В. 3. Предмет теорії зв’язку. Основні його складові.

Предметом ТЕЗ є виявлення процесів:

накопичення

переробки

зберігання

перетворення

передавання

приймання інформації.

В вузькому змісті предметом ТЕЗ є вивчення процесів, що мають місце при передачі інформації на відстань, використовуючи електричні сигнали.

В. 4. Задачі курсу.

Перед ТЕЗ ставиться задача проведення:

1. Аналізу і синтезу сигналів та завад.

2. Аналізу і синтезу каналів передачі інформації.

3. Аналізу інформаційних характеристик джерел повідомлень, сигналів та завад.

4. Аналізу і синтезу коректуючих ланок систем зв’язку.

5. Аналізу завадозахищеності систем передачі інформації.

6. Створення загальних методів аналізу і синтезу конкретних об’єктів інформаційної техніки з метою визначення вимог, що ставляться до системи передачі інформації, яка забезпечує отримання потрібної точності, вірності отриманого повідомлення, підвищення швидкості передачі і зниження її вартості.

Отже, задача ТЕЗ полягає в визначенні сукупності вимог до елементів системи, які забезпечують оптимальну передачу інформації. Розробка самих елементів системи є предметом вивчення інших інженерних курсів.

В. 5. Шляхи і методи дослідження.

Теорія електричного зв’язку розвивається у двох напрямках.

1. Статистичне визначення і розпізнавання сигналів. Теорія потенціальної завадостійкості.

2. Теорія інформації.

Як теоретична дисципліна ТЕЗ широко використовує моделювання, зокрема математичне, а також основні положення ТЕЗ пояснюються на структурних чи функціональних схемах.

В. 6. Означення курсу.

Отож, ТЕЗ є розділом кібернетики, в якому вивчається в узагальненому вигляді кількісні співвідношення, пов’язані з збором, передаванням, обробкою та зберіганням інформації.

В залежності від того, якому процесу надається перевага, даний курс можуть називати:

- загальна теорія зв’язку;

- теоретичні основи техніки зв’язку;

- математична теорія зв’язку;

- теорія передачі інформації;

- статистична теорія зв’язку.

ТЕЗ є фундаментальним курсом для створення спеціаліста по інформаційним мережам зв’язку.

В. 7. Історія та перспективи розвитку тез.

Академік О. О. Харкевич встановив, що кількість інформації, що обробляється суспільством зростає пропорційно квадрату промислового потенціалу. Значна кількість інформації в суспільстві передається за допомогою радіотехнічних засобів. Телефони, телеграфи, телевізійні передачі та радіомовлення, Інтернет та космічні передачі інформації це доводять.

1 мільярд телефонних апаратів: приріст кожного року 6-7 %.

Технічна реалізація зв’язку проведена людством завдяки роботам видатних вчених:

1795р. – Ф. Сальве побудував лінію зв’язку 50км по проводах, які заряджались чи розряджались в залежності від коду букви, що передавалась.

1839р. – відкрита телеграфна лінія між Петербургом і Варшавою (1200км).

1802-1804рр. – Ф. Сальве (ісп.) та Земерінг (нім.) запропонували передавати букви на основі дії струму на електроліти (було 35 колб: стільки ж дротів; потім спростили до 8 колб).

1820р. – датчанин Г. Х. Ерстед виявив дію струму на магнітну стрілку. В цьому ж році Ампер запропонував телеграфну систему з числом стрілок, що співпадало з числом провідників.

1828р. – Шилінг (Росія) запропонував діючу систему телеграфу. Запропоновано скористатись кодами букв та імпульсами струму, а приймання здійснювалося по відхиленнях магнітних стрілок в різні боки в залежності від напрямку струму і тривалості імпульсу. Скористався 8-ма проводами, а пізніше – двома.

Б. С. Якобі (рос.) та С. Морзе незалежно створили сучасний телеграф. Азбука Морзе запропонована американцем, він же запропонував ключ. Струм пропускався через електромагніт з пером, що притискалося до рухомої стрічки.

1844р. – перша лінія телеграфу в США: Вашингтон-Балтімор (63км).

1850р. – Б. С. Якобі створив букводрукуючий автомат, вдосконалений американським винахідником Юзом. У ньому по ободу кола були букви, а поворот здійснювався кодом букви з допомогою електричного сигналу.

1876р. – А. Г. Белом (вчений з Бостону) запропонував мікрофон.

1878р. – компанія «Бел Телефон» відкрила телефонну станцію з комутаторами. Майже до кінця XIX ст. Передача інформації здійснювалась по проводах.

24 березня 1896р. – Попов продемонстрував передачу електричних сигналів без проводів – слова “Генріх Герц” на віддаль 250м.

1897р. – Гульємо Марконі (італ.) отримав патент на “спосіб сигналізації на відстані”.

1907р. – Б. Л. Розінг створив електронну трубку.

1911р. – перша телевізійна передача.

Основи ТЕЗ були створені роботами В. А. Котельникова (1946р.) по оптимальних методах приймання сигналів на фоні завад. Роботи К. Шенона (1948р.) по створенню кількісного вимірювання інформації і отриманим способам кодування, що забезпечують найбільшу швидкість передачі інформації по каналах і визначення імовірності похибок.

1928р. – Р. Хартлі виконував роботи по вимірюванню інформації.

1933р. – роботи В. А. Котельникова по пропускній здатності ефіру і проводу в електрозв’язку.

1935р. – роботи Д. В. Агєєва по теорії лінійної селекції сигналів.

Статистичний аналіз передачі інформації проводився:

1938р. – А. Я. Хінчин – теорія кореляції стаціонарних випадкових функцій.

Н. Н. Колмогаров (1941р.), Н. Віпер (1949р.) – по інтерполюванню та екстраполяції стаціонарних випадкових послідовностей.

1950р. – А. Вальде – по статистичним рішаючим функціям.

Подальший розвиток ТЕЗ проходив з допомогою статистичних методів аналізу сигналів та систем. Слід відмітити авторів: А. Н. Колмогаров, А. Я. Хінчин, В. А. Котельников, А. А. Харкевич, К. Шеннон, Н. Вінер, Б. Р. Левин, Р. Л. Стратанович, А. Г. Зюко та інших.

На даний час значно зросла роль зв’язку в управлінні різними процесами. Зросли обсяги інформації і існуючі лінії зв’язку не справляються з ними. Великі труднощі виникають з накопиченням інформації, її зберіганням. В техніці зв’язку існують кілька методів подолання даних проблем.

Один із них пов’язаний з розширенням частотного діапазону (рис. 1).

Другий - пов’язаний з удосконаленням пристроїв передачі інформації, її прийому та обробки. Також актуальними є методи скорочення природної надлишковості в цифрових та аналогових (неперервних) повідомленнях, включаючи оптимальні методи кодування повідомлень, як класичний приклад стиснення інформації.

Рис.1