes et kontinuerligt signal.

Egenskaberne ved analoge signaler afspejler stort set deres kontinuitet:

· Fraværet af klart skelnelige diskrete signalniveauer gør det umuligt at anvende informationsbegrebet i den form, som det forstås i digitale teknologier til at beskrive det. "Mængden af ​​information" indeholdt i én aflæsning vil kun være begrænset af måleinstrumentets dynamiske område.

· Ingen redundans. Af kontinuiteten af ​​værdirummet følger det, at enhver støj, der indføres i signalet, ikke kan skelnes fra selve signalet, og derfor kan den oprindelige amplitude ikke gendannes. I virkeligheden er filtrering mulig, for eksempel ved hjælp af frekvensmetoder, hvis nogle Yderligere Information om egenskaberne af dette signal (især frekvensbåndet).

Lad os overveje denne type signal ved hjælp af et simpelt eksempel. Under en samtale udsender vores stemmebånd en vis vibration af varierende tonalitet (frekvens) og lydstyrke (lydsignalniveau). Denne vibration, der har rejst en vis afstand, kommer ind i det menneskelige øre og påvirker der den såkaldte auditive membran. Denne membran begynder at vibrere med samme frekvens og vibrationsstyrke, som vores lydledninger udsendte, med den eneste forskel, at vibrationsstyrken svækkes noget på grund af at overvinde afstanden.

Så transmissionen af ​​taletale fra en person til en anden kan trygt kaldes analog signaltransmission, og det er derfor.

Pointen her er, at vores stemmebånd udsender den samme lydvibration, som det menneskelige øre selv opfatter (det vi siger, er det, vi hører), det vil sige transmitteret og modtaget lydsignal, har en lignende pulsform og det samme frekvensspektrum af lydvibrationer, eller med andre ord "lignende" lydvibrationer.

Lad os nu se på et mere komplekst eksempel. Og for dette eksempel, lad os tage et forenklet diagram af en telefon, det vil sige den telefon, som folk brugte længe før fremkomsten af ​​mobilkommunikation.

Under en samtale overføres talelydsvibrationer til håndsættets følsomme membran (mikrofon). Derefter, i mikrofonen, omdannes lydsignalet til elektriske impulser, og går derefter gennem ledninger til den anden håndsæt, hvor det elektriske signal ved hjælp af en elektromagnetisk transducer (højttaler eller øretelefon) konverteres tilbage til et lydsignal.

I ovenstående eksempel, igen, " analog» signalkonvertering. Det vil sige, at lydvibration har samme frekvens som frekvensen af ​​den elektriske impuls i kommunikationslinjen, og også lyd og elektriske impulser har en lignende form (det vil sige lignende).

I programmet TV-signal, selve det analoge radio-tv-signal har nok kompleks form puls, samt en ret høj frekvens af denne puls, fordi den transmitterer både lydinformation og video over lange afstande.

2. Digitalt signal

Et digitalt signal er et datasignal, hvor hver af de repræsenterende parametre er beskrevet af en diskret tidsfunktion og et endeligt sæt af mulige værdier.

Signalerne er diskrete elektriske eller lysimpulser. Med denne metode bruges hele kommunikationskanalens kapacitet til at transmittere ét signal. Det digitale signal bruger hele kabelbåndbredden. Båndbreddeer forskellen mellem den maksimale og minimale frekvens, der kan transmitteres over kablet. Hver enhed på sådanne netværk sender data i begge retninger, og nogle kan modtage og transmittere samtidigt. Smalbåndssystemer transmitterer data som et digitalt signal med en enkelt frekvens.

Et diskret digitalt signal er sværere at transmittere over lange afstande end et analogt signal, så det skal det først være modulerepå sendersiden og demoduler på informationsmodtagersiden. Brugen af ​​algoritmer til kontrol og gendannelse af digital information i digitale systemer kan øge pålideligheden af ​​informationstransmission markant.

Man skal huske på, at et rigtigt digitalt signal er analogt i sin fysiske natur. På grund af støj og ændringer i parametrene for transmissionslinjer har den fluktuationer i amplitude, fase/frekvens af polarisering. Men dette analoge signal (puls og diskret) er udstyret med egenskaberne for et tal. Som et resultat bliver det muligt at bruge numeriske metoder (computerbehandling) til at behandle det.

For eksempel, "digitalt signal", lad os tage princippet om at overføre information ved hjælp af den ret velkendte "morsekode". For dem, der ikke er bekendt med denne type overførsel af tekstinformation, vil jeg kort forklare det grundlæggende princip nedenfor.

Tidligere, da signaltransmission over luften (ved hjælp af et radiosignal) netop var ved at udvikle sig, tillod de tekniske muligheder for at sende og modtage udstyr ikke at sende et talesignal over lange afstande. Derfor blev tekstinformation brugt i stedet for taleinformation. Da teksten består af bogstaver, blev disse bogstaver transmitteret ved hjælp af korte og lange impulser af et tonalt elektrisk signal.

Denne transmission af tekstinformation blev kaldt transmission af information ved hjælp af morsekode.

Tonesignalet havde på grund af dets elektriske egenskaber en større gennemstrømning end talesignalet, og som et resultat øgedes rækkevidden af ​​sende- og modtageudstyret.

Informationsenhederne i en sådan signaltransmission blev konventionelt kaldt "prik" og "bindestreg". Så kort nyt signal betød en prik, og en lang tone betød en tankestreg. Her bestod hvert bogstav i alfabetet af et bestemt sæt prikker og bindestreger. For eksempel brevet ENblev udpeget af kombinationen" .- " (prikkestreg) og bogstavet B " - … "(streg-punkt-punkt-punkt) og så videre.

Det vil sige, at den transmitterede tekst blev kodet ved hjælp af prikker og bindestreger i form af korte og lange segmenter af et tonesignal. Hvis ordene "MORSE CODE" er udtrykt ved hjælp af prikker og bindestreger, vil det se sådan ud:

Det digitale signal er baseret på et meget lignende princip for kodning af information, kun informationsenhederne i sig selv er forskellige.

Ethvert digitalt signal består af den såkaldte " binær kode" Her bruges logisk 0 (nul) og logisk 1 (én) som informationsenheder.

Hvis vi tager en almindelig lommelygte som eksempel, så hvis du tænder for den, vil det tilsyneladende betyde en logisk, og hvis du slukker den, vil det betyde et logisk nul.

I digitale elektroniske kredsløb anses logiske enheder 1 og 0 for at være et vist niveau elektrisk spænding i volt. Så for eksempel vil en logisk en betyde 4,5 volt, og et logisk nul vil betyde 0,5 volt. Naturligvis, for hver type digitalt mikrokredsløb, er spændingsværdierne for logisk nul og en forskellige.

Ethvert bogstav i alfabetet, som i eksemplet med morsekoden beskrevet ovenfor, i digital form, vil bestå af et vist beløb nuller og ettaller, placeret i en bestemt rækkefølge, som igen er inkluderet i pakker af logiske impulser. Så for eksempel vil bogstavet A være en pakke af impulser, og bogstavet B vil være en anden pakke, men i bogstavet B vil rækkefølgen af ​​nuller og ettere være anderledes end i bogstavet A (det vil sige en anden kombination af arrangementet af nuller og ettaller).

I en digital kode kan du kode næsten enhver form for transmitteret elektrisk signal (inklusive analogt), og det er lige meget, om det er et billede, videosignal, lydsignal eller tekstinformation, og du kan transmittere disse typer signaler næsten samtidigt (i en enkelt digital strøm).

3. Analoge enheder

Med elektricitetens fremkomst havde folk mulighed for at bruge udstyr drevet af strøm. Hver dag dukkede flere og flere nye enheder op, videnskaben udviklede sig, teknologien blev forbedret. Dengang blev alle opfindelser betragtet som analoge. Ordet "analog" betød, at enheden fungerer analogt med noget. For at gøre det klarere, lad os overveje en måleenhed. Lad os sige, at du skal bygge en graf over målinger, selve måledataene er kendte. Instrumentet vil først udlede en ligning fra de kendte data, der beskriver grafens opførsel, og derefter forsøge at konstruere grafen. Det fungerer i analogi med en ligning og overholder strengt dets love. Og hvor præcist ligningen beskriver grafen er ikke vigtigt for enheden. Således er analoge elektroniske enheder enheder til forstærkning og behandling af analoge elektriske signaler, lavet på basis af elektroniske enheder. Der er to store grupper, som analoge elektroniske enheder kan klassificeres i:

· Forstærkere er enheder, der ved hjælp af energien fra en strømkilde danner et nyt signal, der er i form en mere eller mindre nøjagtig kopi af det givne, men overskrider det i strøm, spænding eller effekt.

· Forstærker-baserede enheder er hovedsageligt konvertere af elektriske signaler og modstande.

Elektriske signalomformere (aktive analoge signalbehandlingsenheder) er lavet på basis af forstærkere, enten ved direkte at bruge sidstnævnte med specielle feedback-kredsløb eller ved at modificere dem på en eller anden måde. Disse omfatter enheder til at summere, subtrahere, logaritme, antilogaritme, filtrering, detektering, multiplikation, dividering, sammenligning osv. Modstandsomformere er baseret på forstærkere med feedback. De kan transformere størrelsen, typen og arten af ​​modstand. De bruges i nogle signalbehandlingsenheder. En særlig klasse består af alle slags generatorer og relaterede enheder.

4. Digitale enheder

Digitale er måleinstrumenter, der automatisk genererer diskrete signaler af måleinformation og giver aflæsninger i digital form. Under diskretforstå signaler, hvis værdier er udtrykt ved antallet N af impulser. Et system af regler til at repræsentere information ved hjælp af diskrete signaler kaldes en kode. Diskrete signaler, i modsætning til kontinuerlige, har kun et begrænset antal værdier, bestemt af den valgte kode.

De vigtigste og obligatoriske funktionsenheder for elektroniske digitale måleinstrumenter er analog-til-digital-omformere, hvor den målte analoge, dvs. kontinuerligt i tid konverteres den fysiske størrelse X automatisk til en ækvivalent digital kode, samt digitale udlæsningsanordninger, hvor de modtagne kodesignaler N omdannes til digitale symboler decimalsystem notationer, der er praktiske for visuel perception. Den digitale form for præsentation af måleresultatet, sammenlignet med den analoge, fremskynder aflæsningen og reducerer sandsynligheden for subjektive fejl væsentligt. Da de fleste digitale måleinstrumenter indeholder foreløbige analoge omformere designet til at ændre skalaen af ​​den målte inputværdi x eller konvertere den til en anden værdi Y = f(x), hvilket er mere bekvemt for den valgte kodningsmetode, så i det generelle tilfælde er blokdiagrammet for enheden er præsenteret i form af fig.

Strukturordning digitalt måleinstrument

Moderne digitale instrumenter indeholder analog-til-digital-konvertere, der er i stand til at producere hundredvis eller flere konverteringer i sekundet, hvilket gør det muligt at optage hurtigt forekommende fysiske processer og nemt forbinde forskningsobjekter med en computer. Digitale enheder er et nyt trin i udviklingen af ​​teknologi, der fungerer ved hjælp af digitale data.

For klarhedens skyld, lad os overveje det samme tilfælde - du skal bygge en graf baseret på givne målinger. Enheden vil ikke oprette en ligning, den vil opdele grafen i små stykker, og ud fra de kendte data beregne koordinaterne for hver brik. Derefter vil enheden plotte hvert stykke i henhold til de opnåede koordinater, og på grund af det faktum, at der er et stort antal sådanne stykker, vil de repræsentere en kontinuerlig graf. Sådan fungerer det digital teknologi.

5. De vigtigste fordele ved digitale instrumenter frem for analoge

Et digitalt signal har på grund af dets elektriske egenskaber (som i eksemplet med et tonesignal) en større informationsoverførselskapacitet end et analogt signal. Et digitalt signal kan også transmitteres over en større afstand end et analogt, uden at det forringer kvaliteten af ​​det transmitterede signal. For eksempel kan et kontinuerligt lydsignal, der transmitteres som en sekvens af 1'ere og 0'ere, rekonstrueres uden fejl, forudsat at transmissionsstøjen ikke var tilstrækkelig til at forhindre identifikation af 1'erne og 0'erne En times musik kan lagres på en cd med ca 6 milliarder binære cifre. Dette gælder især for nylig i betragtning af den enorme vækst overførte oplysninger(stigning i antallet af tv- og radiokanaler, stigning i antallet af telefonabonnenter, stigning i antallet af internetbrugere og hastigheden på internetlinjerne).

Lagring af information i digitale systemer er nemmere end i analoge. Digitale systemers støjimmunitet gør det muligt at lagre og hente data uden korruption. I et analogt system kan ældning og slid forringe den registrerede information. I det digitale, så længe den samlede interferens ikke overstiger et vist niveau, kan information gendannes helt nøjagtigt.

Digitale systemer med computerstyret kan styres via software, tilføje nye funktioner uden at erstatte hardware. Ofte kan dette gøres uden involvering af producenten gennem en simpel opdatering software produkt. Denne funktion giver dig mulighed for hurtigt at tilpasse dig til skiftende krav. Derudover er det muligt at bruge komplekse algoritmer, som er umulige i analoge systemer eller gennemførlige, men kun til meget høje omkostninger.

Ved udsendelse af et digitalt tv-signal vil seeren ikke længere se en sådan fejl som "billedet er snedækket", som det var tilfældet i det analoge signal med dårlig modtagelse. I den digitale transmission af tv-kanaler kan billedkvaliteten kun være god, eller der vil slet ikke være noget billede, hvis modtagelsen er dårlig (det vil sige enten ja eller nej).

Angående digital transmission telefonsamtaler, så her, med god kvalitet Både en hvisken og et skrig, både lave toner og høje toner kan overføres, og det er lige meget, hvor langt telefonabonnenterne befinder sig.

Digital teknologi har altid været analog teknologi overlegen med hensyn til nøjagtighed. Lad os f.eks. sammenligne analoge og digitale stemmeoptagere. Hvis du har brug for at optage stemmeinformation, vil en digital enhed klare opgaven bedre end en analog. Dette vil kunne mærkes i optagekvaliteten. Faktum er, at en analog optager ikke gengiver information så præcist, vil støj blive blandet ind i optagelsen, mens en digital optager vil filtrere unødvendig støj fra, og lyden vil derfor være mere troværdig.

Digital teknologi er mindre. Enhederne er bygget på mikrokredsløb, der er i stand til at udføre additions- og subtraktionsoperationer på tal, deraf deres lille størrelse. Data moderne enheder I modsætning til analoge kan de hurtigt behandles af computere. Naturligvis kan analoge data også placeres i en computer, men den skal først oversætte dem til "sin" digitale sprog.

Digital teknologi er mere økonomisk og holder længere. Mikrokredsløb bruger mindre energi og kan fungere korrekt i lang tid, mens mekanisk udstyr hurtigt vil svigte.

Digitale enheder kan også prale af:

· Lille fejl. Nøjagtigheden af ​​analoge instrumenter er begrænset af fejlene i måletransducerne, selve målemekanismen, skalafejl osv.

· Høj ydeevne (antal målinger pr. tidsenhed);
Ved måling af tidsvarierende mængder spiller ydeevne en vigtig rolle. Hvis indikering af forudsætninger ikke kræver høj hastighed, da operatørens muligheder, der arbejder med dem, er begrænsede, bliver kravet om hastighed tværtimod vigtigt, når der behandles information ved hjælp af computere, som digitale enheder ofte er forbundet til.
· Fraværet af en subjektiv fejl i aflæsninger af måleresultatet - subjektive fejl forbundet med karakteristika ved menneskeligt syn, på grund af parallakse, på grund af øjets opløsning.

6. Digitalt filter

Digitalt filter - i elektronik, ethvert filter, der behandler et digitalt signal for at fremhæve og/eller undertrykke visse frekvenser af dette signal. I modsætning til et digitalt filter beskæftiger et analogt filter sig med et analogt signal, dets egenskaber ikke-diskret, følgelig afhænger overførselsfunktionen af ​​de indre egenskaber af dets bestanddele.

Fordelene ved digitale filtre frem for analoge er:

· Høj nøjagtighed (nøjagtigheden af ​​analoge filtre er begrænset af elementtolerancer).

· Stabilitet (i modsætning til et analogt filter afhænger overførselsfunktionen ikke af afdriften af ​​elementernes egenskaber).

· Fleksibilitet i konfigurationen, nem ændring.

· Kompakthed - et analogt filter ved en meget lav frekvens (f.eks. fraktioner af en hertz) ville kræve ekstremt omfangsrige kondensatorer eller induktorer.

Men der er også ulemper:

· Svært ved at arbejde med højfrekvente signaler. Frekvensbåndet er begrænset af Nyquist-frekvensen, som er lig med halvdelen af ​​signalsamplingsfrekvensen. Derfor bruges analoge filtre til højfrekvente signaler, eller hvis høje frekvenser der er intet brugbart signal, først undertrykker de højfrekvente komponenter ved hjælp af et analogt filter og behandler derefter signalet med et digitalt filter.

· Svært ved at arbejde i realtid - beregninger skal udføres inden for prøvetagningsperioden.

· Høj nøjagtighed og højhastighedssignalbehandling kræver ikke kun en kraftig processor, men også yderligere, muligvis dyr, hardware i form af højpræcision og hurtige analog-til-digital-konvertere.

7. Analog-til-digital konverter

Som regel, analog-til-digital konverter - Elektronisk apparat, konvertering af spænding til binær digital kode. Nogle ikke-elektroniske enheder med digital udgang bør dog også klassificeres som denne type, for eksempel nogle typer vinkel-til-kode-konvertere. Den enkleste single-bit binære konverter er en komparator.

ADC opløsning- den mindste ændring i størrelsen af ​​det analoge signal, der kan konverteres af denne enhed, er forbundet med dens bitkapacitet. Ved en enkelt måling uden hensyntagen til støj, er opløsningen direkte bestemt af konverterens bitkapacitet.

ADC kapacitetkarakteriserer antallet af diskrete værdier, som konverteren kan producere ved udgangen. I binære enheder måles det i bits, i ternære enheder måles det i trits. For eksempel er en binær 8-bit konverter i stand til at producere 256 diskrete værdier (0...255), da . Ternær 8-bit er i stand til at producere 6561 diskret værdi, fordi .

Konverteringsfrekvensnormalt udtrykt i antal pr. sekund. Moderne ADC'er kan have en kapacitet på op til 24 bit og en konverteringshastighed på op til en milliard operationer i sekundet (selvfølgelig ikke samtidigt). Jo højere hastighed og bitkapacitet, jo sværere er det at opnå de nødvendige egenskaber, jo dyrere og mere kompleks er konverteren. Konverteringshastighed og bitdybde er relateret til hinanden på en bestemt måde, og vi kan øge den effektive konverteringsbitdybde ved at ofre hastigheden.

Kvantiseringsstøj- fejl, der opstår ved digitalisering af et analogt signal. Afhængig af type analog-til-digital konvertering kan opstå på grund af afrunding (til et bestemt ciffer) af signalet eller trunkering (kassering af lavordenscifre) af signalet.

For at sikre sampling af et 100 kHz sinusformet signal med en fejl på 1 %, skal ADC-konverteringstiden være 25 ns. Samtidig er det ved at bruge en sådan højhastigheds-ADC grundlæggende muligt at sample signaler med en spektrumbredde på omkring 20 MHz. Prøvetagning ved hjælp af selve enheden fører således til en mærkbar uoverensstemmelse mellem kravene mellem ADC-hastigheden og prøvetagningsperioden. Denne uoverensstemmelse kan nå op på 2...3 størrelsesordener og øger i høj grad omkostningerne og kompleksiteten af ​​samplingsprocessen, da selv for smalbåndssignaler kræver det forholdsvis højhastighedskonvertere. For en relativt bred klasse af hurtigt skiftende signaler løses dette problem ved at bruge sample-and-hold-enheder, der har en kort blændetid.

8. Digital og analog kopiering

Siden slutningen af ​​90'erne har markedet for storformat kopimaskiner og tekniske systemer Der er en klar tendens til overgang fra analog til digital teknologi. I dag har de fleste producenter ændret deres produktlinje. Mange af dem har helt opgivet produktionen af ​​analoge kopimaskiner.

Tendensen mod digital teknologi er fuldstændig forståelig. For det første løser mange virksomheder, der ønsker at følge med tiden og være konkurrencedygtige, problemet med at konvertere dokumentflow til elektronisk form. For det andet stiger kravene til kvaliteten af ​​dokumenter, hvilket bestemmer virksomhedens image i partneres og kunders øjne.

I denne henseende har multifunktionel digital teknologi betydelige fordele i forhold til analog teknologi, først og fremmest på grund af selve principperne for digital og analog kopiering.

Fordele:

· Mulighed for tilslutning til en computer

· Digital teknologi kan ikke kun kopiere dokumenter, men også printe filer fra en computer, samt scanne originaler og konvertere dem til elektronisk form, for eksempel til lagring i et elektronisk arkiv. Analoge enheder kan kun kopiere.

· Kopikvalitet

· Digital teknologi giver dig mulighed for at opnå kopier af højere kvalitet, da filen, der scannes ind i enhedens hukommelse, kan behandles digitalt. Den mest nyttige brug af denne funktion er at rydde baggrunden, når du kopierer tegninger. Derudover understøtter digitale kameraer fototilstand og gengiver gråtoner og halvtoner meget bedre. Når du kopierer farvebilleder, kan digitale maskiner skelne mellem forskellige farver ved at udskrive dem i forskellige grå nuancer.

· Ud over dette bruger digital teknologi ikke optik, der transmitterer lys reflekteret fra originalen til fototromlen. Denne optik til analoge enheder kræver regelmæssig vedligeholdelse, da den samler støv, hvilket også påvirker kvaliteten af ​​udskrifterne.

· Bred funktionalitet

· Digital behandling af originalen gør det ikke kun muligt at forbedre kvaliteten af ​​kopier, men også at transformere originalen, for eksempel skalering, anvendelse af inversion, negativ osv.

· Pålidelighed

· Den højere pålidelighed af digital teknologi er forbundet ikke kun med fraværet af optik og en baggrundsbelysningslampe, som skal ændres regelmæssigt, men også med en anden metode til replikering. Når du laver et tryk på en analog maskine, skal originalen ikke kun trækkes i scanningsretningen, men også returneres til udgangsposition inden næste eksemplar. Den digitale maskine fremfører originalen én gang, husker den og producerer derefter kopier og udskriver kopier fra hukommelsen.

9. Digitalt og analogt musikudstyr

I lang tid nu, i vores tid med digital teknologi, er vi holdt op med at tænke på, hvor mere bekvemme digitale hardwareressourcer er sammenlignet med analoge. I princippet, da overgangen fra analogt til digitalt udstyr lige var begyndt, var der megen debat om emnet brugervenlighed, tekniske fordele og omvendt ulemper ved digital fremfor analog. Men nu, fra tid til anden, opstår dette spørgsmål stadig i forskellige situationer, både i forskellige optagestudier og i klubber. Hvad er fordelene? digitalt udstyr før analog, og hvordan er digitalt ringere end ældre designs?

Lad os først kort tale om de principper, som lyddigitalisering er baseret på.

For at konvertere analog lyd til digital, er der analog-til-digital-omformere, det er disse enheder, der er i stand til at konvertere et kontinuerligt analogt signal til en sekvens af individuelle tal, det vil sige at gøre det diskret. Konverteringen foregår som følger: en digital enhed måler amplituden af ​​det analoge signal mange gange i sekundet og udsender resultaterne af disse målinger direkte i form af tal. Samtidig er måleresultatet ikke en nøjagtig analog af et kontinuerligt elektrisk signal. Matchens fuldstændighed afhænger af antallet af målinger og deres nøjagtighed. Frekvensen, hvormed målingerne foretages, kaldes samplinghastigheden, og præcisionen af ​​amplitudemålinger angiver antallet af bits, der bruges til at angive måleresultatet. Denne parameter er bitdybden.

Så konvertering af et analogt signal til et digitalt signal består af to trin: miskreditereefter tid og kvantisering(nivellering) i amplitude. Diskreditering af tid betyder, at signalet er repræsenteret af en række af dets aflæsninger (samples), taget med lige store tidsintervaller. For eksempel, når vi siger, at sample rate (mere almindeligt kaldet sampling rate) er 44,1 kHz, betyder det, at signalet samples 44.100 gange i sekundet. Som regel er hovedspørgsmålet i den første fase af konvertering af et analogt signal til et digitalt (digitalisering) valg af frekvensen af ​​det analoge signal, da kvaliteten af ​​konverteringsresultatet direkte afhænger af dette. Det antages, at frekvensområdet, som en person hører, er fra 20 til 20.000 Hz, og for at et analogt signal kan rekonstrueres nøjagtigt fra dets prøver, skal frekvensen af ​​miskreditering være mindst det dobbelte af den maksimale lydfrekvens. Hvis et rigtigt analogt signal, som efterfølgende vil blive konverteret til digital form, indeholder frekvenskomponenter fra 0 kHz til 20 kHz, skal samplingfrekvensen af ​​et sådant signal således ikke være mindre end 40 kHz. Under miskrediteringsprocessen undergår frekvensspektret af analog lyd meget betydelige ændringer. Når først det er blevet miskrediteret, er det relativt lavfrekvente originale analoge signal en sekventiel tidsserie af meget smalle impulser med varierende amplituder og med et meget bredt spektrum på op til flere megahertz. Derfor er spektret af det diskrediterede signal meget bredere end spektret af det originale analoge signal. Deraf konklusionen: den mest passende digitalisering sker med en øget miskrediteringsfrekvens og med en høj bitdybde.

Driftsprincipperne for analogt udstyr er baseret på kontinuiteten af ​​signalet i det elektriske kredsløb. Årsagen til overgangen af ​​produktionsteknologier fra analog til digital var først og fremmest behovet for at forbedre lydkvaliteten, lagringen og automatiseringen af ​​arbejdsprocessen. Men på samme tid, på grund af komprimeringen af ​​det originale signal efter digitaliseringsprocessen, er CD'en generelt ringere i lydkvalitet end vinyl, da frekvensområdet for det originale signal under analog optagelse undergår stort set ingen ændringer (som for støjreduktion , dette afhænger også af nålene på spillerne). Det er derfor, professionelle foretrækker lyden af ​​vinyl frem for cd'er.

10. Ulemper ved digitale enheder

Jeg vil gerne vie nogle flere ord til ulemperne ved digital teknologi, som kan have stor betydning i masseproduktion.

I nogle tilfælde bruger digitale kredsløb mere strøm end analoge kredsløb til at udføre den samme opgave, hvilket genererer mere varme, hvilket øger kompleksiteten af ​​kredsløbene, for eksempel ved at tilføje en køler. Dette kan begrænse deres brug i bærbare enheder drevet af batterier.

For eksempel bruger mobiltelefoner ofte en laveffekt analog grænseflade til at forstærke og indstille radiosignaler fra en basestation. Basestationen kan dog bruge et strømkrævende, men yderst fleksibelt softwaredefineret radiosystem. Sådan basestationer kan nemt omprogrammeres til at behandle signaler, der bruges i nye cellulære kommunikationsstandarder.

Digitale kredsløb er nogle gange dyrere end analoge.

Det er også muligt at miste information, når et analogt signal konverteres til et digitalt. Matematisk kan dette fænomen beskrives som en afrundingsfejl.

I nogle systemer kan tab eller korruption af ét stykke digitale data fuldstændig ændre betydningen af ​​store datablokke.

Bibliografi

analog digital signal enhed

1. Horowitz P., Hill W. The Art of Circuit Design. I 3 bind: T. 2. Trans. fra engelsk - 4. udg., revideret. og yderligere - M.: Mir, 1993. - 371 s.

Hanzel G.E. Håndbog til beregning af filtre. USA, 1969. / Overs. fra engelsk, red. A.E. Znamensky. M.: Sov. radio, 1974. - 288 s.

. "Digital signalbehandling". L.M. Goldenberg, B.D. Matyushkin - M.: Radio og kommunikation, 1985

Biryukov S.A. Digitale enheder på MOS integrerede kredsløb / Biryukov S.A.-M.: Radio and Communications, 2007.-129 s.: ill. - (Masseradiobiblioteket; hæfte 1132).

Gorbatjov G.N. Chaplygin E.E. Industriel elektronik / Udg. prof. V.A. Labuntsova. - M.: Energoatomizdat, 1988.

Shkritek P. Hjælpevejledning om lydkredsløb: Pr. fra tysk-M. Mir, 1991. - 446 s.: ill.

Shilo V.L. Populær digitale chips: Vejviser / Shilo V.L.-M.: Metallurgi, 2008.-349 s. - (Masseradiobiblioteket; hæfte 1111).

Goldenberg L.M. Puls og digitale enheder: Lærebog for universiteter / Goldenberg L.M.-M.: Kommunikation, 2009.-495 s.: ill..-Bibliografi: s. 494-495.

Bukreev I.N. Mikroelektroniske kredsløb af digitale enheder / Bukreev I.N., Mansurov B.M., Goryachev V.I. - 2. udgave, revideret. og yderligere..-M.: Sov. radio, 2008.-368 s.

Folk skændes stadig om, hvad der er bedre: analog eller digital teknologi. Samtidig erobrer sidstnævnte verden fuldstændigt og uigenkaldeligt. Eksempelvis bød årets filmfestival i Sydney ikke på en eneste film i 35 mm-format – da filmindustrien henter inspiration fra nye teknologier.

Tag et kig på Top 10 musikalske hits ARIA (det officielle diagram for Australian Recording Industry Association): studiebåndoptagere, som indtil for nylig blev betragtet som uundværlige, blev aldrig brugt i indspilningsprocessen af ​​denne musik. Endelig har fotografer længe foretrukket digitale kameraer frem for analoge.

Alle de anførte eksempler er relateret til lagringsmedier, der bruges til at registrere resultaterne af kreativitet. Tidligere gemte forfattere frugterne af deres arbejde på magnetbånd eller film, nu foretrækker de digitale teknologier og relaterede medier.

Kreativitet i dag handler i høj grad om at manipulere de nyeste medier til at fortælle en historie, fremkalde en følelsesmæssig respons, stille spørgsmål, underholde et publikum – alle de ting, kunst skal gøre.

Men i den digitale tidsalder er der flere og flere unge, der er nostalgiske efter gamle analoge medier. Nogle gange grænser en sådan forkærlighed for ting, de aldrig har brugt, til fetichisme.

For kort tid siden overraskede musikeren Jack White alle ved at optage på en vintage 8-spors båndoptager. Og dette er langt fra et enkeltstående tilfælde. Genopstandelsen af ​​"tape"-optagestudier og pladeselskaber, der distribuerer musik på kassetter, overraskede i høj grad musikindustriens stormænd, som anså det analoge format for dødt. Desuden har digital teknologi gjort det muligt at slippe af med tidligere irriterende stoffer (brum, knitren, forvrængning, blink og andre tegn på "varm rørlyd").

Nostalgi for analog

Ikke-linearitet er et moderne mediebegreb, der betyder, at inputsignalet, der kommer ind i en enhed, ikke svarer til outputsignalet.

Enhver medieenhed, der forvrænger signalet i en eller anden grad - komprimering af det dynamiske musikområde i lydoptagelser, slørede konturer af billeder og overdreven mætning af filmrammen visse farver- kan betragtes som ikke-lineær.

Tekniske specialister har altid stræbt efter at slippe af med fejl, og musikproducenter, fotografer og instruktører har lært at inkorporere dem i det kreative produkt. Offentligheden tog det helt naturligt.

Mange musikproducenter optager stadig på film, før de afleverer det til digitalisering. Eller fotografer - først "klikker" de på materialet, og derefter redigerer de billederne i Photoshop.

Waves og Steven Slate Digital skaber software, genskabe så præcist som muligt lydeffekter gamle båndoptagere.

Fascinationen af ​​det analoge format forringer naturligvis ikke på nogen måde fordelene ved digital teknologi. Det retfærdiggør dens kvalitet, endda for meget. På grund af "det digitales triumf" er vi allerede kede af det "støjende", uklare og overmættede med farvebilleder, der er iboende i analoge teknologier. Men samtidig er der ingen, der bestrider høj produktivitet og økonomisk effektivitet digitale formater signalbehandling.

Nogle hobbyfolk forsøger deres bedste for at bevare analog teknologi, der er ved at blive en saga blot for ideens skyld. Andre nyder simpelthen at bruge vintage-udstyr, såsom et polaroid-kamera.

Resten af ​​"retrograderne" simulerer simpelthen "Polaroid"-effekter på smartphones for at tilfredsstille følelsen af ​​nostalgi.

Fremkomsten af ​​langsomme medier

Den stigende interesse for gamle teknologier blandt digitale indfødte minder om fænomenet i slutningen af ​​1980'erne kaldet "langsom mediebevægelse".

Salget af vinylplader vokser. Fordi folk genopdager glæden ved at se en musikers album som et budskab. Hvad med at lytte til selve pladen? Det er et helt ritual: Saml en cirkel af sort plastik, gå langsomt op og placer den forsigtigt i afspilleren.

Musikere har deres egen grund til at elske film. Når de kommer i studiet, ved de, at de skal spille perfekt, for "digitalt bedrag" er ikke tilgængeligt.

Instruktører tager til gengæld udgangspunkt i filmens begrænsninger. Dette lægger ansvar på skuespillernes præstationer for at undgå unødvendige take.

Musikproducenter fungerer også bedre uden kæmpe mængde spor og ubegrænsede muligheder for overlejring af lyd. Se hvad Beatles gjorde på kun 4 numre. I dag er der mindst 96 af dem. Når man lytter til moderne musik, må man tvivle på fordelen ved yderligere 92 numre.

Der er én grund bag kærligheden til gamle teknologier. Dette handler mindre om at tjene penge på retromode og mere om at udfordre den måde, medieindustrien fungerer på. I den analoge verden er du tvunget til at arbejde langsommere. I den digitale virkelighed skal du gøre arbejdet nu.

Gamle medieformater forsvinder ikke. Alt for mange mennesker er interesserede i deres eksistens. Nogen vil forsøge at genvinde den tabte del af overskuddet i kølvandet på retromoden. Nogen vil kaste sig ud i nostalgi og begynde at samle vintageudstyr.

Nogle ting er virkelig fantastiske. For eksempel musikinstrumenter eller optageudstyr: For 40-50 år siden blev de lavet, som om de ville holde, ofte af dyrere materialer end i dag.

08.11.2016

Digitale teknologier ændrer vores vaner, det indre af vores lejligheder, vores livsstil og sproget i vores kommunikation. De vil transformere forretning og regering, underholdning og uddannelse, videnskab og medicin. De har markant ændret mennesket selv, især i socioøkonomiske og kulturelle aspekter. Hver tredje indbygger på vores planet har med sig mobiltelefon og på steder, hvor kommunikationen "ikke er særlig god", har vi brug for forstærkning af cellulær kommunikation og retningsbestemte antenner. Alle større antal Vi bruger timer "i det digitale rum" på internettet og bruger mindre og mindre tid til medier som tv og radio. Papirmedier bliver erstattet af elektroniske. Et stigende antal metropassagerer læser ikke traditionelle bøger, men elektroniske versioner downloadet fra internettet.

Digital teknologi, som vi kender den i dag, har radikalt ændret både vores forretning og vores personlige liv. Datalagring og -transmission er blevet mere effektiv. Internettet, især siden oprettelsen af ​​WWW, giver menneskeheden mulighed for at skabe og dele information og viden på globalt plan.

Digital, usynlig og allestedsnærværende

Det næste skridt i den digitale revolution vil være den allestedsnærværende af digital teknologi. Vores kameraer og MP3-afspillere, elektroniske notesbøger og mobiltelefoner minder i stigende grad om lommecomputere, og de tilegner sig mulighederne for videooptagelse, lydoptagelse og højhastighedsdataoverførsel.

Tekniske innovationer baseret på de mest forskellige teknologier, herunder radioidentifikation og radiosensorer, ændrer mønstre for menneskelig eksistens i vores digitale tidsalder. Information og kommunikationsevner blive usynlig og allestedsnærværende.

Teorien om fremtidens "omnipresence of computers" af Mark Weiser - tidligere chefforsker ved Xerox Palo Alto Research Center - siger, at de mest kraftfulde, avancerede og dybtgående teknologier er "dem, der forsvinder, væver sig ind i hverdagslivet indtil de opløses i hende." Ifølge denne udtalelse vil alle vores velkendte ting snart blive til miniaturecomputere. Og dette er ikke fiktion. Man skal blot være opmærksom på tendenserne i skiftende generationer af computere. De bliver ikke bare mindre. De bliver flere og flere og mere og mere uerstattelige. At løse mange problemer vil ikke længere kræve menneskelig indgriben, og teknologier, der var så mærkbare i går, vil forsvinde fra vores syn i morgen. Samtidig vil de mest hverdagslige ting overalt i vores miljø have evnen til at behandle information.

For to et halvt årti siden var computere, der betjener snesevis af mennesker, almindelige. Så kom den personlige computer, en maskine pr. person, og nu er vores samfund i overgangsfasen til allestedsnærværende computing, med flere digitale enheder, der betjener én person. Figur 2, taget fra Mark Weisers artikel "The 21st Century Computer", illustrerer fremkomsten af ​​æraen med udbredt computerisering. Det viser stadierne af vækst, mætning og tilbagegang for tre generationer af computere.

Nye vektorer for netværksudvikling

Den længe forudsagte digitale konvergens er ved at blive en realitet på mange områder af livet. I løbet af de sidste to årtier har telefonkommunikationen ændret sig til ukendelighed. Trådløs telefoni er blevet udbredt. Samtidig ophører telefonen med kun at være et middel til talekommunikation. Datatrafik i kommunikationsnetværk vokser meget hurtigere end taletrafik. Og mens mobiloperatører bestræbe sig på at klemme maksimalt udbytte Fra stemmekommunikation forsøger operatører af andre tjenester - Voice over Internet Protocol (VoIP) - at minimere denne fordel.

VoIP-teknologien skylder sin voksende popularitet til mange fordele, som tilsammen udgør en yderst attraktiv kommunikationsmetode for mange kategorier af brugere - fra husmødre til transkontinentale virksomheder. VoIP-opkald er ofte gratis eller i det mindste billigere end almindelig telefoni. Brugere kan ringe til modtageren fra hvor som helst med internetadgang og bruge en række forskellige yderligere tjenester, såsom viderestilling, videoopkald, konferenceopkald, fildeling osv.

VoIP-tjenester har eksisteret siden 90'erne. Deres udbredte udbredelse er dog blevet mærkbar relativt for nylig. Blandt de mest kendte tjenester rettet mod specifikke forbrugere er Skype.

Skype er en tjeneste, hvorigennem du kan bruge et særligt computerprogram til at foretage gratis opkald til andre Skype-abonnenter rundt om i verden. Hvis abonnenter har Skype webcams giver dig mulighed for at organisere videokonferencer. Du kan også ringe til almindelige fastnettelefoner og mobiltelefoner til meget lave takster. Skype inkluderer funktionerne til instant messaging-systemer, samtidig med at du kan organisere chats med op til 100 personer på samme tid og gemme de modtagne oplysninger.

Skype blev lanceret i 2003 og blev et par år senere opkøbt af eBay, verdens største online auktionsside. Tilføjelsen af ​​Skype til eBay fik flere andre store virksomheder til at begynde at eksperimentere med internettelefoni. Således købte Microsoft for nylig VoIP-virksomheden Teleo, Yahoo! købte DialPad-virksomheden, og Google begyndte at levere Taleservice. Udbydere af telefonitjenester viser også interesse for VoIP. British Telecom og Nokia tester smarte abonnentterminaler, der problemfrit skifter mellem mobil- og VoIP-netværk, så abonnenter slipper for at skulle købe to forskellige terminaler og betale regninger fra to operatører.

En ny type infrastruktur

Enheder, der udveksler data via radio, kan nemt tilsluttes et netværk: ingen grund til at grave render eller bygge kabelkanaler, ingen grund til at lægge kabler. Imidlertid moderne verden med sine multi-gigabyte flow kan den ikke undvære en fast infrastruktur, så faste netværk står heller ikke stille. Den vigtigste udviklingsretning her er skabelsen af ​​optiske netværk i fuld skala, der er karakteriseret ved enorm gennemstrømning. I udviklede lande er backbone-netværk, der leverer langdistance- og international kommunikation, allerede fuldstændig optiske. Netværk, der forbinder boliger og industribygninger med backbone-netværket - de såkaldte access-netværk - bruger i dag stadig kobberkabler og DSL-teknologier. Men de vil uden tvivl blive erstattet af optiske linjer, der implementerer FTTH-konceptet (fiber-til-hjemmet). Nå, det sidste trin - optiske kommunikationslinjer inde i bygninger - vil heller ikke tage lang tid at nå frem.

Den generelle konsensus blandt eksperter er, at i den udviklede verden vil optiske netværk danne den allestedsnærværende faste infrastruktur. Disse netværk vil blive suppleret af radionetværk, hvis rolle vil være treenig.

For det første: at sikre bekvem tilslutning af terminalenheder til infrastrukturen. I lighed med udtrykket "sidste mile", der er meget brugt i nutidens telekommunikationslitteratur, vil morgendagens radioadgangsnetværk være "sidste meter" netværk - afstanden fra lokale transceivere til optiske netværk.

For det andet: kommunikation til objekter i bevægelse. Denne rolle er ligesom den første en klassisk mobilrolle.

Den tredje rolle er forholdsvis ny. Den består af tilslutning af enheder uden brug af infrastruktur. Giver dette mening? Ja, det har den. For eksempel for alle steder og situationer, hvor infrastruktur simpelthen ikke eksisterer (for eksempel i udviklingslande) eller er utilgængelig eller beskadiget (for eksempel på grund af en ulykke). Derudover, hvis vi tror på teorien om computeres allestedsnærværende, så bliver vi en dag nødt til at forbinde mange billige enheder til ét netværk, hvilket sandsynligvis vil løse nogle lokale problemer på kontoret eller derhjemme. Det er sandsynligt, at det vil være for dyrt at udstyre sådanne enheder med UMTS- eller WLAN-grænseflader. Det er her, vi har brug for muligheden for at forbinde enheder uden at forbinde dem til netværksinfrastrukturen. Det var til sådanne formål, at det blev opfundet på et tidspunkt bluetooth teknologi, hvilket var det første skridt i denne retning.

Ny livsstil

Det er usandsynligt, at nogen er i stand til at beregne, hvor stort World Wide Web er i dag. Yahoo! anslår størrelsen til 40 milliarder sider. Hundredvis af gange mere - mængden af ​​lukkede data lagret af forskellige organisationer.

Vi bruger ofte internettet uden selv at vide det. Skrivning telefonnummer, tror vi ikke, at en del af vores opkald vil gå gennem en VoIP-sektion over internettet. Når vi sender en e-mail til en kollega på det næste kontor, er vi ligeglade med, hvilke servere den går igennem. Når vi klikker på knappen Søg på Google eller Yahoo!, vil vi blot have information. Internettet har sammen med illusionen om videns "universalitet" bragt os en ny stil liv. Og sammen med den nye livsstil - nyt marked tjenester.

Hvor stort er det digitale livsstilsmarked?

På et niveau er dette kæmpe segment, som kombinerer digitale industrier som kommunikation, tv- og radioudsendelser og computerindustrien. Men på den anden side er dette et marked for én person, der lige værdsætter både betalte og gratis tjenester. Det skal her huskes, at den vigtigste sociale kraft på markedet for nye kommunikationstjenester er samfundets tendens til individualisering, kundens ønske om at vælge produkter og tjenester, kun styret af deres behov. Leverandører og operatører vil derfor skulle tilbyde forbrugerne mulighed for direkte og personligt at vælge og tilpasse de ydelser, de modtager. Multimediekommunikation, e-handel, telemedicin, fjernundervisning, computeres allestedsnærværende - i hjem, kontorer, biler; radionetværk i caféer og fitnessklubber, butikker og hoteller, lufthavne og universiteter - alt dette vil tilsammen føre til en betydelig stigning i den globale trafik, der transmitteres over internettet.

Det er således helt indlysende, at for vores øjne skal tre komponenter af nye tjenester - kommunikation, tv- og radioudsendelser og computerindustrien - forene sig og skabe et nyt marked, der endnu ikke har rigtige navn, men det vil dukke op og sandsynligvis meget snart.

Nye modsætninger

IBM Global Business Services har udgivet en ny rapport, Navigating the Media Disruption: Innovation and Deliving New Business Models, som beskriver den konflikt, som traditionelle indholdsejere og distributører står over for. Det er det, rapporten kalder "mediegabet", som er kendetegnet ved spændingen i forholdet mellem traditionelle deltagere på mediemarkedet og "nytilkomne" fra feltet af digitale teknologier. IBM-eksperter forudser, at de samlede indtægter fra nye typer medieindholdsdistribution i løbet af de næste fire år vil vokse med 23 % om året - cirka fem gange højere end vækstraten på det traditionelle medie- og underholdningsmarked. Hertil kommer ifølge ekspertvurderinger, med overgangen til digitale teknologier til dannelse, lagring og distribution af indhold, vil musikindustrien miste cirka 90-160 milliarder dollars, og tv- og filmindustrien vil lide endnu større tab, hvis en acceptabel løsning på den aktuelle konfliktsituation er ikke fundet.

Kigger man godt efter, kan man nemt se en klar opdeling mellem det gamle og det nye indholdsdistributionsmiljø. Det traditionelle miljø er fortsat domineret af indhold, der er skabt af specialister og distribueret gennem proprietære platforme. Det er beskyttet af hologrammer, stemplet "Alle rettigheder forbeholdes", fremskridtene i dets distribution overvåges af højt betalte advokater, sager om ulovlig (læst - ubetalt) brug af sådant indhold overvejes i domstole i forskellige instanser. I nyt miljø indhold er ofte skabt af brugere og tilgås via åbne ressourcer. Disse polære tendenser definerer klart konflikten mellem eksisterende og nye markedsdeltagere.

En anden konflikt opstår mellem eksisterende markedsdeltagere - traditionelle ejere af ressourcer (filmselskaber, spiludviklere og optagestudier) og deres distributører (tv-selskaber, virksomheder detailhandel, filmdistributører, kabel- og satellittjenesteudbydere). Den eksisterende opdeling af mediemiljøet stiller partnere op mod hinanden i kampen for indkomstvækst.

Dagens konfrontation mellem traditionelle og nye multimedieressourceudbydere har nået sit højeste punkt. Problemet, som oprindeligt var rent teknisk og kun bestod i at erstatte analog kommunikation med digital, er vokset til et økonomisk, juridisk og endda politisk. Så det er tid til at ændre forretningsmodeller, innovere og nytænke partnerskaber.

Nye virksomheder og nye relationer

Traditionelt bliver markeder målt i forhold til udbud og efterspørgsel, på grundlag af hvilke producenter og serviceudbydere beslutter, hvilke "værdier" forbrugerne vil betale for og forsøger at skabe disse værdier. Men i den nye digitale verden ser forbrugerne ud til at skabe disse værdier selv. Klassiske eksempler Sådanne "selvbetjening" er massive onlinespil og offentlige websteder.

Selv traditionelle firmaer som teleoperatører begynder at bevæge sig i retning af "personalisering". I det 19. århundrede blev telegrafbeskeder udskrevet og afkodet af ansatte i telegrafselskaber i det 20. århundrede, brugerne kunne selv sende og modtage beskeder, men netværksudstyret tilhørte telefonselskabet. I det 19. århundrede blev udstyr ejet af brugeren i stigende grad brugt til at sende beskeder.

Lignende tendenser kan ses inden for computing (f.eks. brugen af ​​gratis og open source-software) og i udsendelser (hvor almindelige mennesker i stigende grad er involveret i indholdsskabelse ved at optræde i reality-tv-shows eller ringe ind i direkte tv- eller radioudsendelser).

Bevægelsen mod personalisering og øget værdi skabt af brugerne selv ændrer markedets ansigt. De vigtigste indikatorer for dette er følgende.

Hvad er en service, og hvem er dens forbruger?

Hvad kan man overveje i dag grundlæggende service informations- og kommunikationsteknologier? For tyve år siden blev det defineret som "en telefon i hvert hjem." I dag grundlæggende service- ikke kun tilgængeligheden af ​​de nødvendige tjenester eller udstyr, men også den kvalitet, de leverer. I kampen for kvalitet og gennemstrømning, og i sidste ende for kunden, brydes spydene, virksomheder fusionerer og går konkurs, regulatoriske grundlag kollapser, koncepter skrives og prognoser går ikke i opfyldelse.

I slutningen af ​​2006 offentliggjorde International Telecommunication Union sin syvende årsrapport fra en gruppe analytikere om tendenser i udviklingen af ​​internettet. Den har titlen "Digital.life" og siger, at vi i de kommende årtier kan forvente begyndelsen af ​​en ny digitaliseringsæra, hvor nutidens "Internet af data og mennesker" vil vige pladsen for morgendagens "Internet of Things."

I deres rapport minder ITU-analytikere læseren om, hvordan vi helt i begyndelsen af ​​internet-æraen var forbløffet over muligheden for kontakt - uden telefonoperatører og langdistanceopkald - med mennesker, der befinder sig i udlandet, i andre tidszoner og endda i andre halvkugler. Hvor var det usædvanligt at få adgang til information, mens man var foran en hjemmecomputerskærm, og ikke på Leninbiblioteket!

Det næste logiske skridt i denne teknologiske revolution vil ifølge eksperter være netværk af livløse objekter. De vil kommunikere i realtid og derved radikalt transformere internettet. Ifølge rapporten er der i øjeblikket omkring 875 millioner globale netværksbrugere i verden. Og dette tal kan simpelthen fordobles, hvis folk forbliver fremtidens primære brugere. Men eksperter forventer, at antallet af terminaler tilsluttet netværket i de kommende årtier vil beløbe sig til titusinder af milliarder. Dette er grundlaget for tingenes internet. "The Internet of Things vil muliggøre nye anvendelser af ting, som vi aldrig har forestillet os før," forudsiger rapportens forfattere.

Men selvom der er mange grunde til bekymring, er én ting klar: videnskab og teknologi fortsætter med at bevæge sig fremad. Internettet holder op med at være noget uafhængigt, det dækker hele vores liv. Multimilliardinvesteringer i databehandlings- og transmissionsteknologier fører til fremkomsten af ​​flere og flere nye tjenester og muligheder for forbrugerne, hvilket betyder flere og flere nye markeder og nye indkomster. Denne proces er uforudsigelig, ligesom forløbet af opfinderens tanker er uforudsigeligt.

Det er næppe værd at prøve at forstå fremskridts veje, før man fortsætter med at bevæge sig fremad. I betragtning af den svimlende hastighed, hvormed teknologier opstår og ændrer sig, kan et kunstigt stop "at realisere" være ret dyrt. Og i dette er jeg klar til at argumentere med forfatterne af den ITU-rapport, jeg allerede har nævnt, som opfordrer til at høste fordelene af tingenes globale internet "først efter fuldt ud at have forstået dette fremskridt, fordelene og vanskelighederne forbundet med det."

Vores verden bliver gradvist digital. Vi er nu i selve epicentret af den digitale revolution, som opstod i begyndelsen af ​​1980'erne og gradvist fortrænger analoge tjenester og enheder fra vores liv og virksomheder og erstatter dem med digitale.