Материал: Современные технологии передачи и обработки данных. Никитин Л.Н

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Л.Н. Никитин

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2015

ВВЕДЕНИЕ

Бурное развитие устройств сбора, передачи и обработки данных обусловило высокую эффективность и достоверность передаваемого на большие расстояния информационного продукта, позволило создавать и развивать новые информационные технологии, обеспечить экономическую эффективность используемых информационных систем. Основная цель учебного пособия «Современные технологии передачи и обработки данных» заключается в формировании у будущих специалистов единого подхода к анализу и синтезу коммуникационных систем различного назначения и их оптимизации на основе теории информации и статистической теории связи. При изучении дисциплины «Системы передачи и обработки данных» главное внимание уделяется принципам построения систем проводной и беспроводной передачи информации с последующей ее обработке и передаче с высокой достоверностью заказчику.

Независимо от целевого назначения любая коммуникационная система представляет собой сложные технические комплексы, в основу которых положены новейшие достижения науки и техники. Все это предъявляет повышенные требования к уровню подготовки специалистов по всем видам систем передачи и обработки данных. Они должны не только уметь разрабатывать ту или иную систему по заданным техническим требованиям, но и должны знать, достаточно ли полно в этой системе реализованы все её потенциальные возможности.

Без дальнейшего совершенствования систем передачи и обработки данных невозможно ускорение научно – технического процесса, подъема экономики, роста производительного труда и повышения материального и культурного уровня народа. Вот почему будущему инженеру по специальности 200100.62«Приборостроение» важно освоить данную дисциплину и уметь на практике применить полученные знания.

Остановимся кратко на истории развития систем передачи и обработки данных. Система телеграфной связи с помощью

3

электрического тока впервые была предложена и практически реализована русским ученым Павлом Львовичем Шиллингом в 1832 году. Им же был впервые разработан телеграфный код [1].

В 1837 году, американец С.Морзе разработал свою телеграфную систему связи, телеграфный аппарат и специальный код, учитывающий статистику появления букв в английском языке.

В1867 г. англичанин Уитсон разработал телеграфный аппарат снабженный трансмиттером, осуществляющим автоматический ввод телеграфного сообщения с перфоленты. Тогда же были разработаны перфораторы и реперфораторы.

В1874 г. французом Э. Бодо был построен многократный телеграфный аппарат, с помощью которого по одной цепи передавалось несколько сообщений.

В1870 г. Петербург и Москва были связаны воздушными телеграфными линиями связи, а затем телеграфная связь появилась на Кавказе, в Сибири и на Дальнем Востоке.

Развитие телефонии началось с изобретения в 1876 году Беллом телефона. В 1879 г. русским инженером М. Махальским был предложен угольный микрофон. Вскоре был сконструирован телефонный аппарат, включающий в себя как разговорные, так и вызывные приборы.

В1887 г. русским инженером К. Москицким был изобретен коммутатор, явившийся первым шагом на пути автоматизации телефонных связей и создания автоматических телефонных станции.

Начало рациональному использованию линий связи было положено Г.И. Mopoзовым, который в I869 г. предложил передавать но одной паре проводов несколько телеграфных сигналов токами различных частот.

Одновременное телефонирование и телеграфирование на основе частотного разделения сигналов было осуществлено в 1880 г. по предложению военного связиста Г. Г. Игнатова. С 1895 года начинается развитие радиотехнических систем после изобретения А.С. Поповым радио. Первоначально был освоен радиотелеграф, который связал города, страны и материки, заменив во многих

4

случаях использование дорогостоящих кабелей, содержащих медь, серебро и даже золото.

В1899 году А.С. Попов, П.Н. Рыбкин и Д.С. Троицкий открыли слуховой метод приема и создали первый радиотелефонный приемник.

В1911 году была впервые установлена двухсторонняя радиотелеграфная связь между землей и самолетом.

В1915 году В.И. Коваленковым был изобретен двухсторонний усилитель, который позволил решить важнейшую проблему увеличения дальности телефонной связи токами тональной частоты.

В30-е же годы прошлого столетия было создано опытное телевидение и заложены основы радиорелейной связи. В эти же годы появляются различные коммуникационные системы на базе серьезных теоретических исследований.

Воснову построения таких коммуникационных систем была положена теория информации, которая изучает закономерности связанные с передачей сигналов по каналам со случайными помехами. В свою очередь полезный сигнал есть тоже случайный процесс. Поэтому создание коммуникационных систем немыслимо без применения вероятностно-статистических методов и теории случайных процессов.

Первые публикации по теории случайных процессов появились

в30-х годах 20 века. Их авторами были отечественные ученые А.Н. Колмогоров и А.Я. Хинчин.

В1949 году К. Шеннон в книге «Статистическая теория передачи электрических сигналов»[2] дополнил исследования В.А. Котельникова в этой области.

В1951 году появляются работы В.И. Бунимовича, которые легли в основу статистической радиотехники, как теория флуктуационных процессов.

Применение методов теории информации и теории случайных процессов позволило эффективно решать многие радиотехнические задачи.

С запуском первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года начинается важнейший этап в развитии систем передачи

5