Mwishoni mwa karne ya kumi na tisa na mwanzoni mwa karne ya ishirini, mawasiliano ya simu na redio yalikua kwa kasi. Mnamo 1882, ubadilishaji wa kwanza wa simu nchini Urusi ulizinduliwa huko St. Kituo hiki kilikuwa na wateja 259. Na huko Moscow karibu wakati huo huo kulikuwa na waliojiandikisha 200.
Mnamo 1896, Alexander Popov alisambaza mawimbi ya redio ya kwanza kwa umbali wa mita 250, yenye maneno mawili tu: "Heinrich Hertz".
Maendeleo ya mawasiliano yamekuwa mstari wa mbele katika maendeleo ya teknolojia. Zaidi ya karne moja imepita tangu wakati huo, na kutokana na kazi ya wanasayansi na wahandisi katika tasnia hii, tunaona jinsi ulimwengu umebadilika.
Hatuwezi kufikiria maisha yetu bila simu, mawasiliano ya redio, televisheni na Mtandao. Hii inatokana na uenezi wa mawimbi ya sumakuumeme, nadharia ambayo ilitengenezwa na James Clerk Maxwell katikati ya karne ya kumi na tisa. Mawimbi ya sumakuumeme ni carrier wa ishara muhimu, na katika nadharia ya upitishaji wa ishara, nadharia ya mwanasayansi na mhandisi wa Kirusi, msomi Vladimir Alexandrovich Kotelnikov ina jukumu la msingi.
Iliingia kwenye sayansi kwa jina la nadharia ya Kotelnikov.
Vladimir AleksandrovichKotelnikov
Msomi huyo wa baadaye alizaliwa mwaka wa 1908 katika familia ya walimu wa Chuo Kikuu cha Kazan. Alisoma katika MVTU im. Bauman, alihudhuria mihadhara ya kupendeza kwake katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. Mnamo 1930, kitivo cha uhandisi wa umeme, ambapo Kotelnikov alisoma, kilibadilishwa kuwa Taasisi ya Uhandisi wa Nguvu ya Moscow, na Kotelnikov alihitimu kutoka kwake. Baada ya kuhitimu, alifanya kazi katika vyuo vikuu mbalimbali na maabara. Wakati wa vita, aliongoza maabara ya taasisi iliyofungwa ya utafiti huko Ufa, ambako alishughulikia masuala ya njia salama za mawasiliano na usimbaji ujumbe.
Takriban maendeleo kama haya yametajwa na Solzhenitsyn katika riwaya yake "In the First Circle".
Kwa takriban miaka arobaini alikuwa akisimamia Idara ya "Misingi ya Uhandisi wa Redio", na alikuwa Mkuu wa Kitivo cha Uhandisi wa Redio. Baadaye alikua mkurugenzi wa Taasisi ya Uhandisi wa Redio na Elektroniki ya Chuo cha Sayansi cha USSR.
Wanafunzi wote wa taaluma husika bado wanasoma kulingana na kitabu cha kiada cha Kotelnikov "Misingi ya Kinadharia ya Uhandisi wa Redio".
Kotelnikov pia ilishughulikia matatizo ya unajimu wa redio, utafiti wa radiofizikia wa bahari, na utafiti wa anga.
Hakuwa na wakati wa kuchapisha kazi yake ya mwisho "Model Quantum Mechanics", iliyoandikwa akiwa na umri wa karibu miaka 97. Ilitoka tu 2008
V. A. Kotelnikov alikufa akiwa na umri wa miaka 97 mnamo Februari 11, 2005. Alikuwa shujaa mara mbili wa kazi ya ujamaa, alitunukiwa tuzo nyingi za serikali. Moja ya sayari ndogo imepewa jina lake.
nadharia ya Kotelnikov
Maendeleo ya mifumo ya mawasilianohuibua maswali mengi ya kinadharia. Kwa mfano, mawimbi ya masafa ya masafa yanaweza kupitishwa kupitia chaneli za mawasiliano, za muundo tofauti wa kimaumbile, na kipimo data tofauti, ili usipoteze maelezo wakati wa mapokezi.
Mnamo 1933, Kotelnikov alithibitisha nadharia yake, ambayo kwa njia nyingine inaitwa nadharia ya sampuli.
Uundaji wa nadharia ya Kotelnikov:
Iwapo mawimbi ya analogi ina wigo wa kikomo (upana mdogo), basi inaweza kujengwa upya bila utata na bila hasara kutoka kwa sampuli zake tofauti zilizochukuliwa kwa masafa madhubuti zaidi ya mara mbili ya masafa ya juu.
Inaeleza hali inayofaa wakati muda wa mawimbi hauna kikomo. Haina usumbufu, lakini ina wigo mdogo (na theorem ya Kotelnikov). Hata hivyo, muundo wa hisabati unaoelezea ishara za wigo mdogo unatumika vyema kimazoezi kwa mawimbi halisi.
Kulingana na nadharia ya Kotelnikov, mbinu ya uwasilishaji mahususi ya mawimbi endelevu inaweza kutekelezwa.
Maana ya kimwili ya nadharia
Nadharia ya Kotelnikov inaweza kuelezwa kwa maneno rahisi kama ifuatavyo. Ikiwa unahitaji kusambaza ishara fulani, basi si lazima kusambaza kwa ukamilifu wake. Unaweza kusambaza misukumo yake ya papo hapo. Mzunguko wa maambukizi ya mapigo haya huitwa mzunguko wa sampuli katika theorem ya Kotelnikov. Inapaswa kuwa mara mbili ya mzunguko wa juu wa wigo wa ishara. Katika hali hii, kwenye mwisho wa kupokea, mawimbi hurejeshwa bila kupotoshwa.
Nadharia ya Kotelnikov inatoa hitimisho muhimu sana kuhusu utofautishaji. Kuna viwango tofauti vya sampuli kwa aina tofauti za ishara. Kwa ujumbe wa sauti (simu) na upana wa kituo cha 3.4 kHz - 6.8 kHz, na kwa mawimbi ya televisheni - 16 MHz.
Katika nadharia ya mawasiliano, kuna aina kadhaa za njia za mawasiliano. Katika ngazi ya kimwili - njia za wired, acoustic, macho, infrared na redio. Na ingawa nadharia iliundwa kwa njia bora ya mawasiliano, inatumika kwa aina zingine zote za chaneli.
Mawasiliano ya njia nyingi
Nadharia ya Kotelnikov ina msingi wa mawasiliano ya simu ya vituo vingi. Wakati wa sampuli na kupitisha mapigo, muda kati ya mipigo ni kubwa zaidi kuliko muda wao. Hii ina maana kwamba katika vipindi vya mapigo ya ishara moja (hii inaitwa mzunguko wa wajibu), inawezekana kusambaza mapigo ya ishara nyingine. Mifumo ya njia za sauti 12, 15, 30, 120, 180, 1920 zilitekelezwa. Hiyo ni, takriban mazungumzo 2000 ya simu yanaweza kupitishwa kwa wakati mmoja kupitia jozi moja ya waya.
Kulingana na nadharia ya Kotelnikov, kwa maneno rahisi, karibu mifumo yote ya kisasa ya mawasiliano iliibuka.
Harry Nyquist
Kama ilivyo wakati mwingine katika sayansi, wanasayansi wanaoshughulikia matatizo sawa hufikia karibu wakati huo huo katika hitimisho sawa. Hii ni asili kabisa. Hadi sasa, migogoro haijapungua kuhusu nani aliyegundua sheria ya uhifadhi - Lomonosov au Lavoisier, ambaye aligundua taa ya incandescent - Yablochkin au Edison, ambaye aligundua redio - Popov au Marconi. Orodha hii haina mwisho.
Ndiyo,Mwanafizikia wa Marekani wa asili ya Uswidi Harry Nyquist mwaka wa 1927 katika jarida "Matatizo Fulani ya Usambazaji wa Telegraph" alichapisha utafiti wake na hitimisho sawa na Kotelnikov. Nadharia yake wakati mwingine huitwa nadharia ya Kotelnikov-Nyquist.
Harry Nyquist alizaliwa mwaka wa 1907, akafanya PhD yake katika Chuo Kikuu cha Yale, na alifanya kazi katika Bell Labs. Huko alisoma shida za kelele za joto katika amplifiers, alishiriki katika ukuzaji wa picha ya kwanza. Kazi zake zilitumika kama msingi wa maendeleo zaidi ya Claude Shannon. Nyquist aliaga dunia mwaka wa 1976
Claude Shannon
Claude Shannon wakati mwingine huitwa baba wa enzi ya habari - mchango wake mkubwa katika nadharia ya mawasiliano na sayansi ya kompyuta. Claude Shannon alizaliwa mnamo 1916 huko USA. Alifanya kazi katika Bell Lab na katika vyuo vikuu kadhaa vya Amerika. Wakati wa vita, alifanya kazi na Alan Turing kufafanua kanuni za manowari za Ujerumani.
Mnamo mwaka wa 1948, katika makala "Nadharia ya Hisabati ya Mawasiliano", alipendekeza neno bit kama sifa ya kitengo cha chini cha habari. Mnamo 1949, alithibitisha (kwa uhuru wa Kotelnikov) nadharia iliyojitolea kwa ujenzi wa ishara kutoka kwa sampuli zake za kipekee. Wakati mwingine inaitwa nadharia ya Kotelnikov-Shannon. Ni kweli, katika nchi za Magharibi jina la nadharia ya Nyquist-Shannon linakubalika zaidi.
Shannon alianzisha dhana ya entropy katika nadharia ya mawasiliano. Nilisoma kanuni. Shukrani kwa kazi yake, cryptography imekuwa sayansi kamili.
Kotelnikov na kriptografia
Kotelnikov pia ilishughulikia matatizo ya misimbo nakriptografia. Kwa bahati mbaya, katika siku za USSR, kila kitu kinachohusiana na nambari na ciphers kiliainishwa madhubuti. Na machapisho ya wazi ya kazi nyingi za Kotelnikov haziwezi kuwa. Walakini, alifanya kazi kuunda njia zilizofungwa za mawasiliano, misimbo ambayo adui hakuweza kupasuka.
Juni 18, 1941, karibu kabla ya vita, nakala ya Kotelnikov "Misingi ya usimbuaji kiotomatiki" iliandikwa, iliyochapishwa katika mkusanyiko wa 2006 "Quantum cryptography na theorem ya Kotelnikov kwenye funguo za wakati mmoja na usomaji".
Kinga ya kelele
Kwa msaada wa kazi ya Kotelnikov, nadharia ya kinga inayoweza kutokea ya kelele ilitengenezwa, ambayo huamua kiwango cha juu cha kuingiliwa ambacho kinaweza kuwa katika njia ya mawasiliano ili habari isipotee. Lahaja ya mpokeaji bora, ambayo ni mbali na ile halisi, inazingatiwa. Lakini njia za kuboresha chaneli ya mawasiliano zimefafanuliwa kwa uwazi.
Ugunduzi wa anga
Timu inayoongozwa na Kotelnikov ilitoa mchango mkubwa kwa mifumo ya mawasiliano ya anga, ufundi otomatiki na telemetry. Sergei Pavlovich Korolev alihusisha maabara ya Kotelnikov katika kutatua matatizo ya sekta ya anga.
Dazeni za vidhibiti na vipimo vilijengwa, vilivyounganishwa katika changamano moja ya udhibiti na vipimo.
Vifaa vya rada kwa ajili ya vituo vya anga za juu vilitengenezwa, uchoraji wa ramani ulifanyika katika angahewa isiyo na giza ya sayari ya Zuhura. Kwa msaada wa vifaa vilivyotengenezwa chini ya uongozi wa Kotelnikov, vituo vya nafasi "Venera" na "Magellan" vilifanywa.maeneo ya rada ya sayari katika sekta zilizoamuliwa mapema. Kama matokeo, tunajua kile kilichofichwa kwenye Zuhura nyuma ya mawingu mazito. Mirihi, Jupiter, Zebaki pia ziligunduliwa.
Maendeleo ya Kotelnikov yamepata matumizi katika vituo vya obiti na darubini za kisasa za redio.
Mnamo 1998, V. A. Kotelnikov alipewa Tuzo la von Karman. Hii ni tuzo kutoka kwa Chuo cha Kimataifa cha Astronautics, ambayo hutolewa kwa watu wenye fikra bunifu kwa mchango mkubwa katika utafiti wa anga.
Tafuta mawimbi ya redio kutoka kwa ustaarabu wa nje
Kipindi cha kimataifa cha kutafuta mawimbi ya redio ya ustaarabu wa nje ya nchi Seti kwa kutumia darubini kubwa zaidi za redio kilizinduliwa katika miaka ya 90. Ilikuwa Kotelnikov ambaye alihalalisha hitaji la kutumia wapokeaji wa vituo vingi kwa kusudi hili. Vipokezi vya kisasa husikiliza mamilioni ya idhaa za redio kwa wakati mmoja, zinazoshughulikia masafa yote yanayowezekana.
Pia, chini ya uongozi wake, kazi ilifanyika ambayo inafafanua vigezo vya ishara ya mkanda mwembamba wa kuridhisha katika kelele za jumla na kuingiliwa.
Kwa bahati mbaya, kufikia sasa utafutaji huu haujafaulu. Lakini kwa ukubwa wa historia, zinaendeshwa kwa muda mfupi sana.
Nadharia ya Kotelnikov inarejelea uvumbuzi wa kimsingi katika sayansi. Inaweza kulinganishwa kwa usalama na nadharia za Pythagoras, Euler, Gauss, Lorentz, n.k.
Katika kila eneo ambapo ni muhimu kusambaza au kupokea mawimbi yoyote ya sumakuumeme, tunatumia nadharia ya Kotelnikov kwa uangalifu au bila kufahamu. Tunazungumza kwenye simu, tazama TVsikiliza redio, tumia mtandao. Haya yote kimsingi yana kanuni ya ishara za sampuli.
