facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Page translation
 

ЕДИНСТВО ИНФОРМАЦИИ В ТЕХНИКЕ РЕГИСТРАЦИИ, ЕЁ ЗАЩИТЕ, ПЕРЕДАЧЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ОСОБЕННО В ПРЕПОДАВАНИИ В ВУЗАХ УКРАИНЫ (АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И КРАТКИЙ ОБЗОР)

ЕДИНСТВО ИНФОРМАЦИИ В ТЕХНИКЕ РЕГИСТРАЦИИ, ЕЁ ЗАЩИТЕ, ПЕРЕДАЧЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ В ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ОСОБЕННО В ПРЕПОДАВАНИИ В ВУЗАХ УКРАИНЫ (АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И КРАТКИЙ ОБЗОР)
Travnikov Yevgeniy, гранд-конструктор впк ссср, candidate of technical sciences, associate professor

Georgiy Rozorinov, professor, doctor of technical sciences, full professor

Sergey Tolupa, professor, doctor of technical sciences, full professor

Larisa Kryuchkovа, associate professor, candidate of technical sciences, associate professor

State University of Telecommunications, Ukraine

Championship participant: the National Research Analytics Championship - "Ukraine";

В статье рассматриваются вопросы информации и её главных составляющих: техники регистрации информации, её анализа, передачи на расстояние, защиты всевозможными способами и другие виды обработки.

Ключевые слова: Информация, регистрация, защита, анализ.

The article deals with the issues of information and its main components: technology-register information, analysis, transmission distance, protection of all sorts of ways and other kinds of processing.

Keywords:information, registration, protection, analysis.

«Кто владеет информацией, тот владеет миром!»

 (Норберт Винер, отец мировой кибернетики)

 

Сначала появилась информация (лат. informatio - разъяснение, изложение)- совокупность каких-либо сведений об окружающем мире, знаний и протекающих процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством (регистратором). Или более проще: все, что мы слышим, видим, ощущаем, осязаем и главное, что рождает и воспринимает наша голова. Информация является основой всех наших познаний окружающего мира и использованию её придается громадное значение: « В штаб-квартире ЦРУ в холе со сводчатым потолком шелестели приглушенные разговоры находящихся тут людей. Звук будто просачивался откуда-то сверху. Огромное яркое мозаичное панно на стене провозглашало: «Обеспечить мировое превосходство США в сфере информации в мирное время и в период военных действий» (Национальное разведывательное управление, книга Дэн Брауна, «Точка обмана, с. 19, изд-во Транзиткнига, М., 2006 г. Заметьте, не в области ракетостроения, самолетостроения или другого важного, а в области информации. Любаяинформация без возможности еёзаписать и потом когда не обходимо воспроизвести - только чудесные мгновения и не больше. Услышал, увидел, ощутил прелесть любимого создания и все испарилось. И только с помощью техники регистрации (в общем понятии – записи - воспроизведения) возможно надолго или навсегда запечатлеть прекрасные звуки, встречи, изображения и оставить это истории или себе на память. Но нет информации, нечего регистрировать, поэтому информация и регистрация являются сиамскими сестрами близнецами, что ясно представлено на структурной схеме информации и главных её составляющих (рис. 1).

Рис. 1. Структурная схема единства информации, регистрации, защиты, передачи и использовании ее.

 Регистрация (более строго запись и воспроизведение) информации позволяет различными устройствами и способами реализовать фиксацию необходимой информации на материальном носителе, а потом выполнять другие заданные технологические действия (анализ, защиту, передачу любыми способами, размножение, хранение, во времени и пространстве, уничтожение и другое). Ниже рассмотрим более подробно о выше сказанном, а именно о первом звене «информация».

1. Основные видыинформации по форме её представления, способам передачи можно различить:

 - графическая (изобразительная) - первый вид, для которого был реализован способ хранения сведений об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде художественных картин, полиграфической продукции (газеты, книги и др.), потом фотографий, схем, чертежей и другие материалы.

- звуковая - мир вокруг нас полон естественных природных звуков (гром, шум моря, водопадов, взламывания льда на озерах, реках морях и др.) и искусственных звуков (музыка, пение, речь, шум движущегося транспорта, взрывы боеприпасов, стрельба из оружия, голоса животного мира и др.).

- числовая - количественная мера объектов и их свойств с помощью простых символов, кодирования.

- видеоинформация - способ сохранения подвижных картин окружающего мира (кино, видео).

- тактильная - информация, передаваемая ощущениями предметов и объектов (рукопожатия, объятия, поцелуи, нежность женского тела, любимого нами без предела и др.).

- органолептическая - (осязания), передаваемая запахами (духов, газов, вкусами и др.).

– радиоволновая - для передачи на большие расстояния с использованием радиоволн (электромагнитных колебаний) в широком диапазоне: звука, телевидения, радарных комплексов и др.

Единица информации -условно принят один бит (англ..bit – двоичная единица), в вычислительной технике битом называют порцию памяти из двух знаков «0» и «1». Широко используются также единицы информации: 1 байт = 8 бит, 1 Килобайт (Кбайт = 1024 байт), 1 Мегабайт (Мбайт = 1024 Кбайт), 1 Гигабайт (Гбайт = 1024 Мбайт) 1 Терабайт (Тбайт = 1024 Гбайт), 1 Петабайт (Пбайт = 1024 Тбайт).

Информацию можно:

- создавать (генерировать только с помощью нашей головой, передавать, воспринимать),

- использовать,

- запоминать,

- -принимать,

- копировать,

- формализовать,

- распространять,

- преобразовывать,

- хранить, искать, измерять, разрушать,

 – защищать.

Все кроме первого выполняется с помощью техники регистрации и защиты. Из структурной схемы (рис 1) видно, что базой для любых дальнейших исследований является информация, нет информации, нет никакой техники регистрации её, передачи, защиты её, а есть информация - вступает наша голова для нахождения известной техники регистрации, её модернизации или рождения новой техники регистрации (на структуре обозначено «Х», рис. 4). Когда появляется какая-либо информация, она может быть зарегистрирована (записана) без преобразования, например, записать сразу видеокамерой, фотоаппаратом, магнитофоном с встроенным микрофоном (рис 2) или с преобразованием студийной телекамерой, отдельными микрофонами с усилителями и микшерами в необходимые сигналы на уже на автономную аппаратуру регистрации (рис 3).

Рис. 2. Регистрация информации фотоаппаратом без преобразования ее дополнительными устройствами.

Рис. 3. Регистрация информации на борту истребителя с преобразованием её различными электромагнитными датчиками.

Это также характерно для большинства спецтехники, например самолетных магнитных самописцев, на которые поступает информация от бортовых радиостанций, электромагнитных датчиков на «черные ящики» и др. Далее после регистрации информации она поступает на анализирующие устройства (на анализ), назначение которых определить по заданной программе требует или не требует защиты записанная информация  Потом информация, не требующая защиты, например, видеорепортаж с «горячих точек» (Сирии, Египта и др.) поступает на спутниковые системы передачи информации по назначению (теле центры и др.), где она вторично записывается, редактируется и вечером мы смотрим репортажи по программе «Время», «События и др.

Рис. 4 Структурная схема классификации информации.

Если информация требует защиты, то она поступает на специальные устройства по защите её (подробнее будет сказано позже), а потом защищенная информация поступает также на передачу по проводным каналам (оптико-волоконным) или радиоканалам как в предыдущем случае. А потом она вторично регистрируется на объекте заказчика. В любых вариантах информация вторично регистрируется и определяется ей место и дальнейшая обработка, например, мы написали статью в международный уважаемый сборник МАНВО на заочную конференцию. Выполнили запись статьи с иллюстрациями на персональном компьютере и переслали её по электронной почте на сервер МАНВО г. Одессы. Сервер- это устройство представляет собой некоторую отличную от персоналок модель компьютера как систему повышенной мощности, он имеет диски жесткие. Винчестеры, оптические, твердотельной электронно - полупроводниковой памяти или на магнитной ленты «стримеры», на которых можно разместить большие массивы информации (подробнее будет сказано позже), с которых можно воспроизводить принятую информации потребителем (вторичная регистрация информации). Далее потребитель присланную информацию редактирует, обкладывает иллюстрации, где надо текстом и т п. Затем выполняются печатные работы (третий этап регистрации информации), собираются сборники печатных статей и рассылаются авторам статей. Вот краткое изложение некоторых аспектов информации и её обработке. Далее идет громадная армада устройств техники регистрации всевозможного направления.

2 Техника регистрации информации (записи, воспроизведения, её анализа и хранения) занимает большую область науки-техники и может упрощенно быть представлена традиционной таблицей или оригинальным древом с ветками видов техники (рис 4), где ствол древа выходит из основания (базы), которая является их первозданной землей обетованной. Далее могут идти какие-то общие вопросы для всех ветвей регистрации (поясним подробнее) Наиболее интересной техникой регистрации информации является:

а -электромагнитная (рис 5), которая имеет множество носителей, начиная с магнитной проволоки, магнитной ленты (неперфорированной и перфорированной) магнитных гибких (флоппи) и жестких (винчестеров) дисков, магнитных барабанов, магнитных карт.

Рис. 5 Применение электромагнитной записи в аппаратуре военно-морского флота (ВМФ).

Электромагнитная регистрация основана на электрической записи информации магнитными головками на магнитотвердом носителе способом изменения магнитного состояния (намагничивания) подвижного или неподвижного носителя записи в соответствии с сигналами записываемой информации под воздействием электромагнитного поля головки записи. Воспроизведение информации осуществляется восприятием намагниченного состояния движущегося носителя (или магнитной головки) индуктивным элементом с разомкнутой магнитной цепью, обращенной к записи на носителе и имеющему электрообмотки, в которых возникает ЭДС, которая далее поступает на усилитель воспроизведения и, если это звукозапись, то потом на акустическую систему (громкоговорители). Поскольку при запии и воспроизведении электрических сигналов происходят электромагнитные процессы, то называть это чисто магнитной записью терминологически не корректно. Физика электромагнитной записи включает в себя три процесса:стирания, записи и воспроизведения. Запись - способ фиксации информации путем устойчивого пространственного изменения остаточной намагниченности магнитотвердого покрытия носителя записи при помощи магнитной головки записи. Воспроизведение - когда носитель записи (уже сигналограммы) индуцирует в обмотке головки воспроизведения электрические сигналы воспроизведения, тождественные тем, что использовались при записи. Стирание информации - когда носитель размагничивают воздействием высокочастотным убывающим по величине магнитным полем магнитной головки стирания. Сквозной канал записи-воспроизведения информации - когда устройство (аппарат) имеет одновременно процессы стирания, последующей записи и воспроизведения информации. Высококачественные магнитофоны бытовые и все профессиональные имеют только сквозной канал. Электромагнитная регистрация с бытового назначения уже сходит с широкого применения (на магнитной ленте), но широко ещё применяется в студийных магнитофонах с широкой магнитной лентой (50,8 мм), профессиональных магнитофонах при звукомонтаже кинофильмов (на 24 каналах записаны стандартные звуки: молний, прибоя волн, взрывы снарядов, шумы дождя и др.). Широкое применение электромагнитная регистрация находит для кораблей ВМФ, самолетов ВВС (рис. 5), для космических кораблей полетов на Марс (американские разработки широкого ряда моделей MARS), а особенно для дисковых механизмов персональных компьютеров (ПК) и серверов различных фирм, офисов и организаций (рис. 6). Впервые в мире и СССР электромагнитная регистрация на магнитной проволоке была применена для записи переговоров космонавтов с центром управления (ЦУП) и эти разработки были выполнены в г. Киев на п/я 231 (ныне НИИ ЭМП). Главным конструктором был ныне здравствующий Тумаркин Н. В. и др. Сейчас магнитная проволока как носитель информации ограниченно применяется для спеццелей.

Рис. 6. Электромагнитная запись.

б - оптико-механическая регистрация, которая включает в себя как процессы с неподвижными так и с подвижными изображениями с химической обработкой носителя информации. В качестве носителя информации используется гибкая перфорированная светочувствительная фото (кинопленка) толщиной 150 мкм (0,15мм) шириной 16мм,35мм или 70 мм, на которую при записи (съемке) проецируется сфокусированное изображение информации через оптическую систему – объектив. Экспонированная (засвеченная) изображением за доли секунды (О,1с,0,05с, 0,01с) перфорированная пленка далее перемещается на один кадр и опять повторяется далее съемка. Для фотоаппаратуры это перемещение выполняется вручную через любое требуемое время съемки (рис. 7), а для киносъемки (рис. 8) это выполняется специальным механизмом прерывистого (скачкообразного) перемещения, называемого грейферным, передвигающим при перекрытом свете от изображения носитель на кадр со стандартной частотой для профессиональной техники 24 кадр/с или другой для спецсъемки более высокой, кратной 24 (48, 96 и выше). Полет пули после выстрела был снят киносъемочной камерой с частотой 1000 кадр/с. Перекрытие света после объектива на кинопленку в момент её прерывистого движения выполняется специальным устройством, называемымобтюратором, а в фотоаппаратах - специальными шторками.

Рис. 7. Оптико-механическая регистрация неподвижных изображений.

Точное фиксированное положение кино или фотопленки обеспечивается фильмовым каналом с окном, равным размеру кадра, обычно с соотношением высоты и длины как 3:4. Ленточный носитель при съемке наматывается на приемную катушку в специальной светонепроницаемой кассете и после отдается для химической обработке (проявлению в проявителе, промывке, закреплению и сушке). Пленка от съемок фотоаппаратом поступает после химобработки на воспроизведение как на диапроеторах, так и для печати с неё фотографий на специальных машинах и мы получаем изображение обычно цветное наших встречь, отдыха и любимых женщин и детей. Длина фотопленки обычно составляет 36 кадров, длина кинопленки - до 300м. Пленку от съемок киноаппаратами после химобработки поступает на дальнейшие технологические процессы (печати копий, монтажу, звукомонтажу и др.), очень сложным и длительным. Готовый кинофильм в его многих копиях поступает в кинопрокат в кинотеатрах, демонстрациях на различных кинофестивалях, в том числе и престижных как на премию Оскара в Голливуд (США), чаще для последнего на кинопленке шириной 70мм. Демонстрация кинофильмов выполняется на специальных кинопроекторах (рис 8), где прерывистое перемещения кинопленки с частотой 24 кадр/с  выполняется специальным механизмов, называемым мальтийским, а проицирование (проекция) выполняется мощными источниками света (кинолампами), конденсорами и проекционными объективами. Из бытового применения киносъемка уже прочно ушла, а осталась только для профессиональной кинематографии и специальных целей и будет долго нас радовать очень высоким качеством, пока неповторимым другими видами регистрации изображений.

Рис. 8. Оптико-механическая регистрация подвижных изображений.

в- фотоэлектростатическая регистрация изображений - изобретенная Чарльзом Карлсоном (США) в 1950 году, нам хорошо известная по снятию «ксерокопий», название получила от древнегреческого слова «ксерокс - сухой». Отличается от влажных снятых с чертежей копий, проявляемых в парах аммиака так называемые «синьки». На прямолинейно перемещаемое стекло накладывается оригинал (чертеж, фотография, текстовый документ и др.), который освещается от линейного источника света (специальной газоразрядной лампой) и проектируется линейно через стекло под небольшим углом на движущийся оригинал (рис. 9).

Рис. 9. Фотоэлектростатическая регистрация изображений.

Отраженный линейный луч от изображения через линейный объектив фокусирует отраженное на вращающийся светочувствительный барабан (СБ), который до его взаимодействия с лучем заряжается от источника высокого электростатического напряжения (коротроного разрядника), например положительного заряда. Луч света, отраженный от затемненных участков снимаемого оригинал не снимают электростатического заряда, а со светлых - снимаются в соответствии с тоном движущегося оригинала. Далее светочувствительный барабан СБ вращаясь, подходит к блоку проявления изображения в виде тонера с заряженным уже отрицательно черным очень мелким порошком, который согласно законам электростатики прилипает на темные заряженные участки барабана СБ. Далее СБ взаимодействует по определенному поверхностному углу с листом бумаги (обычно формата А 4 или А3), заряженные тоже отрицательно и прижимаемому к СБ. Происходит перенос порошка на изображение оригинала. Бумага (носитель записи) также движется, прижатая к СБ электростатически и фрикционно, отделяется от барабана и поступает на узел термофиксации (электронагреватель), обеспечивающий температуру нагрева до 1800 С и оплавление порошка, получается очень прочная и надежная адгезия (сцепление) порошка с бумагой. Далее копия выходит в листоприемник ксерокса немного горячая. СБ дальше вращается и подходит к узлу механической очистки барабана и лампе стирания информации на нём. После СБ вновь заряжается электростатическим напряжением и все повторяется вновь. Принцип электростатического переноса изображения на бумажный носитель информации. Светочувствительный барабан – главная деталь ксерокса изготовляется из алюминиевого высокопрочного сплава типа В95 и покрывается селеновым полупроводником из четырех слоёв. Царапины на поверхности СБ не допустимы, так как копии могут быть с полосами и др. Лазерные принтеры отличаются только тем, что лазерный луч сканирует строку изображения от начала до конца вращающимся многогранным зеркалом (6-8 граней), а так все процессы одинаковы. Фотоэлектростатическая регистрация изображений очень прогрессивна, дешева и находит громадное распространение особенно у студентов ВУЗов (они мают копии лекций, лабораторок, иллюстраций, страниц учебной литературы и др. ), великолепное периферийное устройство.

г - термопластическая регистрация изображений - (рис 10) применяется в основном для спутниковых систем различного назначения, в том числе и военного. На иллюстрации коротко представлены её основные устройства и физика процессов. Термопластическая регистрация иногда именуется как фототермическая регистрация оптического изображения , имеющая обязательно объектив, основанная на преобразовании оптического изображения в механический микрорельеф на поверхности термопластического слоя специального ленточного гибкого или жесткого пластинчатого носителя информации. Если применяется ленточный носитель, то это подобная фотопленке перфорированнаяпленка шириной 35мм и толщиной 150 мкм. К достоинству её относится самая высокая разрешающая способность (2000-3000 лин/мм), к недостатку - сравнительно высокая сложность техники устройств её осуществления.

Рис. 10. Термопластическая регистрация изображений.

д - электронно-лучевая регистрация изображений -основана на широко известной технике получения изображении на люминофорном экране вследствие взаимодействия его с сфокусированным пучков электронов, рисующим изображение лучом за счет управляемой отклоняющей системы электронно- лучевой трубки - телевизионной или осциллографической (рис. 11).

е - кинотелевизионная регистрация изображений (рис. 12) основана на получении совместимости частоты 24 кадр/с (кинопроцесс) с частотой 25 Гц видеосигнала (телевидение) путем съемки кинофильма методом видеозаписи и дальнейшего перевода её на кинопленку. Процесс этот довольно сложный технологически, но позволяет получать и видеофильм для телевидения и кино-фильм без всякого «растра» для показа в кинотеатрах на большой экран. Требует разработки высококачественной аппаратуры для перевода видеофильмов с магнитной видеоленты (магнитных дисков, ПЗС) на кинопленку, применения цифровых методов в образовании изображения и звука, разработки простых технологий монтажа кинопродукции. Современные телекинопроекторы на ПЗС позволяют резко упростить съемки кино и телевизионных фильмов (здесь не рассматриваются), но - уже успешно внедряются.

Рис. 11. Электронно-лучевая техника ЗВИ (ЭО, телевизоры, мониторы).

ж - статические виды регистрации изображений (рис. 13) не имеют механизмов движения носителя информации и включает в себя ферритовую и электронно-полупроводниковую память - приборы зарядовой памяти (ПЗС). Носители записи относятся к твердотельным видам памяти. Ферритовая память содержит сердечник круглой или прямоугольной формы из магнитотвердого материала (феррита) с размещенной на нем электрообмотки из нескольких (до 15-20 витков) тонкого 0,1 мм в диаметре медного изолированного провода (рис 13, а, в). Обмотки распаяны на печатных платах, один конец каждой распаян на земляном общем печатном проводнике платы (шине), а второй (вторые) имеют отдельные выводы и распаяны на свои печатные проводники платы.

Рис. 12. Структурная схема кинотелевизионной системы.

Ферритовые сердечники имеют прямоугольную форму петли гистерезиса и намагничиваются прямоугольными импульсными электрическими сигналами от электронных коммутаторов. Состояние намагниченного сердечника – Вr соответствует «0», а намагничивание +Вr соответствует «1», таким образом на сердечниках осуществляется электромагнитная запись, а воспроизведение - коммутатором считывается состояние намагниченности, соответствующее записанной кодовой информации. Такой вид регистрации занимал громадные площади в залах вычислительных центов, а объем памяти одной матрицы 100х100 мм составлял всего лишь 512 байт, что и предопределило полный сход с практики такого вида регистрации информации. Её замениласверх прогрессивная и с колоссальным объемом, малыми размерами твердотельная электронно-полупроводниковая память – приборы с зарядовой связью (ПЗС), некоторые примеры её приведены на рис. 13 в нижней половине.

Рис. 13. Статистические виды регистрации информации.

Подробно принцип работы и конструктивное исполнение его приведено в наше статье в МАНВО от 14 Х1  2013г. поэтому нет смысла его повторять, единственно можно отметить яркую перспективу на много лет вперед этой памяти во многих научных, военных, промышленных и учебных целях для регистрации всевозможной информации.

з - механико-оттисковая регистрация изображений (рис. 14) основана на взаимодействии с механическим контактом (давлением) печатного вращающегося барабана с гибким носителем – бумагой, как в рулонах, так и в листовом формате. Печатный формовой барабан имеет обрезиненный слой с рельефным (выступающим) обратным изображением текстов, иллюстраций и др.

Рис. 14. Механико-оттисковая регистрация изображений.

Верхний печатный барабан полностью выполнен металлическим, между двумя барабанами размещается гибкий носитель (бумага). На нижний печатный барабан наносится непрерывно печатная краска, обычно для газет – черная. Цветная печать выполняется за счет того, что бумага проходит через несколько (сколько цветов) печатные барабаны, каждый из которых имеет только выступающий рельеф для отдельно каждого цвета, а пройдя все печатные барабаны получают многоцветную печать. Вращение всех печатных барабанов строго засинхронизированы через зубчатые передачи, обеспечивающие точное совпадение разных цветов на каждом печатном изделии. К механико-оттисковой регистрации относят также печать на жестком носителе, например орденов, медалей, значков городов и др., только для осуществления этих работ применяется прямолинейное как в штампах движение верхнего пуансона с изображением. Изображение может быть также на нижней части печатного станка - матрице (обычно медали имеют изображение на двух торцевых сторонах). К ме-ханико-оттисковой регистрации относят также все пишущие машинки, телеграфные аппараты связи и матричные принтеры, но там давление между бумагой и обрезиненным барабаном осуществляется ударным действием шрифтовых рычагов через печатную тканевую ленту. Механико-отттисковая регистрация информации занимает по объему продукции на порядок-два больше, чем все остальные вместе взятые: это миллионные тиражи газет, книг, журналов, театральных афиш, наших денег, в том числе и монетных, всевозможных тканей и ковров, этикеток на спирто-водочных изделиях, билетах, поздравительных открытках, учебные тетради и многое другое. Для жестких носителей информации (медалей и др.) применяют мягкие сплавы алюминия и латуни, или спецметаллы для денежных монет.

и - оптико-лазерная регистрации информации (рис. 15) основана на взаимодействии жесткого вращающегося оптического диска с сфокусированным лазерным красным или синим лучом оптико-лазерной головки записи-воспроизведении.

Рис. 15. Оптико-лазерная регистрация изображений на оптических дисках.

 

Бесконтактное взаимодействие носителя и головки выполняется за счет подпружиненной подвески головки и эффекта Бернули, который обеспечивает захват воздуха при вращении диско с большой скоростью (до 7000 об/мин). Воздушный зазор обычно составляет 0,2-0,3 мкм, что не позволяет поцарапать пластмассовую поверхность диска. Лазерно-оптическая головка перемещается прямолинейно к центру вращения диска механизмом, называемым позиционером, включающим прямолинейные цилиндрические направляющие, каретку, зубчатые и реечные передачи и приводной электродвигатель постоянного тока, обычно коллекторный. Вращение оптического диска создается электродвигателем постоянного тока бесколлекторным. Принцип записи - воспроизведения заключается в том, что полупроводниковый лазер излучает свет на собирающую и фокусирующую линзу - коллиматор, после которого лазерное излучение через дифракционную решетку попадает на поляризационный куб, проходит через него и после поляризационной пластины фокусируется объективом и попадает на вращающийся диск. Запись на средней внутренней части сдвоенного диска выполняется по спирали Архимеда (как при граммофонной механической звукозаписи) лучом лазерной головки, где на фоторезистивном слое остаются штрихи глубиной 0,12 мкм и длиной от 0,8 до 3,3 мкм (питы), представляющие собой записанную информацию. Процесс воспроизведения записей выполняется этим же лучом лазерной головки, который считывает информацию с оптического диска через фокусирующий объектив, поляризационную пластину и отражается от диагонали поляризационной призмы (куба), поворачивается на 900 и идет через объектив из двух линз на фотоприемник - ПСЗ, расположенный также на каретке с оптико-лазерной головкой (ОЛГ). Оптико-лазерная регистрация информации имеет очень большое применение в технике регистрации и без нее пока она не мыслима в силу многих положительных преимуществ, сокращенно называется CD-ROM. Накопители CD-ROM позволяют одноразовые записи («прожигания» фоторезистивного слоя оптического диска) и многократное воспроизведения их. Диски имеют зеленовато-золотистый цвет вследствие золотому отражению слоя под ними. Чтобы расширить функции и использование оптической записи фирма SONY с другими предложила новый универсальный формат записи на оптических дисках:СD-DVD. Этот форматотличается тем, что позволяет при использовании приблизить качество видеоизображения для бытовых целей до качества студийной ТВ продукции, кроме того он позволяет выполнять многоразовую запись на оптических дисках.

к - магнито-оптическая регистрация информации (рис. 16) основана на сочетании магнитной (электромагнитной) и оптической регистрации информации. В отличие от традиционных оптических дисков CD в МО-дисках используют магнитный записывающий диск, материал которого (магнетик) характеризуется большим значением коэрцетивной силы, который фиксирует состояние магнитной ориентации доменов.

Рис. 16. Магнитно- оптическая регистрация изображений на дисках.

Основу диска как и в компакт-диска составляет пластмасса типа поликарбонат. Записывающий диск - это соединение тербия (Tb), железа (Fе) и кобальта (Со). Для защиты от коррозии записывающий слой с обеих сторон окружен слоями нитриду кремния (SiN). Отражающий слой выполняют из алюминия (Al). Как основной магнитный материал чаще применяют кобальт или кобальт с платиной. У них имеется перпендикулярная намагниченность поверхности диска. В процессе записи информации на МО диск лазерный луч фокусируется на поверхности в точку микронного размера. Поверхность магнетика в точке фокусирования разогревается, а его температура достигает точки Кюри (около 2000 С), коэрцитивная сила падает до нуля и поле записывающей магнитной головки формирует запись. После охлаждения материала новая магнитная ориентация доменов в данной точке сохраняется. В зависимости от магнитной ориентации участки магнитного материала он определяет логический нуль или логическую единицу. Данные записывают блоками по 512 байт. Воспроизведение данных с диска осуществляется с помощью поляризованного лазерного излучения пониженной мощности, которой недостаточно для разогревания рабочего слоя (мощность излучения лазера около 25% от номинального). На отмену от компакт дисков, данные на магнитооптический диск теоретически возможно записывать бесконечное число раз. Фирмы производители гарантируют миллион циклов перезаписи информации на МО диск. Вследствие очень узких дорожек записи емкость данных для МО дисков размером 5,25 дюйма достигает до 4,6 Гбайт.

л - механическая регистрация информации (грамзапись) (рис. 17) основан на записи звуковых сигналов на дисковом пластмассовом носителе, который вращается по часовой стрелке с постоянной скоростью (78 об/мин, 45 об/мин или 33,3 об/мин). Канавки (дорожки записи) выполняются в виде соответствующей углубленной формы и расположены с постоянным шагом по спирали Архимеда. Дорожки записи выполняются только при прямолинейном движении головки рекордера, а воспроизводятся в подавляющем случае при поворотном движении рычага тонарма. Диск электропроигрывающего устройства (ЭП) обычно выполняется из алюминиевого сплава и имеет косвенный или прямой привод от электродвигателя. Самый перспективный привод диска был защищен авторским свидетельством №781931 от магнитной индукционной муфты автором ЕНИТом, который был экспериментально проверен и имеет саамы низкий уровень рокота.

3. Техника защиты информации (введение) -необходима для защиты её, являющейся предметом собственности государства, юридического лица, группы физических лиц или отдельного лица. Защита информации - деятельность по предотвращению утечки защищаемой информации, несанкционированных и непреднамеренных воздействий на защищаемую информацию. Защита информации от утечки, неконтролируемого распространения защищаемой информации от её разглашения, несанкционированного доступа к защищаемой информации и от получения защищаемой информации иностранными разведками и шпионами. Заинтересованным субъектом, осуществляющим несанкционированный доступ к защищаемой информации, может выступать: государство, юридическое лицо, группа физических лиц, в том числе общественная организация, отдельное физическое лицо. Цель защиты информации - желаемый результат защиты информации (ГОСТ Р 50922-96).

Рис. 17. Устройства механической ЗВИ.

В наше время есть масса случаев, когда «друзья» США подслушивали переговоры их давнишних друзей (президента ФРГ Ангелы Меркель, Франции, Италии и др.), после чего разразился международный скандал. Дружба дружбой, но информация врозь «Никто не хочет, чтобы Рим был сильным», это высказывание одного из талантливейших императоров и полководцев Рима - Гая Юлия Цезаря. К настоящему это преломляется «Никто не хочет, чтобы Украина была сильной!» Не надо в этом политикам заблуждаться! Структурная схема главных видов защищаемой информации приведена на рис. 18, где ясно представлены виды тайн её и что не требует дополнительного разъяснения. Ни одна из сфер жизни современного общества не может функционировать без развитой сети информации. Информационный ресурс является сегодня одним из главных источников экономической и военной мощи государства (вспомните слова Дэн Брауна о значении придаваемого ЦРУ США о значении информации в начала статьи).

Рис. 18. Виды защищаемой информации.

Проникая вовсе сферы деятельности государства, информация приобретает конкретное политическое, экономическое и материальное выражение и становится элементом информационной безопасности, а защита её превращается в одну из приоритетных государственных задач. Вопросы защиты информации занимают особое место в любом государстве, когда сохраняется лавинообразное распространение компьютерных систем и их взаимодействие посредством телекоммуникационных сетей. Введем некоторые понятия и определения (рис. 19)  Информация -сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления. Защищаемая информация - информация, являющаяся предметом собственности и подлежащая защите в соответствии с требованиями правовых документов или требованиями, устанавливаемыми собственником информации. Собственником информации может быть государство, юридическое лицо, группа физических лиц, отдельное физическое лицо. Защита информации - деятельность, направленная на предотвращение утечки защищаемой информации, несанкционированных и непреднамеренных воздействий на защищаемую информацию. Защита информации от утечки - деятельность, направленная на предотвращение неконтролируемого распространения защищаемой информации в результате её разглашения, несанкционированного доступа к информации и получения защищаемой информации разведками. Защита информации от несанкционированного воздействия - деятельность, направленная на предотвращение воздействия на защищаемую информацию с нарушением установленных прав и правил на изменение информации, приводящего к её искажению, уничтожению, блокированию доступа к информации, а также к утрате или сбою функционирования носителя информации.

Рис. 19. Классификация определений и понятий предметной области «Защита информации».

Защита информации от непреднамеренного воздействия -деятельность, направленная на предотвращение воздействия на защищаемую информацию ошибок её пользователя, сбоя технических и программных средств информационных систем, природных явлений или иных нецеленаправленных на изменение информации мероприятий, приводящих к искажению, уничтожению, копированию, блокированию доступа к информации, а также к утрате, уничтожению или сбою функционирования носителя информации. Защита информации от разглашения - деятельность, направленная на предотвращение несанкционированного доведения защищаемой информации до потребителей, не имеющих права доступа к этой информации. Защита информации от несанкционированного доступа - деятельность, направленная на предотвращение получения защищаемой информации заинтересованным субъектам с нарушением установленных правовыми документами или собственником, владельцем информации прав или правил доступа к защищаемой информации. Системы телекоммуникаций должны обеспечить: конфиденцианальность (доверие - не подлежит разглашению) - обеспечение просмотра информации в приемлемом формате только для пользователей, имеющих право доступа к этой информации, целость информации - обеспечение неизменности информации при её передаче, аутентичность (подлинность)информации - обеспечение надежной информации источника сообщения, а также гарантия того, что источник не является поддельным, доступность информации - гарантия доступа санкционированных пользователей к информации. Составляющие защиты информации и некоторые недоброжелатели приведены на рис.. 20, а этапы создания системы (СЗИ) информации приведены на рис. 21. Причем передача информации может быть нормальной (без воздействия различных хакеров) – рис. 22., а также при воздействии различных недоброжелателей (рис. 23) .

Рис. 20. Кто хочет иметь чужую информацию.

Рис. 21. Этапы создания систем защиты информации (СЗИ).

4. Техника передачи информации.

Появилась информация, последовала её регистрация, потом определилась требуемая защита, для недоброжелателей информация закрыта, а далее необходимо её по адресу передавать и цикл закрывать.Передача информации - тоже важный технологический процесс, ибо мы готовим предыдущие циклы информации не для личной загрузки своих компьютеров, а работаем на чей-то общественный заказ. Передача информации в общем может быть электропроводная (по телефонам рис. 24,а), проводная оптическими кабелями связи (рис. 24,б) и беспроводные радиоканальная (рис. 24,в) через спутники связи или через эфир. Более подробно основные виды передачи информации представлены на рис. 25.

Элементы систем передачи информации.Передача информации являет предоконечной стадией её обработки.

Функциональная схема и основные элементы системы передачи информации показана на рис. 26.

Рис. 22. Нормальная передача информации в сети с гарантируемым качеством обслуживания пользователей.

Рис. 23. Виды нарушений передачи информации.

Рис. 24. Как и чем мы передаем информацию.

Выход источникаможет быть либо аналоговымсигналом либо цифровым– дискретным во времени. Процесс эффективного преобразования выхода источника – как аналогового, так и цифрового – в последовательность двоичных символов называют кодированием источника или сжатием данных. Цель кодера каналасостоит в том, чтобы ввести управляемую избыточностьв информационную последовательность, чтобы преодолеть влияние шума и интерференции, с которыми сталкиваются при передаче сигнала по каналу. Добавленная избыточность служит для повышения надежности принятых данных и улучшает верность воспроизведения принятого сигнала. Фактически, избыточность в информационной последовательности помогает приемнику в декодировании переданной информационной последовательности. Например, тривиальнойформой кодирования исходной двоичной последовательности является простое повторение каждого двоичного символа m раз, где m – целое положительное число. Нетривиальное кодированиесводится к преобразованию блока из k информационных символов в последовательность из n символов, называемую кодовым словом. Значение избыточности, вводимой при кодировании данных таким способом, измеряется отношением . Обратная величина этого отношения, а именно называется скоростьюкода. Основное назначение модулятора– преобразовывать информационную последовательность в соответствующий сигнал.

Рис. 25. Основные виды передачи информации.

Пусть кодированная информационная последовательность должна передать один бит за определенное время с постоянной скоростью R бит/с. Модулятор может просто отображать двоичный символ 0 в сигнал , а двоичный символ 1 – в сигнал. Таким способом каждый бит кодера передается отдельно. Это называется двоичной модуляцией. В качестве альтернативы модулятор может передавать b кодированных информационных битов одновременно, используя различные сигналы один сигнал для каждого из возможных b-битовых последовательностей. Это называется М-позиционной модуляцией (M>2). Канал связи– это физическая среда, которая используется для передачи сигнала от передатчика к приемнику. При беспроводной связи каналом может быть атмосфера. Телефонные каналы обычно используют ряд физических сред, включая линии проводной связи, волоконно-оптические кабели и беспроводные линии (микроволновые радиолинии). Для любой физической среды существенно, что передаваемый сигнал подвержен случайным искажениям через такие механизмы как воздействие аддитивного теплового шума, генерируемого электронными устройствами, воздействие промышленных помех, воздействие атмосферных помех и т п.

Рис. 26. Функциональная схема и основные элементы системы передачи информации.

На приемной стороне демодуляторобрабатывает искаженный каналом сигнал и преобразует его в последовательность чисел, которые представляют оценки переданных данных(двоичных или М-позиционных). Канальный декодервосстанавливает первоначальную информационную последовательность, учитывая вид кода и избыточность данных. Мера качестваработы демодулятора и декодера – эта частота, с которой возникают ошибки декодируемой последовательности. Каналы передачи информации (рис. 21 ). Физический канал может быть двухпроводной линией (рис. 21,а), которая пропускает электрический сигнал, или стекловолокном (рис. 21,б), которое переносит информацию посредством модулированного светового луча, или подводным каналом океана, в котором информация передается акустически, или свободным пространством, по которому информационный сигнал излучается при помощи антенны – радиоканал (рис. 21,в).

Другие среды, которые могут характеризоваться как каналы передачи данных – средства хранения информации, такие как магнитные и оптические носители. Одна общая проблема при передаче сигнала через любой канал – аддитивный шум. Он часто создается внутри электронных компонентов, из-за чего его называют тепловым шумо.Другие источники шума и интерференции (наложения могут возникать вне системы, например переходные помехи от других пользователей канала). Когда такой шум и переходные помехи занимают тот же самый диапазон частот, что и полезный сигнал, их влияние может быть минимизировано путем выбора передаваемого сигнала и демодулятора в приемнике. Другие виды сигнальных искажений – это затуханиесигнала, амплитудные и фазовые искажения сигнала и искажения сигнала, обусловленные многопутевым распространением волн. Влияние шума может быть уменьшено увеличением мощностипередаваемого сигнала. Однако конструктивные и другие практические соображения ограничивают уровень мощности передаваемого сигнала. Другие базовые ограничения – доступная ширина полосычастот канала. Ограничение ширины полосы обычно обусловлено физическими ограничениями среды и электрических компонентов, используемых в передатчике и приемнике.

Проводные каналы. Телефонная сеть экстенсивно использует проводные линии для передачи звукового сигнала, а также данных и видеосигналов. Витые проводные пары и коаксиальный кабель в основном дают электромагнитный канал, который обеспечивает прохождение относительно умеренной ширины полосы частот. Телефонный провод имеет ширину полосы несколько сотен кГц. Коаксиальный кабель имеет обычно используемую ширину полосы частот несколько МГц (рис. 27).

Рис. 27. Частотные диапазоны для каналов передачи.

Поскольку проводные каналы составляют большой процент каналов во всем мире, широкие исследования были направлены на определение их свойств передачи и на уменьшение амплитудных и фазовых искажений в канале.

Волоконно-оптические каналы.Стекловолокно имеет ширину полосы частот на несколько порядков больше, чем коаксиальный кабель. Технологические достижения в этой области привели к быстрому освоению таких каналов в системах передачи информации. Передатчик или модулятор в ВОС – источник света, светоизлучающий диод (СИД) или лазер. Информация передается путем изменения (модуляции) интенсивности света посредством сигнала сообщения. Световая волна периодически усиливается (ретранслируется) вдоль тракта передачи, чтобы компенсировать затухание сигнала. В приемнике интенсивность света детектируется фотодиодом, чей выход является электрическим сигналом, который изменяется пропорционально мощности света на входе фотодиода. Источники шума в ВОС – это фотодиоды и электронные усилители. Предполагается, что ВОС заменят все каналы проводной связи в телефонии. Начало XXI века характеризуется чрезвычайно быстрым развитием различных, особенно кабельных систем и компьютерных технологий, синтез которого положил начало созданию широкополосного мира. Прогресс в области электроники, оптических, оптико-электронные и квантовые технологии позволило резко улучшить производительность конечных устройств, систем передачи информации (40    80 Гбит/с) и расширить их подряд пропустить (около 100 ГГц). В этой полосе несанкционированной передачи (оптические кабели ОК) десятки будет ТГц. Из-за объема передаваемой информации от одного волокна в волоконно- оптической связи линий (ВОЛС) возросла во много раз. Передача сигналов без промежуточных точек регенерации, увеличилось до нескольких сотен километров и в долгосрочной перспективе достигнет тысячи километров. Это улучшение характеристик кабельных систем передачи привело к повышению качества существующих услуг и создании целого ряда новых видов услуг: возможность использовать международную сеть (Internet), осуществление в публичной сети; Интеграция традиционных коммуникационных сетей, ÌMЗ и Интернет. Одна из новых услуг, связанных с развитием интеллектуальных сетей, компьютерной телефонии (КТ) – синтез компьютерных ÌMЗ и телефон  КT, помимо основных функций, предоставляет и услуги такие, как телезрителями, Телефон кредитной карты и другие. Кроме того дальнейшей интеграции компьютеров, компьютерных сетей, ÌMЗ и телевидения. Для реализации этих услуг и технологий с доступом к широкому спектру абонентов (число которых неуклонно) в большинстве стран, построены и действуют высокоскоростной линии . Всех уровнях на основе волоконнооптической технологии, созданные ВОЛС объект, городских, областных и магистральных. Для цифровой иерархии и асинхронные транспортных модулей (ATM) скорость передачи цифровых данных обычно состоит из 2,048 Мбит/с, 8,448 Мбит/с, 34 Мбит/с для синхронного транспортного модуля (STM) – 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с (осуществление в публичной сети; Интеграция традиционных коммуникационных сетей, ÌMZ и Интернет). Одна из новых услуг, связанных с развитием интеллектуальных сетей, компьютерной телефонии (КТ) – синтез компьютерных ÌMZ и телефон  CT, помимо основных функций, предоставляет и услуги такие, как телезрителями, Телефон кредитной карты и другие. Кроме того дальнейшей интеграции компьютеров, компьютерных сетей, ÌMZ и телевидения  телефонии (КТ) – синтез компьютерных ÌMZ и телефон  CT, помимо основных функций, предоставляет и услуги такие, как телезрителями, Телефон кредитной карты и другие. Для плезиохронной цифровой иерархии и асинхронные транспортных модулей (ATM) скорость передачи цифровых данных обычно состоит из 2,048 Мбит/с, 8,448 Мбит/с, 34 Мбит/с для синхронного транспортного модуля (STM) – 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с.

Беспроводные (радио) каналы.В системах радиопередачи данных электромагнитная энергия передается в среду распространения антенной, которая служит излучателем  Физические размеры и структура антенны зависят прежде всего от рабочей частоты. Чтобы получить эффективное излучение электромагнитной энергии, размеры антенны должны быть больше, чем  длины волны. Следовательно, передача с АМ на несущей, например, , соответствующей длине волны , требует антенны с диаметром >30 м. Рис. 28 поясняет различные диапазоны частот для передачи информации по радиоканалам. Способы распространения электромагнитных волн в атмосфере и в свободном пространстве можно разделить на три категории, а именно: распространение поверхностной волной, распространение пространственной волной, распространение прямой волной. В диапазоне ОНЧ и звуковом диапазоне, в которых длины волн превышают 10 км , земля и ионосфера образу ют волновод. При этом сигналы распространяются вокруг всего земного шара. По этой причине эти диапазоны частот прежде всего используются во всем мире для решения навигационных задач. Ширина полосы частот канала, доступная в этих диапазонах, относительно мала (1  10% центральной частоты), следовательно информация передается с относительно низкой скоростью, что неприемлемо для цифровой передачи.

Доминирующий тип шума на этих частотах обусловлен грозовой деятельностью вокруг земного шара, особенно в тропиках. Интерференция возникает из-за большого числа станций в этих диапазонах частот. Распространение поверхностной волнойявляется основным видом распространения для сигналов в полосе средних частот (0,3  3 МГц) (рис. 29). Это диапазон частот, используемый для радиовещания с АМ и морского радиовещания. При АМ радиовещании и распространении поверхностной волной дальность передачи, даже при использовании мощных радиостанций, ограничена 150 км.

Рис. 28 Частотные диапазоны для беспроводных каналов.

Рис. 29. Распространение поверхностной волной.

Атмосферные шумы, промышленные шумы и тепловые шумы электронных компонентов являются основными причинами искажений сигналов в полосе средних частот. Частным случаем распространения пространственной волныявляется ионосферное распространение, показанное на рис. 30.

Рис. 30. Распространение пространственной волной.

Оно сводится к отражению передаваемого сигнала от ионосферы, которая состоит из нескольких слоев заряженных частиц, расположенных на высоте 50…400 км от поверхности Земли. В дневное время суток разогрев нижних слоев атмосферы Солнцем обуславливает появление нижнего слоя на высоте ниже 120 км. Эти нижние слои вызывают поглощение частот ниже 2 МГц, таким образом ограничивая распространение ионосферной волной радиопередач АМ радиовещания. Однако, в течение ночных часов электронная концентрация частиц в нижних слоях ионосферы резко падает, и частотное поглощение резко уменьшается. Как следствие, распространение волн улучшается. Часто возникающая проблема при ионосферном распространении электромагнитной волны в частотном диапазоне ВЧ – это многопутевость. Многопутевость образуется потому, что передаваемый сигнал достигает приемника по многим путям с различными задержками. Это обычно приводит к интерференции откликов в системе цифровой передачи. Более того, сигнальные компоненты, идущие по различным путям суммируются так, что это вызывает замирания Аддитивный шум в ВЧ диапазоне – это комбинация атмосферных помех и теплового шума. Распространение ионосферной волны прекращается на частотах выше ~30 МГц, что является границей ВЯ диапазона. Но возможно ионосферно-тропосферное распространение на частотах 30…60 МГц, обусловленное рассеянием сигналов от нижних слоев ионосферы. Также можно связаться на расстоянии нескольких сотен км при помощи тропосферного рассеяния в диапазоне от 40 до 300 МГц. Тропосферное рассеяние обуславливается рассеянием сигнала на частицах в атмосфере на высотах ~10 км. Ионосферное и тропосферное рассеяние вызывает большие сигнальные потери и требует большой мощности передатчика и относительно больших размеров антенн. Частоты выше 30 МГц проходят через ионосферу с относительно малыми потерями и делают возможными спутниковую и внеземную связь. Следовательно, на частотах УВЧ диапазона и выше основным способом электромагнитного распространения волн является распространение в пределах прямой видимости(ППВ). Для земных систем связи это означает, что передающая и приемная антенны должны быть в прямой видимости с малыми преградами. Вообще зона охвата для ППВ распространения ограничена кривизной поверхности земли. Если передающая антенна установлена на высоте h над поверхностью земли, расстояние до радиогоризонта (без гор) приблизительно: . Например, антенна телевидения, установленная на высоте 300м, обеспечивает покрытие территории приблизительно       67км.

Подводные акустические каналы. Электромагнитные волны не распространяются на большие расстояния под водой, за исключением крайне низких частот. Однако, передача сигналов таких низких частот предельно дорога из-за чрезвычайно больших и мощных передатчиков. Затухание электромагнитных волн в воде может быть выражено глубиной поверхностного слоя, которая является расстоянием, на котором сигнал ослабляется в e раз. Для морской воды глубина поверхностного слоя , где f выражена в Гц, а – в метрах. Например, для частоты 10 кГц глубина поверхностного слоя 2,5 м. В то же время акустическиесигналы распространяются на расстояния порядка десятков и сотен км. Подводный акустический канал ведет себя как многопутевый канал из-за сигнальных отражений от поверхности и дна моря. Из-за случайного движения волны сигнальные продукты многолучевого распространения приводят к случайным во времени задержкам распространения и в итоге к замираниям сигнала. Кроме того, имеется частотно-зависимое затухание, которое приблизительно пропорционально квадрату частотысигнала. Глубинная скорость приблизительно равна 1500 м/с. Окружающий океанский акустический шум, вызван креветкой, рыбой, млекопитающими, ближними портами.

Космическая передача (связь) информации.  Передача информации между наземными пунктами и космическим летательным аппаратом (КЛА), между двумя или более наземными пунктами через расположенные в космосе КЛА или между двумя или несколькими КЛА сейчас широко применяется в технике связи. Она используется для передачи телеметрической, телефонной, телеграфной, телевизионной и другой информации. Она используется для передачи команд и управления КЛА, для связи с наземными пунктами управления, например центральным управляющим пунктом (ЦУП) связи с космическим кораблем космонавтов и др. Основное отличие космической связи заключается в том, что положение КЛА относительно наземных приемо-передающих станций весьма быстро изненяется, что вызывает необходимость знаний текущих координат КЛА и наведения приемных и передающих антенн наземного базирования пунктов связи. Для радиоканалов космической связи в зависимости от их направления и назначения применяются различные диапазоны радиочастот. Связь Земля - КЛА предназначена для обеспечения двухсторонней передачи всех видов необходимой информации (рис 31).

Рис. 31. Структурная схема действующего ССПД РФ.

С помощью космической связи возможно изучение природных ресурсов земли (геологическое направление), поиска месторождений полезных ископаемых, также следят за степенью загрязнения окружающей среды и предупреждющих о засухе, наводнениях, лесных пожарах, движениях цунами и др. Передаваемые ими на землю сведения позволяют более эффективно их или избежать или бороться с ними (рис. 32-1).

Рис. 32. Некоторые примеры применения спутниковой связи.

Кроме того, с помощью фотоснимков возможно оценивать состояние посевов зерновых, здоровые посевы окрашивают розовым или красным цветом, а зараженные- темно-синим цветом. Спутники обеспечивают бесперебойную связь большинство крупных морских судов и множество малых с землёй а любое время суток, а также передают сигналы бедствия. Специальные навигационные спутники служат своеобразными «радио - звездами», по которым суда безошибочно могут ориентироваться в любую погоду, к тому же помогают следить по полетом реактивных самолетов во время перелета на дальние расстояния (рис. 32-2). Спутники могут применяться для обучения населения отдаленных и труднодоступных районов. Мощный спутник, зависший на высоте 35880 км над Восточной Африкой, одно время использовался для ретрансляции образовательных программ, передаваемых из Ахмадабада и селений Индии (рис 32-3). Дисковые антенны, установленные на крышах домов, обращенных к спутникам, удаленных на особой геостационарной орбите на высоте 35880 км и движущихся с той же скоростью что и Земля, позволяют принимать теле и радио программы, осуществлять телефонные звонки (рис 32-4).

Орбиты искусственных спутников земли– это траектория, по которой движется он в космосе. Во время свободного полета ИСЗ, когда его бортовые реактивные двигатели выключены, движение происходит под воздействием гравитационных сил по инерции, главной силой является притяжение Земли. Если считать землю строго сферической, то движение ИСЗ происходит в плоскости, проходящей через центр Земли, плоскость орбиты имеет форму эллипса (рис. 33,а) или окружности, частный случай эллипса (рис. 33,в).

Рис. 33 Орбиты искусственных спутников земли.

Рис. 33, г. Орбиты ИСЗ: эллиптические (1) и геостационарные (2).

Широкое применение нашла высокая эллиптическая орбита с периодом обращения 12 час, когда для систем связи и вещания использовались ИСЗ типа «Молния». Движение ИСЗ на большой высоте в области апогея замедляется, а область перигея расположенную над южным полушарием Земли, спутник проходит очень быстро Зона видимости ИСЗ на орбите типа «Молния» в течение большей части витка вследствие значительной высоты велика. Она расположена в северном полушарии и поэтому удобна для северных стран. Обслуживание все территории бывшего СССР одним из ИСЗ возможно в течении 8 час, поэтому применение трех ИСЗ, сменяющих другой друга, было достаточно для круглосуточной работ. В настоящее время ради исключения перерывов связи и вещания, упрощения систем наведения антенн наземных станций на ИСЗ и других эксплуатационных преимуществ осуществлен переход на использование геостационарных орбит спутников Земли (рис 33,в). Орбита имеет форму окружности, лежащей в плоскости земного экватора с высотой над поверхностью Земли на 35786 км. Направление вращения ИСЗ совпадает с направлением суточного вращения Земли, поэтому для земного наблюдателя спутник кажется неподвижным в определенной точке небесной полусферы. Геостационарная орбита уникальна тем, что ни при каком другом сочетании параметров нельзя добиться неподвижного свободно движущего ИСЗ относительно земного наблюдателя. Связь осуществляется непрерывно, круглосуточно, без переходов (заходящего ИСЗ на другой), на антеннах земных станций упрощены, а на некоторых даже исключены системы автоматического сопровождения ИСЗ  Механизм привода стабильное значение ослабленного сигнала на трассе Земля-Космос, зона видимости геостационарного ИСЗ около одной третьей земной поверхности, а установка трех геостационарных ИСЗ через 120 0 достаточно для создания глобальной системы связи (рис 34). При этом наземная антенна должна иметь большой диаметр, а приемное устройство сигналов иметь низкий уровень шума. Часто ИСЗ называют небесными слугами, их уже создано много сотен, различных по конструктивному исполнению, но выполняющему благородную функцию служению человечеству (рис. 35).

Революционным решениемв области информации является осуществлениие передачи её по лазерному каналу со скоростью125Мбит/с и 622 Мбит/с с борта низкоорбитального космического аппарата (МКС) на наземный пункт-станция оптических наблюдений «Архы», Северный Кавказ. Учитывая, что энергоресурс этого канала имеет запас минимум в два раза на передачу и в три раза на прием, можно в дальнейшем повысить скорость передачи информации до 3, 5 Гбит/с  и более, а объем переданной информации за сеанс до 100Гбит (около 10000 снимков с высоким разрешением. Эксперименты проводились с середины 2011 года по июль 2013 года ОАО «НПК СПП» совместно с ОАО «РКК «Энергия» им С. П. Королева в рамках долгосрочной программы научно-прикладных исследований и экспериментов на Международной космической станции (МКС).

Рис. 34. Схема расположения геостационарных ИСЗ.

В процессе проведения эксперимента выполнено более 100 сеансов передачи информации , которые позволили - отработать технологию прецизионного взаимного наведения бортового и наземного терминалов лазерной связи с погрешностью в единицы угловых секунд при угловых скоростях до 8 град/с в условиях как ночной , так и дневной работы - отработать технологию приема-передачи больших объемов информации, в том числе реальной научной на скорости 125 Мбит/с с ошибкой до 10-9 бит-1 и текстовой на скорости 622 Мбит/с с ошибкой до 10-7 бит-1, - исследовать возможности и условия работоспособности лазерных линий связи «борт КА-наземный пункт» ночью и днем при различной состоянии атмосферы (рис. 36). Успешное проведение КЭ «СЛС» создало предпосылки перевода лазерного канала в опытную (штатную) эксплуатацию и подтверждает наличие в России технологии лазерной космической связи, что обеспечивает возможность дальшейшего развития работ по созданию высокоскоростных межспутниковых лазерных систем передачи информации.

Рис. 35. Советские исследовательские ИСЗ.

Колосальное преимущество передачи информации лазерным лучом в самой малой малой длине волны (рис. 36), где приведены длины волн на порядок меньшей чем радиоволны, что увеличивает объем передаваемой информации на порядок и выше

5. Использование информации.

Конечным звеном информации является её использование в человеческой деятельности, которое заключается в применение во всех видах нашей жизни, учёбе, написании научно-технических трудов (книг, статей и др.), написании газетных изданий, выполнении исследовательских и производственных работах, строительных, сельскохозяйственных , банковских, политических и дипломатических видах деятельности, полетах в космос, обороне государства , медицине, культурной, спортивной сфере, создании всей новой техники и многом другом.

Рис. 36. Терминалы лазерной связи с ИЗС: а- бортовой, б – наземный.

Выводы:

1. Каквидно, что информация и её составляющие занимают громадную область знаний и важность , что видно по значению, придаваемую ей ведущей стране –США, что приведено в начале статьи из книги Дэн Брауна «Точка обмана» из офиса ЦРУ.

2. В технической литературе пока не имеется литература, посвященная обобщенному единству рассмотренных вопросов, есть отдельная литература, посвященная информации, технике регистрации, защите, передаче и её практическому использованию.

3. Есть учебные программы, например в КПИ, готовящие специалистов регистрации информации и её передаче, но нет программы защиты информации, что сейчас является на фоне постоянных атак на государственную тайну, банковские операции (хакеры) и другое весьма актуальным.

4. Есть учебные программы, например, в университете телекоммуникаций, готовящая специалистов информации и защите её.

5. Но известно специалистам, если есть информация, а нет устройств её регистрации, то что мы будем защищать и передавать, если нет устройств регистрации информации, а это как видно из начала статьи громаднейшая область процессов и техники?

6. Если нет единства информации в технике регистрации, защите, передаче и её использовании, то специалисты, особенно обучающиеся в ВУЗах, получаются обделенными  

7. Если мы стремимся к вершинам достижения мирового уровня, то необходимо соблюсти принципы единства в подготовке национальных полнокровных кадров и чем раньше, тем лучше.

8. Если специалист по защите информации не знает основ и принципов регистрации информации, а она в зависимости от вида регистрации может существенно отличаться, то он не может быть полноценным защитником этой информации. Это стоит знать.

9.  Преподавание замкнутого цикла информации поставит наших специалистов на уровень или чуть выше таких корифеев высшего образования как Оксфорд, Кембридж, Масачусетский технологический институт и другие ,поставит Украину впереди планеты всей, что очень бы хотелась ведущим авторам этой области науки-техники и преподавания.

10. При работе специалистов профиля информации они могут работать только в области регистрации и защите информации, например как в НИИ ЭМП, но знания единства им также полезны.

11. При работе специалистов профиля информации они могут работать только в области регистрации, как например институт регистрации информации (г. Киев), но знания единства им тоже будут очень полезны.

12. Основная цель статьи - внедрить в преподавание полного цикла информации, ибо «Идея , овладевшая умами масс может стать их знаменем» (В. И. Ленин ), что пойдет только на пользу нашей Украины.

 

Литература:

  • 1. Є М  Травніков, Г Г  Власюк и др  Системи та пристрої реєстрації информації  Навчальний посібник для студентів технічних спеціальностей вищих навчальних закладів  Київ, «Кафедра» 2013
  • 2. Антипин М В  и др  Кинотелевизионная техника  М »Искусство», 1984 г.
  • 3. Гаврилов П Ф  и др  Видеокамеры: принципы работы, схемотехника, регулировки  М , Радиотон  1999г.
  • 4. Карлащук В И  Цифровое фото и видеотехника дома и в офисе  М  СОЛОН-Пресс, 2003 г.
  • 5. Милчев  И  Цифровые фотоаппараты  М ,СПб, Питер  2004г.
  • 6.  Никамин В А  Цифровая звукозаписью  Технология и стандарты  СПб  Наука и техни- ка,2002.
  • 7. Рейнберг М Г  Электростатическая запись  М  Энергия  1974 г.
  • 8. Травников Е Н  Механизмы аппаратуры магнитной записи  К ,Техника , 1976 г.
  • 9. Барбанель С Р  и др  Кинопроекционная и звуковоспроизводящая аппаратура  М , Искусство, 1964г.
  • 10.  Бродкин В М  Электропроигрывающие устройства М ,Энергия  1980 г.
  • 11. ГОСТ Р 50922-96  Защита информации  Основные термины и определения Стандарт РФ.
  • 12. Аудит информационной безопастности. Под общей редакцией А П  Курило  М  Издатель-ская группа «БДЦ-пресс» М , 2008 г
  • 13.Учебные планы «Университета телекоммуникаций», претендующего на звание «национального»
  • 14. А Величкин, инженер-майор, канд  техн  наук  «Авиация и космонавтика», 1992г  № 5.
  • 15 .Материалы из Интернета
  • 16.Камнев и др  Вопросы космической радиосвязи М ,1965 г
  • 17. Ю К  Ходарев  Космическая связь  Яндекс  Словари 20  Интернет.
0
Your rating: None Average: 7.3 (8 votes)
Comments: 24

rahimbekov sarmantay madievich

Серьезное системное представление понятия "информация". Один из "шажков" к определению ценности информации. Желаю успеха в аналитическом осмыслении данного понятия в этом направлении. Д.т.н., проф. С.М.Рахимбеков - эксперт.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо за доброжелательный отзыв по нашей скромной работе, пытаемся объять "необъят- ное", внедрить в преподавание более объемное содержание информации, которое без её регистрации немыслимо и написать в следующем 2014 году книгу по информации и её глав- ным направлениям. Один из авторов. представитель головной фирмы СССР по созданию аппа- ратуры для ВПК СССР- электромагнитной и термопластической регистрации (КНПО "Маяк"), получивший 140 а.с и внедривший половину из них, он же преподаватель-Е.Травников. Еще раз большое спасибо и с пожелаанием творческих успехов Вам. ЕНИТ,г. Киев.

Elina Khobotova

Очень обширная, ценная, детализированная работа, заслуживающая внимания как состоявшихся специалистов, так и молодых ученых. Желаем коллективу авторов дальнейших творческих и научных успехов! С уважением, проф. Хоботова Э.Б.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо уважаемая профессор Хоботова Э.Б. за неординарную оценку нашей работы! Хочется хоть на немного продвинуть преподавание такой всеобълемлющей дисциплины как информация со всеми основными её составляющими. Еще раз спасибо, целую Ваши руч- ки, один из фанатов информации, гранд-конструктор и преподаватель Е. Травников.

Lyssenko Viktor

Уважаемые коллеги. Работа интересная и весьма информативна. Желаю творческих успехов. Лысенко В.С.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо коллеге Лысенко В.С. за добрый отзыв по нашей работе, будем идти вперед этим направлением, желаемм Вам творческих успехов. Один из авторов Е.Травников.

Lezhnuk Petr

Очень интересная и полезная лекция для не специалистов. Прочитал с удовольствием и пользой. Профессор П.Лежнюк.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Увкажаемый профессор П. Лежнюк! Спасибо за добрыйй отзыв, мы в университете телекомму- никаций собираемся внедрить в учебный процесс такое мощное направление в информации как регистрация и будет полное единство её. Остальное у нас есть! ЕНИТ регистрацией информации занимался с 1960 г., получил 140 а.с., внедрил в разработки ВПК СССР половину, получил звание заслуженного изобретателя УССР, поэтому не считает себя не специалис-том. Один из авторов- Е.Н. Травников (ЕНИТ).

Kaida Svetlana

Интересный доклад, хорошо и понятно изложена информация. Браво автору за аналитическую работу. Желаю дальнейших успехов!

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо Света за добрые пожеланиия, Ваш ЕНИТ.

Simonian Geworg

Отличная аналитическая работа. Жаль, что не в нашей секции. Это на 10. Друг мой иногда информация фальсифицируют. Желаю тебибайт успехов. С уважением, твой друг- Геворг.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо за приятные пожелания, Ваш конструктор ЕНИТ.

Mammadov Javanshir

Опубликованный доклад в действительности является монографической научно-методической работой. Поэтапный анализ видов информации и обеспечения ее защиты может быть эффективным обзорным материалом для различных научных областей применительно компьютерной и информационной технологии. С уважением проф. Мамедов Дж.Ф.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо за высокую оценку нашей работы на благо людей и науки. Ваш конструктор-препо- даватель Травников.

Lil wane

Действительно актуальная тема, информация полезна для всех, материал отлично раскрыт и проанализирован.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Благодарны за хороший отзыв о нашей работе. Один из авторов ЕНИТ.

Michail Ivanov

Доклад очень понравился, спасибо!

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спааибо за положительную оценку. Ваш ЕНИТ.

Gorbiychuk Mikhail

Уважаемые авторы! Идея изложенная в докладе очень актуальная. Необходимы конкретные шаги для ее реализации. Кроме доклад имеет познавательную ценность для специалистов в области информационных технологий. Авторам желаю успехов в их научной и преподавательской деятельности. С уважением проф. М. И. Горбийчук.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо за высокую оценку нашей работы, планируем в дальнейшем добаввить в учебные планы разделы "Техника регистрации информации" и кое-что из отсутствующего сегодня, но приведенное в докладе. Желаем творческих успехов. Авторы и один из них- ЕНИТ

Treschalin Michail Yuriyevich

Уважаемые коллеги! Великолепный анализ! Если позволите, после выхода сборника, буду рекомендовать Вашу работу для включения в курс лекций дисциплин информационно-технологического цикла. С уважением д.т.н., профессор Трещалин М.Ю.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спрасибо за высокую оценку нашей работы, будем рады, если Вы включите её в свою учебную работу. Желаем творческих успехов. Конструктор-преподаватль ЕНИТ.

Mikovsky Anton

Еще один отличный доклад. Впервые люди решили объединить все составляющие и проанализировать на техническом уровне. Хочу заметить, будет очень полезно для юных студентов и знающих людей. С уважением, Anton Mikovsky.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо Антон зак высокую оценку нашего доклада, жнлаем тиворческих успехов, один из авторов -ЕНИТ.
Comments: 24

rahimbekov sarmantay madievich

Серьезное системное представление понятия "информация". Один из "шажков" к определению ценности информации. Желаю успеха в аналитическом осмыслении данного понятия в этом направлении. Д.т.н., проф. С.М.Рахимбеков - эксперт.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо за доброжелательный отзыв по нашей скромной работе, пытаемся объять "необъят- ное", внедрить в преподавание более объемное содержание информации, которое без её регистрации немыслимо и написать в следующем 2014 году книгу по информации и её глав- ным направлениям. Один из авторов. представитель головной фирмы СССР по созданию аппа- ратуры для ВПК СССР- электромагнитной и термопластической регистрации (КНПО "Маяк"), получивший 140 а.с и внедривший половину из них, он же преподаватель-Е.Травников. Еще раз большое спасибо и с пожелаанием творческих успехов Вам. ЕНИТ,г. Киев.

Elina Khobotova

Очень обширная, ценная, детализированная работа, заслуживающая внимания как состоявшихся специалистов, так и молодых ученых. Желаем коллективу авторов дальнейших творческих и научных успехов! С уважением, проф. Хоботова Э.Б.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо уважаемая профессор Хоботова Э.Б. за неординарную оценку нашей работы! Хочется хоть на немного продвинуть преподавание такой всеобълемлющей дисциплины как информация со всеми основными её составляющими. Еще раз спасибо, целую Ваши руч- ки, один из фанатов информации, гранд-конструктор и преподаватель Е. Травников.

Lyssenko Viktor

Уважаемые коллеги. Работа интересная и весьма информативна. Желаю творческих успехов. Лысенко В.С.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо коллеге Лысенко В.С. за добрый отзыв по нашей работе, будем идти вперед этим направлением, желаемм Вам творческих успехов. Один из авторов Е.Травников.

Lezhnuk Petr

Очень интересная и полезная лекция для не специалистов. Прочитал с удовольствием и пользой. Профессор П.Лежнюк.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Увкажаемый профессор П. Лежнюк! Спасибо за добрыйй отзыв, мы в университете телекомму- никаций собираемся внедрить в учебный процесс такое мощное направление в информации как регистрация и будет полное единство её. Остальное у нас есть! ЕНИТ регистрацией информации занимался с 1960 г., получил 140 а.с., внедрил в разработки ВПК СССР половину, получил звание заслуженного изобретателя УССР, поэтому не считает себя не специалис-том. Один из авторов- Е.Н. Травников (ЕНИТ).

Kaida Svetlana

Интересный доклад, хорошо и понятно изложена информация. Браво автору за аналитическую работу. Желаю дальнейших успехов!

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо Света за добрые пожеланиия, Ваш ЕНИТ.

Simonian Geworg

Отличная аналитическая работа. Жаль, что не в нашей секции. Это на 10. Друг мой иногда информация фальсифицируют. Желаю тебибайт успехов. С уважением, твой друг- Геворг.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо за приятные пожелания, Ваш конструктор ЕНИТ.

Mammadov Javanshir

Опубликованный доклад в действительности является монографической научно-методической работой. Поэтапный анализ видов информации и обеспечения ее защиты может быть эффективным обзорным материалом для различных научных областей применительно компьютерной и информационной технологии. С уважением проф. Мамедов Дж.Ф.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо за высокую оценку нашей работы на благо людей и науки. Ваш конструктор-препо- даватель Травников.

Lil wane

Действительно актуальная тема, информация полезна для всех, материал отлично раскрыт и проанализирован.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Благодарны за хороший отзыв о нашей работе. Один из авторов ЕНИТ.

Michail Ivanov

Доклад очень понравился, спасибо!

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спааибо за положительную оценку. Ваш ЕНИТ.

Gorbiychuk Mikhail

Уважаемые авторы! Идея изложенная в докладе очень актуальная. Необходимы конкретные шаги для ее реализации. Кроме доклад имеет познавательную ценность для специалистов в области информационных технологий. Авторам желаю успехов в их научной и преподавательской деятельности. С уважением проф. М. И. Горбийчук.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо за высокую оценку нашей работы, планируем в дальнейшем добаввить в учебные планы разделы "Техника регистрации информации" и кое-что из отсутствующего сегодня, но приведенное в докладе. Желаем творческих успехов. Авторы и один из них- ЕНИТ

Treschalin Michail Yuriyevich

Уважаемые коллеги! Великолепный анализ! Если позволите, после выхода сборника, буду рекомендовать Вашу работу для включения в курс лекций дисциплин информационно-технологического цикла. С уважением д.т.н., профессор Трещалин М.Ю.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спрасибо за высокую оценку нашей работы, будем рады, если Вы включите её в свою учебную работу. Желаем творческих успехов. Конструктор-преподаватль ЕНИТ.

Mikovsky Anton

Еще один отличный доклад. Впервые люди решили объединить все составляющие и проанализировать на техническом уровне. Хочу заметить, будет очень полезно для юных студентов и знающих людей. С уважением, Anton Mikovsky.

Travnikov Yevgeniy Nikolayevich

Спасибо Антон зак высокую оценку нашего доклада, жнлаем тиворческих успехов, один из авторов -ЕНИТ.
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.