ЭВМ и связь

Одной из важнейших особенностей современной научно-технической революции является непрерывно усиливающаяся роль науки как непосредственной производительной силы общества. В результате внедрения научных и технических достижений, особенно в области радиоэлектроники и электронной вычислительной техники, создаются и получают массовое применение принципиально новые средства производства и технологические процессы, происходят качественные сдвиги в характере труда, в организации и управлении производством.

Не будет преувеличением сказать, что рождение ЭВМ является одним из самых значительных событий XX века, что их появление знаменует собой вступление человечества в новую эру — эру автоматизации умственного труда.

Электронная вычислительная техника развивается •очень быстрыми темпами. Благодаря этому стало возможным, с одной стороны, широкое внедрение в эксплуатацию малых и сверхмалых, так называемых мини ЭВМ, и с другой — многомашинных крупнейших комплексов, одновременное использование ЭВМ многими абонентами, дистанционный ввод и вывод данных, повышение быстродействия и увеличение емкости памяти машин.

Увеличение быстродействия и емкости памяти ЭВМ обеспечивается применением новой элементной базы, в которой используются последние достижения микроэлектроники и оптоэлектроники. В наши дни становится возможным получить быстродействие, исчисляемое многими сотнями миллионов операций в секунду.

Если за критерий качества вычислительной машины условно принять отношение объема быстродействующей памяти к времени, затрачиваемому на операцию сложения (это отношение характеризует способность машины хранить и обрабатывать информацию), то в течение последних пятнадцати лет этот критерий повышался более чем на порядок через каждые три—пять лет.

Непрерывно совершенствовались и математические средства переработки информации, а также структура машин, что резко повышало интеллектуальные возможности ЭВМ. В результате следующим шагом в их развитии может стать программирование по принципу что делать, а не как делать.

В недалеком будущем существенным образом изменится и облик устройств ввода-вывода. Вывод данных на бесконтактную печать, замена перфокарт и перфолент магнитными (или другими) носителями информации позволит наилучшим образом согласовать быстродействие устройств ввода-вывода с быстродействием самой ЭВМ.

Этому стремительному движению вычислительной техники вперед сопутствует появление принципиально новых систем связи. Они необходимы для взаимодействия человека с электронными вычислительными машинами и ЭВМ с ЭВМ.

Можно предполагать, что дистанционные пульты, которые откроют доступ к крупным ЭВМ, по-видимому, в будущем получат такое же распространение, как в наше время телефон и телевизор. В результате ЭВМ срастутся с системами связи, которые позволят потребителю использовать ЭВМ, находящиеся практически в любой точке земного шара.

До последнего времени развитие связи характеризовалось созданием различных сетей (телефонной, абонентского телеграфа, передачи данных и так далее), предназначенных для передачи того или иного вида информации. Однако такое разделение не оправдало себя ни с технической, ни с экономической точек зрения. Поэтому в нашей стране создается единая автоматизированная сеть связи (ЕАСС). В ЕАСС объединяются первичные сети междугородных каналов и магистралей (кабельные, радиорелейные и радио), а также вторичные сети со своими системами коммутации для различных видов информации или различных ведомств.

Развитие средств связи, конечно, не может не учитывать, что непрерывно увеличивающийся парк ЭВМ приводит к резкому росту удельного веса цифровой (дискретной) информации в общем объеме передаваемых данных. В связи с этим особое значение и широкое распространение приобретает метод передачи сигнала, использующий импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ). ИКМ характеризуется улучшенным отношением сигнала к помехам при передаче на большие и сверхбольшие расстояния, а также уменьшением искажений из-за нелинейности амплитудных характеристик в канале связи.

Применение импульсных методов передачи позволит заменить частотное уплотнение каналов временным уплотнением, эффективно использовать электронные методы коммутации сообщений и каналов. А это обеспечит создание универсальной интегральной цифровой сети связи, построенной на единой технической основе и предназначенной для различных форм обслуживания абонентов, пользующихся телефоном, видеотелефоном, телеграфом, факсимильной связью и так далее. Естественно, что на первых порах будут создаваться локальные сети цифровой связи, объединяющие передачу информации различного характера, которые постепенно будут врастать в ЕАСС. В дальнейшем интегральные системы связи обеспечат потребителей не только услугами по приему и передаче информации, но и по ее хранению и обработке.

Вследствие того, что применение цифровых методов связи вызывает значительное расширение требуемой полосы частот, особое значение приобретает исключение избыточности информации, содержащейся в передаваемом сигнале, например, путем ее статистической обработки. Применение специальных приемов модуляции, сжатие динамического диапазона передаваемого сигнала с последующим его восстановлением на месте приема также может способствовать сокращению требуемой полосы частот.

Новые методы передачи вполне совместимы с телефонной связью. Телефонные сообщения еще длительное время сохранят доминирующую роль в общем объеме передаваемой информации. С ростом объема передаваемых данных по телефонным каналам в ближайшие годы можно, по-видимому, справиться путем увеличения емкости обычных электромеханических АТС. Однако это потребует значительных капиталовложений и не решит всех проблем, так как в электро-механических АТС относительно велико время, затрачиваемое на установление соединений.

Указанные недостатки отсутствуют в АТС новых типов — квазиэлектронных (с электронным управлением и механическими контактами в разговорных цепях), а также в полностью электронных АТС. И все же электромеханические координатные АТС будут применяться еще длительное время. Правда, в будущем расширятся виды услуг, предоставляемых абонентам телефонной сети. Среди подобных новшеств можно назвать сокращенный набор номера, переключение телефона на другой номер, разговор между несколькими абонентами и ряд других.

Совершенствование телефонной связи приведет к все более широкому внедрению видеотелефона. Однако при этом, помимо увеличения стоимости оконечных аппаратов, потребуется расширение полосы передаваемых частот, что приведет к необходимости обеспечения абонентов широкополосными коммутируемыми каналами. Все это, в том числе и значительные капиталовложения, естественно, повлияет на масштабы его использования. Поэтому все чаще и чаще внимание специалистов привлекает фототелеграф.

На симпозиуме по технике связи, состоявшемся в 1970 году в Нью-Йорке, фототелеграф был назван спящим гигантом, который должен проснуться в предстоящем десятилетии. Развитие этого вида связи будет зависеть от того, насколько скоро будут созданы умеренные по цене настольные фототелеграфные аппараты, возможно, объединенные с телефонными аппаратами и работающие по общим каналам.

Продолжится совершенствование радиорелейных и кабельных систем связи. Расширение объема и увеличение скоростей передаваемых данных, все возрастающие расстояния, на которые передается информация, потребуют разработки радиорелейных и кабельных линий связи с временным уплотнением и импульсно-кодовой модуляцией.

Несомненно большое будущее и за волноводными линиями связи, работающими в миллиметровых и субмиллиметровых диапазонах волн. Они будут экономически выгодными в случаях, когда потребуется передача таких потоков информации, которые не могут быть реализованы в более низкочастотных диапазонах. Применение волноводов с круглым сечением, волноводов с диэлектрическим покрытием и интегральных схем СВЧ диапазона будет характерной особенностью таких линий.

В настоящее время интенсивно изучаются возможности оптических линий связи. Весьма перспективным для

канализации световой энергии являются гибкие стеклянные световоды, а для ее излучения твердотельные лазеры или светодиоды. Здесь широкое применение получит схемотехника, основанная на использовании оптоэлектронных элементов в интегральном исполнении.

Лазерные линии связи, действующие в открытом пространстве и на короткие дистанции, уже построены и успешно эксплуатируются. О сроках внедрения высокоскоростных световодных систем оптической связи на большие расстояния не представляется возможным сделать сколько-нибудь твердых прогнозов. Такие линии целесообразны будут, по-видимому, лишь при широком использовании видеотелефонной связи и для обмена данными между высокопроизводительными вычислительными комплексами.

Цифровые методы передачи, в том числе и телевизионных сигналов, найдут широкое практическое применение в спутниковой связи. Каналы спутниковой связи станут более емкими, они будут обеспечивать земные и подвижные объекты — самолеты, корабли, космические аппараты обычной связью, а также связывать их с вычислительными центрами. Ожидается здесь и переход на более высокие частоты, что позволит получить более высокую остроту направленности антенных систем и более эффективно использовать мощность бортового передатчика, исключить взаимные помехи между спутниками связи.

Характерной чертой будущего следует считать применение цифровой техники в телевидении. Здесь некоторые системы уже проходят экспериментальную проверку. В телевидении благодаря цифровым методам значительно легче будет решаться задача консервации видеосигналов, так как при цифровой видеозаписи проще устранить искажения, связанные с многократной перезаписью.

Новые перспективы для абонентов откроют системы кабельного телевидения — появится возможность обратной связи абонента с источником информации, то есть получение им программы по запросу, непосредственное его участие в телевизионной передаче и так далее. Кабельное телевидение позволит абонентам осуществлять связь через домашние оконечные устройства (терминалы) с хранилищами информации и вычислительными центрами. Станет реальной видеотелефонная связь между абонентами. Кроме того, кабельное телевидение снимает ограничения числа передаваемых программ, возникающие в настоящее время из-за отсутствия в эфире свободных частотных каналов.

Индустрия информации, базирующаяся на радиоэлектронных средствах, возможно, постепенно начнет вытеснять традиционный канал массового оповещения — печать путем доставки газетных и журнальных материалов по телевизионным и телефонным каналам, выдачи информации из памяти ЭВМ через домашние пульты связи с ЭВМ. Гениальное предвидение В. И. Ленина о газете без бумаги и без расстояний наполнится новым содержанием. Социальные последствия дальнейшего развития ЭВМ и связи будут исключительно велики.