Комунікаційні технології еволюціонували від стародавніх жестів і багать до телефону, Інтернету, а тепер – до гіперз’єднаного суспільства, що працює на основі ШІ. Давайте досліджуватимемо зміни та майбутнє комунікаційних технологій.
Від давніх часів до наших днів комунікаційні технології пройшли довгий шлях. Давнє спілкування почалося з жестів, народження мови та використання різноманітних засобів спілкування на великій відстані. Наприклад, стародавні греки використовували вотивне полум’я для передачі інформації на великі відстані, а під час династії Хань у Китаї сигнали надсилалися за допомогою барабанів і диму. Починаючи з 1800-х років спостерігався швидкий розвиток зв’язку, який збільшив обмін цивілізаціями та зробив великий внесок у розвиток глобальної цивілізації.
У наш час зв’язок став повсюдним і необхідним для нашого життя, оскільки навколо нас є мобільні телефони, комп’ютери та інші пристрої. Зараз ми можемо спілкуватися з людьми на іншому кінці світу в режимі реального часу через Інтернет і легко шукати різну інформацію. Супутниковий зв’язок також зробив можливим отримувати інформацію про погоду в реальному часі з усього світу. Давайте подивимося, як розвивалися ці комунікації та які технології використовуються сьогодні. По-перше, давайте подивимося на розвиток телекомунікацій.
Технологія зв’язку почалася з дротового зв’язку. Теоретична основа дротового зв'язку почалася з електромагнітної індукції Фарадея. Ця теорія призвела до винаходу Морзе телеграфу в 1837 році. Телеграф використовував сигнал, який могла зрозуміти лише особа, яка пройшла тривалий період навчання, який називається азбукою Морзе, через процес букв-перекладу-азбуки Морзе-електрики перетворення-електричний сигнал-механічне перетворення-азбука Морзе-переклад-текст. Крім того, телеграф використовував носій, званий паперовою стрічкою, де відправник писав азбуку Морзе на паперовій стрічці, а одержувач отримував паперову стрічку з кодом Морзе на ній, тому потрібен час, щоб написати азбуку Морзе та розшифрувати оригінальну азбуку Морзе.
Через 20 років Грехем Белл розробив телефон, який міг спілкуватися голосом і міг вирішити ці проблеми. Белл використовував уже відомі телеграфні лінії для передачі голосової інформації, щоб інша сторона могла почути її безпосередньо. Белл застосував інший і революційний принцип: він використовував різні діапазони частот на одному дроті. Щоб здійснити голосовий зв’язок, вам потрібно надіслати як телеграфну, так і голосову інформацію, і Bell надіслав телеграфну інформацію на вищому діапазоні частот, а голосову інформацію – на нижчому. Причина цього полягає в тому, що якщо кілька сигналів надсилаються в суміжні смуги пропускання, символи будуть зашифровані через електромагнітні перешкоди. Цей метод передачі інформації на кількох частотах по одному дроту називається мультиплексуванням з частотним поділом.
У той час як дротовий зв’язок розвивався, бездротовий зв’язок також розвивався. Теоретичну основу бездротового зв'язку створили в 1864 році Джеймс Клерк Максвелл і Генріх Рудольф Герц. Рівняння Максвелла для чотирьох електромагнітних хвиль і експериментальне підтвердження Герцем правильності рівнянь Максвелла проклали шлях до усвідомлення і практичного використання електромагнітних хвиль.
Лише через 30 років, у 1895 році, завдяки практичній теорії бездротовий зв’язок став можливим. У 1895 році Марконі розробив пристрій бездротового зв’язку, у 1896 році отримав британський патент на бездротову телеграфію та розпочав бізнес бездротового зв’язку, заснувавши компанію Marconi Wireless Telegraph and Telegraph Company в Лондоні в 1897 році. У 1901 році Марконі досяг успіху в трансатлантичному бездротовому зв’язку, який відкрив еру бездротового зв'язку за допомогою радіохвиль, а також дротового зв'язку через дроти. Винахід тріодної вакуумної лампи в 1907 році і дві світові війни призвели до швидкого розвитку бездротового зв'язку. Під час Другої світової війни був розроблений і використаний радар. У 1959 році міжконтинентальний зв'язок через супутник був успішно експериментований, і почалася ера супутникового зв'язку. Починаючи з 1980-х років, стільниковий телефон був комерціалізований, і особисті мобільні телефони стали звичайним засобом зв'язку. Крім того, глобальна система позиціонування (GPS), яка була розроблена Сполученими Штатами в 1960-х роках і використовувалася у військових цілях, була відкрита для цивільних осіб у 1980-х роках, і з'явилися численні додатки та програмне забезпечення, наприклад системи навігації автомобіля на її основі.
Поки що ми розглянули розвиток комунікації. У наступній частині ми поговоримо про сучасні комунікаційні технології. В даний час використовується як дротовий, так і бездротовий зв’язок, і причина, чому дротовий зв’язок все ще використовується, полягає в тому, що він дорожчий, ніж бездротовий зв’язок, і важко передавати радіохвилі на велику відстань, але його перевага полягає в забезпеченні стабільного та високоякісного маршруту передачі та можливості розгалуження посередині. Зараз внутрішній зв’язок часто покладається на дроти для місцевого зв’язку та бездротовий зв’язок для міжнародного зв’язку.
Різниця між дротовим зв’язком і бездротовим зв’язком полягає в тому, що змінилися типи ліній передачі, і сьогодні для швидшого зв’язку використовуються волоконно-оптичні кабелі, або технологія відскоку використовується для економії витрат на надсилання даних на великі відстані. Технологія оператора – це технологія, яка точно й надійно передає інформацію, таку як голос або дані, за низьку вартість за допомогою металевих кабелів або волоконно-оптичних кабелів як середовища передачі. Принцип заснований на проходженні кількох сигнальних струмів різних частот через два дроти та одночасному паралельному з’єднанні кількох комунікацій. Це дозволяє одночасно спілкуватися до 2700 людей.
На відміну від дротового зв'язку, бездротовий зв'язок використовується багатьма способами. Для бездротової передачі в основному використовуються мікрохвилі, оскільки їх висока частота дозволяє зв’язуватися з відносно невеликими антенами, а широка смуга пропускання робить їх придатними для передачі широкосмугових сигналів. Вищі частоти не використовуються, оскільки вони сильно ослаблені в атмосфері, що ускладнює передачу на великі відстані. Бездротовий зв’язок менш чутливий до стихійних лих і дешевший у встановленні та експлуатації, ніж дротовий зв’язок, але оскільки він поширюється через атмосферу, існує ризик перешкод.
Для усунення цього ризику використовується технологія множинного доступу. Технології мультиплексування включають квадрантне мультиплексування, частотне мультиплексування та кодове мультиплексування. Основний принцип полягає в тому, що, наприклад, поділ частоти ділить частоту на різні канали, і кожен канал використовується різними користувачами. Розбиття коду або квадрантування працює так само, тільки з іншою змінною ділення. Таким чином різні користувачі використовують різні частоти, зменшуючи ризик плутанини.
Як бачите, комунікаційні технології неухильно розвивалися, попутно вводячи різні теорії та технології. Сьогодні технології штучного інтелекту (AI) та Інтернету речей (IoT) поєднуються з телекомунікаціями для створення розумних будинків, розумних міст тощо. У майбутньому комунікаційні технології продовжуватимуть розвиватися, роблячи наше життя легшим і безпечнішим.
На цьому ми завершуємо наше коротке пояснення телекомунікаційних технологій та їх розвитку. Від давніх часів до сьогодення комунікаційні технології розробляли багато великих умів, і сьогоднішній зв’язок стосується не лише спілкування на Землі, а й зв’язку з іншими планетами у Всесвіті. Ми з нетерпінням чекаємо побачити, які нові можливості принесе нам майбутнє комунікаційних технологій.
