Понятие сигнала

Краткая характеристика основных элементов телекоммуникационных сетей. Любая система электросвязи как базовая составляющая телекоммуникационной системы может быть представлена в виде структурной схемы, представленной на рис. 3.3.

Таким образом, функциональное объединение телекоммуникационных и информационных сетевых технологий, взаимопроникновение научных направлений каждого из них для решения задач широкомасштабного информационного обслуживания общества привело к формированию нового научного направления - инфокоммуникационные технологии, эволюция которых обусловлена дальнейшим развитием техники электросвязи и созданием новых информационных технологий решения интеллектуальных потребностей человечества.

Процессы развития инфокоммуникационных технологий можно условно охарактеризовать по шести базовым составляющим:

• телефонизация (Т) - обеспечение населения стационарными телефонами. Этот процесс начался в конце XIX - начале XX веков и продолжается до настоящего времени, так как в большинстве развивающихся стран телефонная плотность крайне низка, что и определяет экономическую основу развития телефонизации;

• телевизионное вещание (ТВ), как и телефонизация, процесс развития телевидения начался давно и продолжает непрерывно совершенствоваться;

• компьютеризация (К) - обеспечение населения персональными компьютерами и другими средствами вычислительной техники;

• мобильная телефонизация (МТ) - предоставление населению мобильной телефонной связи;

• телекомпьютеризация (ТК) - процесс вхождения (соединения) компьютеров во Всемирную сеть связи. Одним из проявлений телекомпьютеризации является Интернет;

• мобильная телекомпьютеризация (МТК) - объединение мобильных компьютеров во Всемирную сеть связи.

Направления развития инфокоммуникационных технологий показаны на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Направления развития инфокоммуникаций.

В будущем электросвязь и информатика претерпят существенные изменения, при которых приемо-передающее устройство и компьютер будут интегрированы в один терминал. В настоящее время развитие инфокоммуникационного сектора в мире происходит одновременно по нескольким направлениям: системное, технологическое, структурное и экономическое.

Информационные терминалы и оборудование обработки, хранения и преобразования информации определяет информационную составляющую, а совокупность базовых сетей и сетей доступа - телекоммуникационную составляющую инфокоммуникационной инфраструктуры.

Исходя из этого, телекоммуникационная сеть - это совокупность базовой сети и сетей доступа, а информационная сеть - совокупность телекоммуникационной сети, оборудования пользователя и необходимых для их взаимодействия протоколов и интерфейсов.

Рис. 3.3. Структурная схема системы электросвязи:

1 – источник информации;

2 – преобразователь информации в электрический сигнал;

3 – система передачи;

4 – среда (направляющая система);

5 – преобразователь электрического сигнала в информацию;

6 – потребитель информации

Источником и потребителем информации может быть человек, ЭВМ, устройство телемеханики или телеуправления и т.д. Преобразователями информации в сигнал и обратно могут быть: телеграфные и фототелеграфные аппараты, передающая и приемная ТВ-трубки и др.

Общепринято следующее содержательное толкование термину электросвязь.Связьпредставляет собой процесс передачи сообщений от источника к получателю.

Сообщением называют совокупность сведений о состоянии какого-либо материального объекта. Источник и получатель сообщений разделены некоторой средой, в которой источник образует возмущения, отображающие сообщение и воспринимаемые получателем.

Физическая реальность, изменения которой в пространстве и во времени отображают передаваемое сообщение, называется сигналом.Например, при разговоре источником сообщений является голосовой аппарат человека, в качестве сигнала выступает изменяющееся в пространстве и во времени воздушное давление - акустические волны; получателем служит человеческое ухо.

В современном обществе для передачи различного рода сообщений широко используются электрические сигналы - электромагнитные колебания, изменения параметров которых отображают передаваемые сообщения.

Электрические сигналы имеют ряд преимуществ перед сигналами другой физической природы - они могут передаваться на большие расстояния, их форму можно преобразовывать сравнительно простыми техническими средствами, скорость их распространения близка к скорости света.

В технических отраслях знаний термин "сигнал" (signal, от латинского signum – знак) очень часто используется в широком смысловом диапазоне, без соблюдения строгой терминологии.

Под ним понимают:

- техническое средство для передачи, обращения и использования информации - электрический, магнитный, оптический сигнал;

- физический процесс, представляющий собой материальное воплощение информационного сообщения - изменение какого-либо параметра носителя информации (напряжения, частоты, мощности электромагнитных колебаний, интенсивности светового потока и т.п.) во времени, в пространстве или в зависимости от изменения значений каких-либо других аргументов (независимых переменных);

- смысловое содержание определенного физического состояния или процесса, как, например, сигналы светофора, звуковые предупреждающие сигналы и т.п.

Все эти понятия объединяет конечное назначение сигналов - это определенные сведения, сообщения, информация о каких-либо процессах, состояниях или физических величинах объектов материального мира, выраженные в форме, удобной для передачи, обработки, хранения и использования этих сведений.

Термин “сигнал” очень часто отождествляют с понятиями “данные” (data) и “информация” (information). Действительно, эти понятия взаимосвязаны и не существуют одно без другого, но относятся к разным категориям.

Понятие информации имеет много определений, от наиболее широкого (информация есть формализованное отражение реального мира) до практического (сведения и данные, являющиеся объектом хранения, передачи, преобразования, восприятия и управления).

В настоящее время мировая наука все больше склоняется к точке зрения, что информация, наряду с материей и энергией, принадлежит к фундаментальным философским категориям естествознания и относится к одному из свойств объективного мира, хотя и несколько специфичному.

Что касается “данных” (от латинского datum – факт), то это совокупность фактов, результатов наблюдений, измерений о каких-либо объектах, явлениях или процессах материального мира, представленных в формализованном виде, количественном или качественном.

Это не информация, а только атрибут информации - сырье для получения информации путем соответствующей обработки и интерпретации (истолкования).

Наука и техника интернациональны, и используют, в основном, общепринятые термины, большинство из которых англоязычны.

Термин "signal" в мировой практике является общепринятым для характеристики формы представления данных, при которой данные рассматриваются как результат некоторых измерений объекта исследований в виде последовательности значений скалярных величин (аналоговых, числовых, графических и пр.) в зависимости от изменения каких-либо переменных значений (времени, энергии, температуры, пространственных координат, и пр.).

С учетом этого, в дальнейшем под термином “сигнал” в узком смысле этого слова будем понимать каким-либо образом упорядоченное отображение в изменении физического состояния какого-либо объекта – материального носителя сигнала, определенных данных о характере изменения в пространстве, во времени или по любой другой переменной физических величин, физических свойств или физического состояния объекта исследований.