Владимир Петров - Законы развития систем

Данный пример на увеличение степени концентрации энергии использованием новых прогрессивных технологий.

Рис. 7.136. Концентрация энергии в различных видах сварки

7.6.3. Увеличение концентрации информации

Увеличение концентрации информациипозволяет значительно

эффективнее управлять системой и создавать принципиально новые процессы 350.

Концентрация предусматривает предварительный отбор — фильтрацию информации . Концентрируется только необходимая информация.

Информацию можно:

— создавать ;

— передавать ;

— обрабатывать ;

— хранить ;

— уничтожать (стирать).

Обработка информации достаточно общая функция, которая предусматривает, поиск, сортировку информации, выполнение различных действий с информацией, в частности, создание новой информации (знаний). Сортировка информации предусматривает как выбор нужной и отбрасывание ненужной информации (фильтрация информации), так классификация и распределение информации по определенным классам, группам, местам и т. д.

Пример 7.197. Узкополосная система связи.

Большинство традиционных радиотехнических систем являются узкополосными — т. е. работают в полосе частот, много меньшей, чем их несущая частота.

В узкополосных системах связи передача информации осуществляется за счет модуляции синусоидального электромагнитного колебания. Фактически для передачи информации необходим некий несущий гармонический сигнал, выполняющий функцию транспорта для доставки информации. Однако сам по себе гармонический сигнал не несет никакой полезной информации, а только расходует энергию.

Как быть?

Несущий сигнал предварительно подвергают модуляции, таким образом, он передает данные. Процесс модуляции как раз и заключается в том, чтобы закодировать в исходном несущем сигнале необходимую информацию.

Несущий сигнал сам передает информацию , тем самым происходит увеличение концентрации информации за счет устранения лишних операций .

Пример 7.198. Сверхширокополосные сигналы.

В узкополосных системах, чем выше скорость модуляции, тем больше ширина спектра результирующего сигнала.

Как передавать в таком широком спектре больше сигналов?

В традиционной радиосвязи весьдопустимый частотный диапазон разбили на множество выделенных частотных каналов , в которых возможно вещание радиопередатчиков без взаимных помех друг другу.

Однако разрешенный для вещания диапазон ограничен, а желающих его использовать становится все больше.

Решить проблемы узкополосных радиотехнических систем можно с помощью технологии, использующей сверхширокополосные (СШП)сигналы.

В СШП-технологии увеличение информационной скорости передачи реализуется за счет увеличения ширины пропусканияканала связи.

Идея метода проста: если не удается достичь высоких скоростей передачи в узкой полосе частот, то следует попытаться использовать как можно более широкий частотный диапазон, но так, чтобы не создавать помех другим передающим и принимающим устройствам в этом же диапазоне.

В классической технологии СШП для передачи информации вместо несущего синусоидального колебания используется последовательность сверхкоротких импульсов, имеющих соответственно сверхширокополосный спектр. Длительность таких импульсов составляет менее 0,5 нс, а период их следования может колебаться от 10 до 1000 нс.

Короткий импульсный сигнал их-за малого пространственно-временного объема позволяет передавать большее количество информации в единицу времени.

Таким образом, концентрация информациипроисходит за счет уменьшения длительности импульса и периода сигнала.

Пример 7.199. Многополосная сверхширокополосная связь

Многополосная сверхширокополосная связь (Multi-bands UWB) заключается в том, что весь доступный СШП-частотный диапазон разделяется на несколько узких поддиапазонов . При этом, учитывая частотную независимость поддиапазонов, передача может осуществляться одновременно в каждом из таких диапазонов .

Для каждого частотного поддиапазона существует своя несущая частота сигнала. Передача в каждом из частотных поддиапазонов осуществляется при использовании той или иной техники модуляции.

Пример 7.200. Передача информации с подводной лодки.

Радиосвязь с подводной лодки (ПЛ) в подводном положении представляет собой серьезную проблему, так как электромагнитные волны с частотами, использующимися в традиционной радиосвязи, сильно ослабляются при прохождении через толстый слой проводящего материала, которым является соленая вода. В связи с этим требуется, чтобы антенна ПЛ находилась на поверхности. Это опасно, так как в это время подводную лодку могут обнаружить.

Как быть?

Опишем одно из решений.

Антенна поднимается на короткий срок, чтобы передать сжатую информацию. Информацию кодируют, и передача занимает доли секунды.

Другие способы передачи информации с ПЛ изложены в статье «Связь с подводными лодками» 351.

Пример 7.201. Проводная связь.

Раньше по одному проводу передавали одну информацию (один сигнал). Затем передавали несколько сигналов на разных частотах.

При передаче импульсных сигналов, между импульсами одной информации помещали импульсы другой информации.

Пример 7.202. Оптоволокно 352 .

Использование оптического волокна вместо традиционных проводов значительно улучшило качество и увеличило скорость передачи информации.

К преимуществам оптических волокон относятся:

— высокая пропускная способность;

— нечувствительность к электромагнитным помехам и отсутствие собственного излучения (материалы, из которых изготовлены волокна — диэлектрики);

— невозможность прослушивания передаваемой информации;

— малый вес;

— легкость обработки и стыковки;

— невысокие цены всей системы.

Широкополосность оптических сигналов обусловлена чрезвычайно высокой несущей частотой, что позволяет по оптической линии связи передавать информацию с большими скоростями до Терабит/с. По одному волокну можно передать одновременно 10 миллионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов.

Скорость передачи данных может быть увеличена за счет передачи информации сразу в двух направлениях, так как световые волны могут распространяться в одном волокне независимо друг от друга.

Кроме того, в оптическом волокне могут распространяться световые сигналы двух разных поляризаций, что позволяет удвоить пропускную способность оптического канала связи . На сегодняшний день, еще не достигнут предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну.