Телекомуніка́ції () — це передавання та/або приймання знаків, сигналів, письмового тексту, та звуків або повідомлень будь-якого роду дротовими, радіо, оптичними або іншими електромагнітними системами.zakon.rada.gov.ua Закон України «Про телекомунікації», Стаття 1
Телекомунікація виникає при обміні інформацією між учасниками з використанням спеціальних технологій. Передача відбувається або за допомогою електрики, що проходить через фізичні носії, як-от кабель, або за допомогою електромагнітного випромінювання у вільному просторі. Зазвичай, шляхи передачі розділяють на канали зв'язку, що дозволяє користуватись перевагами техніки мультиплексування. Термін часто використовують у множині, тобто телекомунікації, тому що для передачі використовують багато різних технологій і систем.
Ранні засоби зв'язку на відстані включали візуальні сигнали, як-от маяки, димові сигнали, оптичний телеграф, сигнальні прапорці та світлосигнальні геліографи. Іншими прикладами до-сучасних засобів зв'язку на відстані включали звукові повідомлення, як-от бій в барабан, гра на горні або трембіті. У 20-му та 21-му століттях для телекомунікації на відстані зазвичай використовують електричні та електромагнітні технології, як-от телеграф, телефон, телетайп, телекомунікаційні мережі, радіозв'язок, радіорелейний зв'язок, оптоволоконний та системи супутникового зв'язку.
Революція у радіозв'язку почалась у першому десятилітті 20-го століття завдяки новаторським розробкам Гульєльмо Марконі, який отримав Нобелівську премію з фізики у 1909 році. Інші відомі новатори та винахідники у галузі електричних та електронних телекомунікацій є Чарльз Уітстон та Самюел Морзе (винахідники телеграфу), Александер Грем Белл (винахідник телефону), Едвін Армстронґ та Лі де Форест (винахідники радіозв'язку), а також Владімір Зворикін, Джон Берд та Філо Фарнсуорт (деякі з винахідників у сфері телебачення).
Етимологія Термін телекомунікація складається з грецького префіксу теле (τηλε), що означає далекий, далеко, або здалеку та латинського комунікація (communicare), що означає ділитись. Його сучасне використання адаптовано у французькій мові, перше письмове використання було зафіксовано у 1904 році французьким інженером і письменником Едуардом Естаньє.
Історія
Маяки та голуби Свійських голубів використовували протягом століть у різних культурах. Голубина пошта має перське коріння і її використовували римляни у військових цілях. Фронтін говорив, що Юлій Цезар використовував голубів для передачі повідомлень під час завоювання Галлії. Греки також пересилали повідомлення з іменами переможців Олімпійських ігор до різних міст використовуючи свійських голубів. На початку 19-го століття голландський уряд користувався таким рішенням на Яві та Суматрі. А у 1849 році Поль Рейтер відкрив голубину пошту, яка передавала біржові ціни між Аахеном та Брюсселем, та працювала протягом року, доки не була замінена телеграфом.
У середні віки, ланцюги маяків широко використовували на верхівках гір як засіб передачі сигналу. Основний недолік маякових ланцюгів полягав у тому, що вони могли передати лише один біт інформації, тому значення повідомлення, як-от «виявлено ворога» слід було узгодити заздалегідь. Одним з помітних прикладів їх використання було протягом Іспанської Армади, коли маякові ланцюги передали сигнал з Плімута в Лондон.
У 1792 році французький інженер Клод Шапе створив першу фіксовану систему телеграфу (або оптичний телеграф) між Ліллем та Парижем. Однак, недоліком оптичних телеграфів була необхідність у кваліфікованих операторах та дорогих вежах на відстані до тридцяти кілометрів одна від одної. В результаті конкуренції з електричним телеграфом, остання комерційна лінія була покинута у 1880 році.
Телеграф та телефон Сір Чарльз Вітстон та сір Вільям Кук винайшли електричний телеграф у 1837 році. Також, перший комерційний електричний телеграф мабуть, був побудований Вітстоном та Куком та відкритий 9 квітня 1839 року. Обидва винахідники розглядали іхній пристрій, як «поліпшення [існуючого] електромагнітного телеграфу», а не як новий пристрій.
Самюел Морзе незалежно розробляв версію електричного телеграфу, який він безуспішно продемонстрував 2 вересня 1837 року. Його код був важливою перевагою у порівнянні з методом передачі Вітстона. Перший трансатлантичний телеграфний кабель було успішно прокладено 27 липня 1866, що дозволило вперше здійснити трансатлантичну телекомунікацію.
Стаціонарний телефон був винайдений незалежно один від одного Александром Беллом та Елішем Грей у 1876. Антоніо Меуччі винайшов перший пристрій, який дозволяв електричну передачу голосу кабелем у 1849 році. Однак, його пристрій мав мале практичне значення, оскільки він був оснований на електрофонічному ефекті і тому вимагав, щоб користувачі розміщували приймач у своєму роті, щоб «чути» те, що було сказано. Перший комерційні телефонні послуги були встановлені у 1878 та 1879 по обидва боки Атлантики в містах Нью-Хейвей та Лондон.
Радіо та телебачення У 1832 році Джеймс Ліндсі продемонстрував бездротовий телеграф його студентам. До 1854 року, він зміг продемонструвати передачу через Ферт Тай з Данді, Шотландія до Вудхейвен, що на відстані трьох кілометрів, використовуючи воду як джерело передачі. У грудні 1901 року, Гульєльмо Марконі встановив бездротове з'єднання між Сент-Джонсом (Канада) та Полдху (Англія), за що отримав у 1909 році Нобелівську премію у фізиці (яку він розділив з Карлом Брауном). Проте, невеликий радіозв'язок вже продемонстрував в 1893 році Нікола Тесла на презентації Національної асоціації електричного світла.
25 березня 1925 року, Джон Бейрд зумів продемонструвати передачу рухомого зображення у лондонському універмазі Селфріджез. Пристрій Бейрда буз оснований на диску Ніпкова і став відомим як механічне телебачення. Він став основою експериментальних трансляцій, зроблених Британською телерадіомовною корпорацією починаючи з 30 вересня 1929 року. Проте у більшості телевізорів 20-го століття використовували електронно-променеву трубку, яку винайшов Карл Браун. Першу версію такого телевізора зробив Філ Фарнсурт, який показав його сім'ї 7 вересня 1927 року.
Комп'ютери та інтернет 11 вересня 1940 року Джордж Стібіц передав задачу для свого калькулятора комплексних чисел у Нью-Йорку за допомогою телетайпу та отримав результат обчислень у Дартмутському коледжі в Нью-Гемпширі. Така конфігурація централізованого комп'ютера (мейнфрейму) з терміналами віддаленого доступу залишалася популярною і в 1970-х. Проте вже в 1960-х роках дослідники почали розробляти пакетну передачу, технологію, яка посилає повідомлення асинхронно і по частинах до місця призначення, не передаючи його через централізований мейнфрейм. Мережа, яка складалася з чотирьох вузлів, виникла 5 грудня 1969 року, що є датою початку роботи ARPANET, яка до 1981 року зросла до 213 вузлів. ARPANET зрештою об'єднався з іншими мережами для формування Інтернету. Хоча завдання розробки Інтернету було зосереджено на Робочій Групі Інженерної Мережі Інтернету (IETF), яка опублікувала серію документів для запиту коментарів, інші розробки мережі відбувалися в промислових лабораторіях, як-от розробка локальної мережі (LAN) Ethernet (1983 р.) та протоколу token ring (1984 р.)
Бездротові телекомунікації Стрімкий розвиток бездротових мереж почався в 1990-х роках, коли поява цифрових бездротових мереж призвела до соціальної революції та переходу парадигми від дротових технологій до бездротових, включаючи поширення комерційних технологій, як-от мобільні телефони, мобільна телефонія, пейджери, бездротові ком'ютерні мережі, стільникові мережі та ноутбуків. Стрімкий розвиток бездротових мереж був зумовлений прогресом у радіочастотній та мікрохвильовій техніці та переходом від аналогових до цифрових радіочастотних технологій. Успіхи технології МДН-транзисторів став ключовим компонентом для радіочастотних технологій, що є основою цифрових бездротових мереж.
Ключові поняття Сучасні телекомунікації засновані на низці ключових понять, які переживали прогресивний розвиток та вдосконалення протягом більш ніж століття.
Основні елементи Телекомунікаційні технології можуть, перш за все, бути розділені на дротові та бездротові. Однак, в цілому, основна телекомунікаційна система складається з трьох частин, які завжди присутні в тій чи іншій формі: Передавач, який приймає інформацію та перетворює її в сигнал. Середовище передачі, яке також називається фізичним каналом, що несе сигнал. Прикладом може бути «вільний оптичний канал». Приймач, який приймає сигнал з каналу та перетворює його назад у доступну інформацію для одержувача. Наприклад, у радіомовленні підсилювач потужності є передавачем, радіотрансляційна антена — це інтерфейс між підсилювачем та «вільним оптичним каналом». Вільний оптичний канал є середовищем передачі. Антена приймача — це інтерфейс між вільним оптичним каналом та приймачем. Далі, радіоприймач є кінцевим пунктом радіосигналу, саме там він перетворюється з електрики в звук, для того щоб люди могли слухати його.
Іноді телекомунікаційні системи є «дуплексними» (двосторонніми) з одним електропристроєм, який працює як передавачем, так і приймачем, тобто прийомопередавачем. Наприклад, стільниковий телефон є прийомопередавачем. Електроніка передавача та приймача в приймально-передавальній системі насправді є досить незалежними один від одного. Це легко пояснюється тим, що радіопередавачі містять підсилювачі потужності, які працюють із електричними потужностями, виміряними в ватах або кіловатах, але радіоприймачі працюють із потужністю радіо, яку вимірюють в мікроватах та нановатах. А отже, приймально-передавальні пристрої повинні бути ретельно розроблені та побудовані таким чином, щоб ізолювати один від одного схеми високої та низької потужності, щоб не створювати перешкод.
Телекомунікації по фіксованим лініям називаються вузол-вузол (точка-точка), оскільки між ними є один передавач і один приймач. Телекомунікацій через радіопередавачі називають ефірним зв'язком, оскільки він знаходиться між одним потужним передавачем та численними малопотужними, але чутливими радіоприймачами.
Телекомунікації, в рамах яких декілька передавачів і декілька приймачів були розроблені для співпраці та спільного використання одного і того ж фізичного каналу, називаються мультиплексними системами. Спільне використання фізичних каналів за допомогою мультиплексування часто призводить до дуже великого скорочення витрат. Мультиплексні системи вбудовуються в телекомунікаційні мережі, а мультиплексні сигнали перемикаються в вузлах до необхідного приймача.
Аналогові та цифрові комунікації Сигнали можуть передаватися або за допомогою аналогових або цифрових сигналів. Відтак, існують аналогові та цифрові системи зв'язку. Для аналогової системи передачі, сигнал постійно змінюється в залежності від інформації. У цифровій системі передачі сигнал кодується як сукупність дискретних значень (наприклад, набір одиниць і нулів). Під час розповсюдження та прийому інформація, що міститься у аналоговому сигналі, неминуче погіршуватиметься небажаним фізичним шумом. Як правило, шум у системі зв'язку може бути виражений додавання та віднімання від бажаного сигналу у цілковито випадковому порядку. Ця форма шуму називається аддитивним шумом, який може мати позитивне або негативне значення у різні моменти часу. Шум, який не є аддитивним виникає у набагато складніших ситуаціях для опису та аналізу, в даній статті інші шуми розглядатись не будуть.
З іншого боку, якщо адитивні шуми не перевищують певного порогу, інформація що міститься в цифрових сигналах, залишатиметься незмінною. Їх стійкість до шуму є ключовою перевагою цифрових сигналів над аналоговими сигналами.
Телекомунікаційні мережі