Wyzwania telekomunikacji

Od wprowadzenia do powszechnego użytku telefonu, wynalazku Aleksandra Grahama Bella, pożądana od wieków możliwość powszechnego porozumiewania się na odległość stała się wreszcie faktem. Telefon zmienił obraz świata, ale bardzo długo, prawie do dziś, zwiększała się jedynie jego dostępność, rozszerzały się terytorialne możliwości połączeń, natomiast sama zasada działania pozostawała niemal bez zmian.

Od wprowadzenia do powszechnego użytku telefonu, wynalazku Aleksandra Grahama Bella, pożądana od wieków możliwość powszechnego porozumiewania się na odległość stała się wreszcie faktem. Telefon zmienił obraz świata, ale bardzo długo, prawie do dziś, zwiększała się jedynie jego dostępność, rozszerzały się terytorialne możliwości połączeń, natomiast sama zasada działania pozostawała niemal bez zmian.

Jednocześnie od momentu wynalezienia telefonu rozpoczęły się prace w słynnym Laboratorium Bella, które następnie rozrosło się o kolejne placówki i nosi dziś nazwę Laboratoriów Bella AT&T (patrz CW nr 39/94). Zatrudnieni tam naukowcy opracowali i wdrożyli do powszechnego użytku niemało wynalazków, nie tylko z dziedziny telekomunikacji. Opracowali także przewidywany zarys rozwoju technologii, urządzeń i usług telekomunikacyjnych.

Mikroelektronika

Zasadniczy przełom w telekomunikacji nastąpił w ostatniej dekadzie i ściśle wiąże się z rozwojem mikroelektroniki. Miarą jej rozwoju jest liczba elementów, które można umieścić na pojedynczym krzemowym układzie scalonym. Statystycznie rzecz biorąc, liczba ta podwaja się co 18 miesięcy i jeżeli natrafi na nieznane dziś bariery, jeszcze przed 2010 r. osiągnie granice fizycznego rozwoju. Najmniejszy teoretycznie możliwy tranzystor będzie miał bowiem wymiary 400X400 atomów i nie da się dalej zmniejszać. Wyjściem z tego problemu mogą się stać układy z tranzystorami balistycznymi, których działanie opisane jest już prawami fizyki kwantowej odnoszącymi się do elementarnych cząstek materii. Według naukowców z Laboratoriów Bella takie układy mogą być opracowane już w ciągu najbliższej dekady.

Przesyłanie informacji

Następnym elementem warunkującym rozwój telekomunikacji jest wyrażona w bitach zdolność i odległość przenoszenia informacji bez wzmocnienia sygnału i bez błędów transmisji. Już obecnie działający prawie na całym świecie wideotelefon AT&T przekazuje jednocześnie głos i kolorowy obraz tradycyjnymi łączami miedzianymi. Przesyłany głos wymaga transmisji do 6,8 Kb/s zaś obraz (odtwarzany do 10 klatek/s) do 9,6 Kb/s.

Ponad ten udoskonalony, ale ciągle jeszcze prawie tradycyjny telefon, wyrastają systemy ISDN (Integrated Services Digital Network - Cyfrowe Sieci Usług Zintegrowanych). Ta międzynarodowa norma przesyłania jedną linią głosu, obrazu i danych, posługuje się transmisją 128 Kb/s i międzynarodowym standardem kompresji danych X64 ISDN. Transmisja wg norm ISDN umożliwia płynny przekaz wideo oraz oczywiście pełny przekaz głosu i danych. Systemy ISDN są obecnie instalowane i uruchamiane w państwach o rozwiniętych i nowoczesnych (w tym światłowodowych) sieciach telekomunikacyjnych.

Następnym poziomem usług telekomunikacyjnych jest tzw. DS1. Posługuje się on przekazem 1,5 Mb/s i umożliwia cyfrowy przekaz wideokonferencji, kolorowej telewizji czy dźwięku stereo o jakości odpowiadającej płycie kompaktowej. Kolejny poziom to DS3, który używa przekazu z prędkością 45 Mb/s. Przy zastosowaniu kompresji przekaz z taką szybkością nadaje się już do przekazu HDTV - telewizji wysokiej rozdzielczości. Wreszcie najwyższy poziom przekazu stosowany w telefonii - DS5. Umożliwia on transmisję z prędkością 155 Mb/s i może służyć do wielokanałowego, jednoczesnego przesyłania w czasie rzeczywistym cyfrowych obrazów i dźwięku oraz danych i złożonych obrazów komputerowych.

W nowoczesnych systemach telekomunikacyjnych używa się dziś prawie wyłącznie przesyłowych linii światłowodowych. Sprawność tych systemów statystycznie podwaja się corocznie już od dziesięciu lat. Naukowcy z Bell Lab przewidują, że takie tempo rozwoju utrzyma się przez następne dziesięć lat, zanim osiągnie granice fizycznego rozwoju. Już dzisiaj używa się systemów międzycentralowych przesyłających 3,4 mld bitów/s pojedynczym włóknem optycznym. Jeżeli przewidywania się sprawdzą, w roku 2000 systemy światłowodowe transmitować będą trylion bitów/s. Takie szybkości przesyłu danych są dziś trudne do wyobrażenia, ale z nadmiarem pozwoliłyby na natychmiastowy przekaz wszystkich rodzajów stosowanych obecnie sposobów transmisji.

Urządzenia telekomunikacyjne

Mikroprocesory znajdują obecnie zastosowanie we wszystkich urządzeniach telekomunikacyjnych, począwszy od aparatu telefonicznego, skończywszy na dużej centrali. W aparatach telefonicznych mikroprocesory umożliwiają m.in. wybieranie numerów (skrócone i wg zapamiętanej "książki telefonicznej"), stosowanie szybkiego, nowoczesnego wybierania numerów połączenia (system tone, pracuje jedynie wraz z odpowiednią centralą), systemy przełączania rozmowy, optyczną informację o numerze wybranym i czasie rozmowy, kilka trybów pracy aparatu, w tym głośno mówiący itp. Nowoczesne cyfrowe centrale telefoniczne, to już właściwie specjalizowane komputery. Cyfrowa centrala telefoniczna 5ESS po jej opracowaniu zawierała 2500 mikroprocesorów. Najnowszy jej model, produkowany przez AT&T Telfa Bydgoszcz, używa już ponad 5 tys. mikroprocesorów, co umożliwia zwiększenie liczby wykonywanych funkcji i automatyczne rozwiązywanie problemów uszkodzeń lub nowych elementów eksploatacji.

Oprogramowanie telekomunikacyjne

Nowe możliwości urządzeń i sieci telekomunikacyjnych wymagają coraz sprawniejszego ich oprogramowania. Sposób jego tworzenia nie różni się od sposobów tworzenia innego oprogramowania komputerowego. Obecnie przyjmuje się, że tworzone jest ono w tempie 5-50 tys. niekomentowanych linii kodu źródłowego rocznie na jednego programistę. Górna granica wydajności zależy od liczby i sposobu wykorzystania gotowych modułów programowych, które uzupełnione wymaganymi dla konkretnego zastosowania rozwiązaniami, tworzą gotowy program. W miarę rozwoju technologii i urządzeń telekomunikacyjnych, tworzone jest na bieżąco oprogramowanie. Obecnie proces ten przebiega bez zakłóceń. Jednak nowe rozwiązania techniki telekomunikacji, a szczególnie gwałtowne upowszechnienie się łączności radiowej (telefonia komórkowa) oraz satelitarnej (problemy przełączania rozmów między ruchomymi satelitami), mogą spowodować nieznaczne opóźnienie efektywnego oprogramowania w stosunku do wdrażanych technologii.

Multimedia

Połączenie istniejących obecnie form przekazu (głos, muzyka, tekst, grafika, dane komputerowe, fotografia, wideo, telewizja) w jeden przekaz informacji przesyłany wspólnym systemem staje się coraz bliższy. Powszechnie uważa się także, że systemy multimedialne będą systemami interaktywnymi, czyli takimi w których użytkownik będzie mógł wpływać na ich działanie i treść zgodnie z własnymi potrzebami. Do funkcjonowania powszechnie dostępnych systemów multimedialnych niezbędne są rozległe i szybkie sieci telekomunikacyjne. Takie sieci istnieją i są tworzone już obecnie (światłowodowe infostrady telekomunikacyjne), już za kilka lat staną się ogólnie stosowanym standardem światowym.

Na szybki rozwój systemów multimedialnych zasadniczy wpływ ma ich ogromna atrakcyjność. Dostęp do baz danych, interakcyjnych systemów zakupów towarów i usług, szerokie wprowadzenie wideotelefonii i wideokonferencji, wreszcie oferta ciekawych gier komputerowych oraz upowszechniających się systemów wirtualnej rzeczywistości, to tylko niektóre zastosowania multimediów. Dla niektórych pracowników umysłowych bardzo ciekawie, już w najbliższej przyszłości (niestety chyba nie u nas), rysuje się perspektywa wykonywania swojej pracy w domu, przy możliwości wizyjnej i głosowej obecności w biurze.

Przewiduje się, że światowy rynek urządzeń i usług multimedialnych przyniesie w 1996 r. 12,5 mld USD obrotu i osiągnie 96 mld USD rocznie jeszcze przed rokiem 2000. Około jedna trzecia tych obrotów przypadnie na same usługi telekomunikacyjne. Systemy wideokonferencyjne mają, wg amerykańskich prognoz, już w 1995 r. rozrosnąć się do 100 tys., a w 2000 r. do 400 tys. szt. działających systemów. Jeszcze szybciej mają się rozwijać systemy wideokonferencji instalowane na biurowych i domowych PC. W 1995 r. ma być ich ok. 1 mln w biurach i tyle samo w domach, w 2000 r. ok. 10 mln w biurach i 5 mln w domach, a w 2010 r. liczba systemów PC wyposażonych w funkcje wideokonferencji ma osiągnąć odpowiednio 60 i 50 mln. Być może jednak wraz z wprowadzaniem nowoczesnych technologii, miniaturyzacji urządzeń i niższych cen postęp ten będzie jeszcze szybszy. Przewiduje się, że do 2020 r. telekomunikacja wideo będzie równie powszechna, jak dzisiaj telefonia i telewizja. Wizja świata, w którym każdy z każdym, zawsze i w dowolnej porze będzie mógł wymieniać każdy rodzaj informacji, staje się rzeczywistością.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200