On doqquzuncu əsrin sonu və iyirminci əsrin əvvəllərində telefon və radio rabitəsi sürətlə inkişaf etdi. 1882-ci ildə Rusiyada ilk telefon stansiyası Sankt-Peterburqda işə salındı. Bu stansiyanın 259 abunəçisi var idi. Moskvada isə təxminən eyni vaxtda 200 abunəçi var idi.
1896-cı ildə Aleksandr Popov 250 metr məsafəyə cəmi iki sözdən ibarət ilk radio siqnalını ötürdü: "Heinrich Hertz".
Kommunikasiyanın inkişafı texnoloji tərəqqinin ön sıralarında olmuşdur. O vaxtdan bir əsrdən bir qədər çox vaxt keçdi və bu sənayedəki alim və mühəndislərin əməyi sayəsində biz dünyanın necə dəyişdiyini görürük.
Biz həyatımızı telefonlar, radio rabitəsi, televiziya və internetsiz təsəvvür edə bilmərik. Bu, nəzəriyyəsi XIX əsrin ortalarında Ceyms Klerk Maksvell tərəfindən hazırlanmış elektromaqnit dalğalarının yayılmasına əsaslanır. Elektromaqnit dalğaları faydalı siqnalların daşıyıcısıdır və siqnalın ötürülməsi nəzəriyyəsində rus alimi və mühəndisi, akademik Vladimir Aleksandroviç Kotelnikovun teoremi əsas rol oynayır.
Elmə Kotelnikov teoremi adı ilə daxil olmuşdur.
Vladimir AleksandroviçKotelnikov
Gələcək akademik 1908-ci ildə Kazan Universitetinin müəllimləri ailəsində anadan olub. MVTU im-da oxuyub. Bauman, Moskva Dövlət Universitetində onu maraqlandıran mühazirələrdə iştirak etdi. 1930-cu ildə Kotelnikovun oxuduğu elektrotexnika fakültəsi Moskva Energetika İnstitutuna çevrildi və Kotelnikov onu bitirdi. Bitirdikdən sonra müxtəlif universitetlərdə və laboratoriyalarda çalışıb. Müharibə illərində o, Ufada qapalı elmi-tədqiqat institutunun laboratoriyasına rəhbərlik edib, burada təhlükəsiz rabitə kanalları və mesajların kodlaşdırılması məsələləri ilə məşğul olub.
Təxminən belə inkişaflar Soljenitsın "Birinci dairədə" romanında qeyd olunur.
Qırx ilə yaxın “Radiotexnikanın əsasları” kafedrasına rəhbərlik etmiş, Radiotexnika fakültəsinin dekanı olmuşdur. Daha sonra SSRİ Elmlər Akademiyasının Radiotexnika və Elektronika İnstitutunun direktoru oldu.
Müvafiq ixtisasların bütün tələbələri hələ də Kotelnikovun "Radiotexnikanın nəzəri əsasları" dərsliyi üzrə təhsil alırlar.
Kotelnikov həmçinin radioastronomiya, okeanların radiofiziki tədqiqi və kosmos tədqiqatı problemləri ilə məşğul olurdu.
Onun artıq demək olar ki, 97 yaşında yazdığı "Model Kvant Mexanikası" adlı son əsərini dərc etməyə vaxtı yox idi. Yalnız 2008-ci ildə çıxdı
V. A. Kotelnikov 11 fevral 2005-ci ildə 97 yaşında vəfat edib. O, iki dəfə sosialist əməyi qəhrəmanı olub, bir çox hökumət mükafatlarına layiq görülüb. Kiçik planetlərdən biri onun adını daşıyır.
Kotelnikov teoremi
Rabitə sistemlərinin inkişafıbir çox nəzəri suallar doğurur. Məsələn, qəbul zamanı məlumatı itirməmək üçün müxtəlif fiziki quruluşlu, müxtəlif bant genişliyi ilə rabitə kanalları üzərindən hansı tezlik diapazonunun ötürülə biləcəyinə dair siqnallar.
1933-cü ildə Kotelnikov öz teoremini sübut etdi ki, bu da seçmə teoremi adlanır.
Kotelnikov teoreminin formalaşdırılması:
Analoq siqnalın sonlu (məhdud eni) spektri varsa, o, yuxarı tezlikdən iki dəfə çox olan tezlikdə götürülmüş diskret nümunələrindən birmənalı şəkildə və itkisiz yenidən qurula bilər.
Siqnal müddəti sonsuz olduqda ideal vəziyyəti təsvir edir. Onun kəsilmələri yoxdur, lakin məhdud spektrə malikdir (Kotelnikov teoremi ilə). Bununla belə, məhdud spektrli siqnalları təsvir edən riyazi model praktikada real siqnallara yaxşı tətbiq olunur.
Kotelnikov teoreminə əsaslanaraq, fasiləsiz siqnalların diskret ötürülməsi üsulu həyata keçirilə bilər.
Teoremin fiziki mənası
Kotelnikov teoremini sadə dillə aşağıdakı kimi izah etmək olar. Müəyyən bir siqnal ötürmək lazımdırsa, onu bütövlükdə ötürmək lazım deyil. Onun ani impulslarını ötürə bilərsiniz. Bu impulsların ötürülmə tezliyi Kotelnikov teoremində seçmə tezliyi adlanır. Siqnal spektrinin yuxarı tezliyindən iki dəfə çox olmalıdır. Bu halda, qəbuledici tərəfdə siqnal təhrif edilmədən bərpa olunur.
Kotelnikov teoremi diskretləşmə haqqında çox mühüm nəticələr çıxarır. Müxtəlif növ siqnallar üçün fərqli seçmə dərəcələri var. Kanal eni 3,4 kHz olan səsli (telefon) mesaj üçün - 6,8 kHz və televiziya siqnalı üçün - 16 MHz.
Rabitə nəzəriyyəsində bir neçə növ rabitə kanalı var. Fiziki səviyyədə - simli, akustik, optik, infraqırmızı və radio kanalları. Teorem ideal rabitə kanalı üçün işlənib hazırlansa da, o, bütün digər növ kanallara şamil edilir.
Çoxkanallı telekommunikasiya
Kotelnikov teoremi çoxkanallı telekommunikasiyanın əsasını təşkil edir. Nəbzləri seçərkən və ötürərkən, impulslar arasındakı müddət onların müddətindən çox böyükdür. Bu o deməkdir ki, bir siqnalın impulslarının intervallarında (buna vəzifə dövrü deyilir) başqa bir siqnalın impulslarını ötürmək mümkündür. 12, 15, 30, 120, 180, 1920 səs kanalları üçün sistemlər tətbiq edilmişdir. Yəni bir cüt naqil vasitəsilə eyni vaxtda təxminən 2000 telefon danışığı ötürülə bilər.
Kotelnikov teoreminə əsaslanaraq, sadə sözlə demək olar ki, bütün müasir rabitə sistemləri yaranıb.
Harry Nyquist
Elmdə bəzən olduğu kimi, oxşar problemlərlə məşğul olan alimlər demək olar ki, eyni vaxtda eyni nəticələrə gəlirlər. Bu olduqca təbiidir. Bu günə qədər konservasiya qanununu kimin kəşf etdiyi - Lomonosov və ya Lavuazye, közərmə lampasını icad edən - Yablochkin və ya Edison, radionu ixtira edən - Popov və ya Markoni ilə bağlı mübahisələr səngiməyib. Bu siyahı sonsuzdur.
Bəli,İsveç əsilli amerikalı fizik Harry Nyquist 1927-ci ildə "Certain Problems of Telegraph Transmission" jurnalında Kotelnikovun araşdırmasına oxşar nəticələrlə öz tədqiqatını dərc etdi. Onun teoremi bəzən Kotelnikov-Nyquist teoremi adlanır.
Harry Nyquist 1907-ci ildə anadan olub, Yale Universitetində doktorluq dissertasiyası müdafiə edib və Bell Labs-da işləyib. Orada gücləndiricilərdə istilik səs-küyü problemlərini öyrəndi, ilk fototeleqrafın hazırlanmasında iştirak etdi. Əsərləri Klod Şennonun sonrakı inkişafı üçün əsas oldu. Nyquist 1976-cı ildə vəfat etdi
Claude Shannon
Claude Shannon bəzən informasiya əsrinin atası adlandırılır - onun ünsiyyət nəzəriyyəsi və kompüter elminə verdiyi töhfə o qədər böyükdür. Klod Şennon 1916-cı ildə ABŞ-da anadan olub. Bell Laboratoriyasında və bir sıra Amerika universitetlərində işləyib. Müharibə zamanı o, Alman su altı qayıqlarının kodlarını deşifrə etmək üçün Alan Turinqlə birlikdə çalışdı.
1948-ci ildə "Riyazi ünsiyyət nəzəriyyəsi" məqaləsində o, məlumatın minimum vahidinin təyini kimi bit terminini təklif etdi. 1949-cu ildə o, (Kotelnikovdan asılı olmayaraq) onun diskret nümunələrindən siqnalın yenidən qurulmasına həsr olunmuş teoremi sübut etdi. Buna bəzən Kotelnikov-Şennon teoremi də deyirlər. Düzdür, Qərbdə Nyquist-Şennon teoreminin adı daha çox qəbul edilir.
Şennon entropiya anlayışını ünsiyyət nəzəriyyəsinə daxil etdi. Kodları öyrəndim. Onun işi sayəsində kriptoqrafiya tam hüquqlu bir elmə çevrildi.
Kotelnikov və kriptoqrafiya
Kotelnikov həmçinin kodlar və problemləri ilə məşğul olurdukriptoqrafiya. Təəssüf ki, SSRİ dövründə kodlar və şifrələrlə bağlı hər şey ciddi şəkildə təsnif edilirdi. Kotelnikovun bir çox əsərlərinin açıq nəşrləri ola bilməzdi. Bununla belə, o, düşmənin şifrələrini aça bilmədiyi qapalı rabitə kanalları yaratmağa çalışdı.
18 iyun 1941-ci il, demək olar ki, müharibədən əvvəl Kotelnikovun "Avtomatik şifrələmənin əsasları" adlı məqaləsi yazılmış, 2006-cı ildə "Kvant kriptoqrafiyası və Kotelnikovun birdəfəlik açarlar və oxunuşlar haqqında teoremi" toplusunda dərc edilmişdir.
Səs-küy toxunulmazlığı
Kotelnikovun işinin köməyi ilə informasiyanın itirilməməsi üçün rabitə kanalında ola biləcək maksimum müdaxilənin miqdarını təyin edən potensial səs-küy toxunulmazlığı nəzəriyyəsi işlənib hazırlanmışdır. İdeal qəbuledicinin realdan uzaq variantı nəzərdən keçirilir. Lakin kommunikasiya kanalını təkmilləşdirməyin yolları aydın şəkildə müəyyən edilib.
Kosmosun kəşfiyyatı
Kotelnikovun rəhbərlik etdiyi komanda kosmik rabitə, avtomatlaşdırma və telemetriya sistemlərinə böyük töhfə verdi. Sergey Pavloviç Korolev Kotelnikov laboratoriyasını kosmik sənayenin problemlərinin həllinə cəlb etdi.
Vahid nəzarət və ölçmə kompleksinə birləşdirilən onlarla nəzarət və ölçmə nöqtələri quruldu.
Planetlərarası kosmik stansiyalar üçün radar avadanlığı hazırlanıb, Venera planetinin qeyri-şəffaf atmosferində xəritəçəkmə aparılıb. Kotelnikovun rəhbərliyi altında hazırlanmış cihazların köməyi ilə "Venera" və "Magellan" kosmik stansiyalarıəvvəlcədən müəyyən edilmiş sektorlarda planetin radar sahələri. Nəticədə biz sıx buludların arxasında Venerada nələrin gizləndiyini bilirik. Mars, Yupiter, Merkuri də tədqiq edildi.
Kotelnikovun təkmilləşdirmələri orbital stansiyalarda və müasir radioteleskoplarda tətbiq tapdı.
1998-ci ildə V. A. Kotelnikov fon Karman mükafatına layiq görüldü. Bu, Beynəlxalq Astronavtika Akademiyasının kosmos tədqiqatlarına əhəmiyyətli töhfəsinə görə yaradıcı təfəkkürə malik insanlara verilən mükafatdır.
Yerdənkənar sivilizasiyaların radio siqnallarını axtarın
Ən böyük radioteleskoplardan istifadə edərək Seti-dən kənar sivilizasiyaların radiosiqnallarını axtarmaq üçün beynəlxalq proqram 90-cı illərdə işə salınıb. Bu məqsədlə çoxkanallı qəbuledicilərdən istifadənin zəruriliyini əsaslandıran Kotelnikov idi. Müasir qəbuledicilər bütün mümkün diapazonu əhatə etməklə eyni vaxtda milyonlarla radio kanalına qulaq asır.
Həmçinin onun rəhbərliyi altında ümumi səs-küy və müdaxilədə ağlabatan dar zolaqlı siqnal üçün meyarları müəyyən edən iş aparılıb.
Təəssüf ki, bu günə qədər bu axtarış uğurlu olmayıb. Lakin tarixin miqyasında onlar çox qısa müddət ərzində aparılır.
Kotelnikov teoremi elmdə fundamental kəşflərə istinad edir. O, Pifaqor, Eyler, Qauss, Lorentz və s. teoremləri ilə etibarlı şəkildə paralel qoyula bilər.
Hər hansı bir elektromaqnit siqnalı ötürmək və ya qəbul etmək lazım olan hər sahədə biz şüurlu və ya şüursuz olaraq Kotelnikov teoremindən istifadə edirik. Telefonla danışırıq, televizora baxırıqradioya qulaq asın, internetdən istifadə edin. Bütün bunlar əsasən siqnalların seçilməsi prinsipini ehtiva edir.
