Люди до сих пор спорят, что лучше: аналоговая или цифровая технология. При этом последняя завоевывает мир окончательно и бесповоротно. Например, на Сиднейском кинофестивале в этом году не было ни одного фильма в формате 35 мм — киноиндустрия черпает вдохновение из новых технологий.

Взгляните на Топ-10 музыкального хитов ARIA (официальный хит-парад Австралийской ассоциации звукозаписи, Australian Recording Industry Association): в процессе записи этой музыки никогда не использовались еще совсем недавно считавшиеся ничем незаменимыми студийные магнитофоны. Наконец, фотографы уже давно предпочитают цифровые камеры аналоговым.

Все перечисленные примеры связаны с носителями информации, используемыми для записи результатов творчества. Раньше авторы сохраняли плоды своих трудов на магнитной ленте или кинопленке, теперь они предпочитают цифровые технологии и соответствующие носители.

Творчество ныне в основном сводится к манипуляции новейшими медиасредствами для того, чтобы рассказать историю, вызвать эмоциональный отклик, задать вопросы, развлечь аудиторию — то есть, делать все то, что искусство должно делать.

Однако в эпоху цифровых технологий находится все больше молодежи, ностальгирующей по старым аналоговым носителям информации. Иногда подобное пристрастие по отношению к вещам, которыми они никогда не пользовались, граничит с фетишизмом.

Не так давно всех удивил музыкант Джек Уайт (Jack White), сделавший запись на винтажном магнитофоне с 8 дорожками. И это далеко не единичный случай. Воскрешение «пленочных» студии звукозаписи и рекорд-лейблов, распространяющих музыку на кассетах, сильно удивило воротил музыкальной индустрии, считавших аналоговый формат мертвым. Тем более, что цифровая техника позволила избавиться от прежних раздражителей (гул, потрескивание, искажения, вспышки и прочие признаки «теплого лампового звука»).

Ностальгия по аналогу

Нелинейность — термин из практики современных медиа, означающий, что входной сигнал, поступающий в устройство, не эквивалентен выходному сигналу.

Любые медиаустройства, в той или иной степени искажающие сигнал — сжатие динамического диапазона музыки в аудиозаписи, размытые контуры изображений и избыточное насыщение кинокадра определенными цветами — можно рассматривать как нелинейные.

Технические специалисты всегда стремились избавиться от погрешностей, а музыкальные продюсеры, фотографы и режиссеры учились вписывать их в творческий продукт. Публика же воспринимала это вполне естественно.

До сих пор много музыкальных продюсеров делают запись на пленке, прежде чем передать ее на оцифровку. Или фотографы — сначала «отщелкивают» материал, а потом редактируют изображения в Photoshop.

Компании Waves и Steven Slate Digital создают программное обеспечение, как можно точнее воссоздающие звуковые эффекты старых магнитофонов.

Конечно, увлечение аналоговым форматом нисколько не умаляет достоинства цифровой технологии. Свое качество она оправдывает, даже слишком. Из-за триумфа «цифры» мы уже заскучали по «зашумленной», нечеткой и перенасыщенной цветом картинке, присущей аналоговым технологиям. Но одновременно никто не оспаривает высокую производительность и экономическую эффективность цифровых форматов обработки сигнала.

Некоторые любители всеми силами стараются сохранить уходящую в прошлое аналоговую технологию исключительно ради идеи. Другим просто доставляет удовольствие пользоваться винтажной техникой, например, камерой Polaroid.

Остальная часть «ретроградов» просто моделирует «полароидные» эффекты на смартфонах ради удовлетворения чувства ностальгии.

Рост «медленных медиа»

Всплеск интереса к старым технологиям со стороны людей, родившихся в цифровую эпоху, напоминает явление конца 80-х годов под названием «движение медленных медиа».

Растут продажи виниловых пластинок. Потому что люди вновь открывают радость встречи с альбомом музыканта как неким посланием. А само прослушивание пластинки? Это целый ритуал: взять в руки круг черной пластмассы, неторопливо подойти и бережно поставить его в проигрыватель.

У музыкантов своя причина любви к пленке. Когда они приходят в студию, то знают, что должны сыграть отменно, потому что «цифровой обман» недоступен.

Режиссеры, в свою очередь, исходят из ограниченности кинопленки. Это налагает ответственность на игру актеров ради избежания лишних дублей.

Музыкальные продюсеры также работают качественнее без огромного количества дорожек и безграничных возможностей наложения звука. Посмотрите, что творили Beatles всего на 4 дорожках. Сегодня их как минимум 96. Слушая современную музыку, приходится сомневаться в пользе дополнительных 92 дорожек.

У любви к старым технологиям есть одна подоплека. Дело тут не столько в монетизации ретро-моды, сколько в претензии к способу работы медиаиндустрии. В аналоговом мире вы вынуждены работать медленнее. В цифровой реальности вы должны сделать работу прямо сейчас.

Старые медиаформаты не уйдут. Слишком много людей заинтересованы в их существовании. Кто-то будет пытаться на волне ретро-моды вернуть утраченную часть прибыли. Кто-то погрузится в ностальгию и начнет коллекционировать старинное оборудование.

Некоторые вещи по-настоящему удивительны. Например, музыкальные инструменты или звукозаписывающее оборудование: 40-50 лет тому назад они делались словно на века, часто из более дорогих материалов, чем сегодня.

Аналоговые и цифровые сигналы

Основные принципы цифровой электроники.

Введение.

ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Конспект лекций

Цифровая электроника в настоящее время всœе более и более вы­тесняет традиционную аналоговую. Ведущие фирмы, произво­дящие самую разную электронную аппаратуру, всœе чаще заяв­ляют о полном переходе на цифровую технологию.

Успехи в технологии производства электронных микросхем обеспечили бурное развитие цифровой техники и устройств. Использование цифровых методов обработки и передачи сигналов позволяет существенно повысить качество линий связи. Цифровые методы обработки и коммутации сигналов в телœефонии позволяют в несколько раз сократить массогабаритные характеристики устройств коммутации, повысить надежность связи, ввести дополнительные функциональные возможности. Появление быстродействующих микропроцессоров, микросхем оперативной памяти больших объёмов, малогабаритных устройств хранения информации на жестких носителях больших объёмов позволило создать достаточно недорогие универсальные персональные электронные вычислительные машины (компьютеры), нашедшие очень широкое применение в быту и производстве. Цифровая техника незаменима в системах телœесигнализации и телœеуправления, применяемых в автоматизированных производствах, управлении удаленными объектами, к примеру, космическими кораблями, газоперекачивающими станциями и т. п. Цифровая техника также заняла прочное место в электро-радиоизмерительных системах. Современные устройства регистрации и воспроизведения сигналов также немыслимы без применения цифровых устройств. Цифровые устройства широко используются для управления в бытовых приборах.

Очень вероятно, что в будущем цифровые устройства займут доминирующее положение на рынке электроники.

Стоит сказать, что для начала дадим несколько базовых определœений.

Сигнал - это любая физическая величина (к примеру, тем­пература, давление воздуха, интенсивность света͵ сила тока и т. д.), изменяющаяся со временем. Именно благодаря этому изменению во времени сигнал может нести в себе какую-то ин­формацию.

Электрический сигнал - это электрическая величина (на­пример, напряжение, ток, мощность), изменяющаяся со време­нем. Вся электроника в основном работает с электрическими сигналами, хотя в последнее время всœе больше используются световые сигналы, которые представляют из себяизменяющуюся во времени интенсивность света.

Аналоговый сигнал - это сигнал, который может прини­мать любые значения в определœенных пределах (к примеру, на­пряжение может плавно изменяться в пределах от нуля до деся­ти вольт). Устройства, работающие только с аналоговыми сиг­налами, называются аналоговыми устройствами.

Цифровой сигнал - это сигнал, который может принимать только два значения (иногда - три значения). Причем разреше­ны некоторые отклонения от этих значений (рис. 1.1). Напри­мер, напряжение может принимать два значения: от 0 до 0,5 В (уровень нуля) или от 2,5 до 5 В (уровень единицы). Устройства, работающие исключительно с цифровыми сигналами, называ­ются цифровыми устройствами.

В природе практически всœе сигналы аналоговые, то есть они изменяются непрерывно в некоторых пределах. Именно поэто­му первые электронные устройства были аналоговыми. Οʜᴎ преобразовывали физические величины в пропорциональные им напряжение или ток, выполняли над ними какие-то операции и затем выполняли обратные преобразования в физические вели­чины. К примеру, голос человека (колебания воздуха) с помощью микрофона преобразуется в электрические колебания, затем эти электрические сигналы усиливаются электронным усилителœем и с помощью акустической системы снова преобразуются в колебания воздуха, в более громкий звук.

Рис. 1.1. Электрические сигналы: аналоговый (слева) и цифровой (справа).

Все операции, производимые электронными устройства­ми над сигналами, можно условно разделить на три большие группы:

‣‣‣ обработка (или преобразование);

‣‣‣ передача;

‣‣‣ хранение.

Во всœех этих случаях полезные сигналы искажаются пара­зитными сигналами - шумами, помехами, наводками. Вместе с тем, при обработке сигналов (к примеру, при усилении, фильт­рации) еще искажается и их форма из-за несовершенст­ва, неидеальности электронных устройств. А при передаче на большие расстояния и при хранении сигналы к тому же ослаб­ляются.

Рис. 1.2. Искажение шумами и наводками аналогового сигнала (слева) и циф­рового сигнала (справа).

В случае аналоговых сигналов всœе это существенно ухуд­шает полезный сигнал, так как всœе его значения разрешены (рис. 1.2). По этой причине каждое преобразование, каждое промежу­точное хранение, каждая передача по кабелю или эфиру ухуд­шает аналоговый сигнал, иногда вплоть до его полного унич­тожения. Надо еще учесть, что всœе шумы, помехи и наводки принципиально не поддаются точному расчету, в связи с этим точноописать поведение любых аналоговых устройств абсолютно не­возможно. К тому же со временем параметры всœех аналоговых устройств изменяются из-за старения элементов, в связи с этим харак­теристики этих устройств не остаются постоянными.

В отличие от аналоговых, цифровые сигналы, имеющие всœе­го два разрешенных значения, защищены от действия шумов, наводок и помех гораздо лучше. Небольшие отклонения от разрешенных значений никак не искажают цифровой сигнал, так как всœегда существуют зоны допустимых отклонений (рис. 1.2). Именно в связи с этим цифровые сигналы допускают гораздо более сложную и многоступенчатую обработку, гораздо более дли­тельное хранение без потерь и гораздо более качественную передачу, чем аналоговые. К тому же поведение цифровых устройств всœегда можно абсолютно точно рассчитать и пред­сказать. Цифровые устройства гораздо меньше подвержены старению, так как небольшое изменение их параметров никак не отражается на их функционировании. Вместе с тем, цифро­вые устройства проще проектировать и отлаживать. Понятно, что всœе эти преимущества обеспечивают бурное развитие циф­ровой электроники.

При этом у цифровых сигналов есть и крупный недостаток. Дело в том, что на каждом из своих разрешенных уровней циф­ровой сигнал должен оставаться хотя бы в течение какого-то минимального временного интервала, иначе его невозможно будет распознать. А аналоговый сигнал может принимать любое свое значение бесконечно малое время. Можно сказать и иначе: аналоговый сигнал определœен в непрерывном времени (то есть в любой момент времени), а цифровой - в дискретном времени (то есть только в выделœенные моменты времени). По этой причине мак­симально достижимое быстродействие аналоговых устройств всœегда принципиально больше, чем цифровых устройств. Ана­логовые устройства могут работать с более быстро меняющи­мися сигналами, чем цифровые. Скорость обработки и передачи информации аналоговым устройством всœегда должна быть сде­лана выше, чем скорость ее обработки и передачи цифровым устройством.

Вместе с тем, цифровой сигнал передает информацию только двумя уровнями и изменением одного своего уровня на другой, а аналоговый передает информацию еще и каждым текущим значением своего уровня, то есть он более емкий с точки зрения передачи информации. По этой причине для передачи того объёма по­лезной информации, который содержится в одном аналоговом сигнале, чаще всœего приходится использовать несколько цифро­вых сигналов

(обычно от 4 до 16).

К тому же, как уже отмечалось, в природе всœе сигналы ана­логовые, то есть для преобразования их в цифровые сигналы и для обратного преобразования требуется применение специальной аппаратуры (аналого-цифровых и

цифро-аналоговых преоб­разователœей). Так что ничто не дается даром, и плата за пре­имущества цифровых устройств может порой оказаться непри­емлемо большой.

Аналоговые и цифровые сигналы - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Аналоговые и цифровые сигналы" 2017, 2018.

Мы живём в эпоху бурной эволюции аналоговых технологий в цифровые. Тем не менее, многие устройства по-прежнему остаются аналоговыми, не спеша переходить на новую ступень развития техники. Более того, бытовые приборы нередко совмещают в себе обе технологии. Попытаемся разобраться, какова разница между аналоговым и цифровым, в чём их преимущества и недостатки.

Естественно, разговор пойдёт с точки зрения обычного пользователя, без заумных терминов и с уклоном на практическое применение в повседневной жизни.

Суть аналоговых технологий

В двадцатом веке, ближе к его середине, появились аналоговые компьютеры - вычислительные устройства. Всяческая информация в них выражалась и обрабатывалась в виде разницы в напряжении сигнала. Причём, даже при обработке числовых данных и совершении подсчётов.

На выходе могли быть графики, различные синусоиды, управляющие сигналы для механизмов и прочие полезности для производственного процесса. Предположим, везде расставили датчики. Изменилось где-то напряжение - и аналоговый компьютер тут же отреагировал, включил что надо (или выключил).

Суть аналоговой технологии в том, что информация не трансформируется в цифровую. Электрический импульс остаётся самим собой, со всеми своими параметрами, даже если чем-то измеряется и что-то означает. Кроме того, сигналы могут варьироваться как угодно, в зависимости от особенностей устройств.

Суть цифровых технологий

Первый прототип цифровой передачи данных - азбука Морзе. Буквы кодируются комбинациями коротких сигналов («точек»), длинных («тире») и разделяющих пауз (тишины) между ними. Неважно, каков уровень сигнала, каково его напряжение и частота, ведь есть только три компонента, передающие информацию.

Теперь представьте себе, что количество компонентов сокращено до двух: «сигнал и тишина». Наличие сигнала - единица, отсутствие - ноль. Параметры тоже не имеют значения.

Так вот, нули и единицы - это биты. Их последовательности объединяются в группы по восемь штук - байты. Ну и, конечно, килобайты, мегабайты, гигабайты.

Работа аналогового устройства

Возьмём, к примеру, звук. Сигнал с микрофона записывается на магнитную ленту в исходном виде. То есть, со всеми частотами, поступающими по проводу. Затем магнитофон (старинный аппарат для воспроизведения звука) считывает записанное с ленты, усиливает и отправляет в динамики, откуда мы всё слышим.

Или же звук транслируется в эфир. Антенна ловит радиоволну и преобразовывает её в такие же электрические сигналы, которые поступали на микрофон. Ну и мембраны динамиков работают точно так же, как в магнитофоне: колеблются под воздействием тока, передающего звуковые частоты.

Другой способ аналоговой записи - виниловые пластинки, большие такие диски, обычно чёрные. На них вырезаются тонкие дорожки, а считывающая игла потом колеблется именно с такими частотами, которые были у исходного звука. Колебания преобразуются в электрические, усиливаются и отправляются, как нетрудно догадаться, на динамики.

То есть, сигнал остаётся таким, как был изначально, не кодируется в цифровой вид. К нему добавляются помехи , шипение усилителей, он искажается некачественной магнитной лентой и аппаратурой. Лента постепенно размагничивается (особенно если эксплуатируется часто), а пластинка - изнашивается (ведь по ней ездит игла).

Работа цифрового устройства

Микрофон подключается к преобразователю, который все звуковые частоты кодирует в форму нулей и единиц. Кроме того, эти нули и единицы идут не сплошным потоком, а дискретно, порциями. Например, 44 тысячи раз в секунду (с частотой 44 килогерца), как на музыкальном компакт-диске.

Кроме того, чем больше нулей и единиц (килобит) используется для одной секунды, тем выше качество звука (тем полнее, адекватнее его описание в цифровой форме).

Оцифрованный звук копируется на CD, транслируется в сети интернет-радиостанциями , распространяется в виде файлов . В общем, тем или иным образом поступает в устройство, способное его воспроизвести.

При воспроизведении нет ни шума магнитной плёнки, ни треска от царапин на виниловой пластинке, потому что обрабатываются только последовательности нулей и единиц.

Однако для того, чтобы из динамиков что-либо зазвучало, на них необходимо подать аналоговый сигнал. То есть, звук, описанный не нулями и единицами, а частотами электрических колебаний.

Предыдущие публикации:

08.11.2016

Цифровые технологии меняют наши привычки, интерьер наших квартир, стиль нашей жизни и язык нашего общения. Они преобразуют бизнес и правительство, развлечения и образование, науку и медицину. Они существенно изменили и самого человека, особенно в социально-экономических и культурных аспектах. Каждый третий житель нашей планеты носит с собой сотовый телефон и в местах, где связь "не очень" нам нужно усиление сотовой связи и направленные антенны. Все большее число часов мы проводим «в цифровом пространстве» Интернета и все меньше времени уделяем таким средствам информации, как телевидение и радио. Бумажные носители вытесняются электронными. Все большее число пассажиров в метро читает не традиционные книги, а загруженные из Сети их электронные версии.

Цифровые технологии в том виде, в каком мы их знаем сегодня, радикально изменили и наш бизнес и нашу частную жизнь. Хранение и передача данных стали более эффективными. Интернет, особенно после создания WWW, позволяет человечеству создавать и обмениваться информацией и знаниями в глобальном масштабе.

Цифровой, невидимый и вездесущий

Следующим шагом цифровой революции будет вездесущность цифровых технологий. Наши фотоаппараты и МР3-плееры, электронные записные книжки и мобильные телефоны все больше напоминают карманные компьютеры, приобретая возможности видеосъемки, записи звука, высокоскоростной передачи данных.

Технические инновации, основанные на самых разных технологиях, среди которых радиоидентификация и радиодатчики, меняют модели человеческого существования в нашем цифровом веке. Информационные и коммуникационные возможности становятся невидимыми и повсеместными.

Теория будущей «вездесущности компьютеров» Марка Вейзера - бывшего главного ученого исследовательского центра Xerox в Пало-Альто - говорит о том, что самые сильные, совершенные и глубокие технологии - это «те, что исчезают, вплетают себя в ткань повседневной жизни, пока не растворятся в ней». Согласно этому мнению, все наши привычные вещи скоро превратятся в миниатюрные компьютеры. И это - не вымысел. Стоит только обратить внимание на тенденции смены поколений компьютеров. Они не просто становятся меньше. Они становятся все многочисленнее и все незаменимее. Решение многих задач более не потребует вмешательства человека, и технологии, такие заметные вчера, завтра будут исчезать из нашего поля зрения. В то же время повсеместно в окружающей нас среде, у самых повседневных вещей появится способность к обработке информации.

Два с половиной десятка лет назад ЭВМ, обслуживающие десятки человек, были обыденным явлением. Затем появились персональные компьютеры - одна машина на одного человека, теперь наше общество находится в фазе перехода к повсеместно распространенным компьютерам, когда несколько цифровых устройств обслуживают одного человека. Рисунок 2, взятый из статьи Марка Вейзера «Компьютер XXI века», иллюстрирует наступление эпохи повсеместной компьютеризации. На нем видны этапы роста, насыщения и спада трех поколений компьютеров.

Новые векторы развития Сети

Так давно предсказываемая цифровая конвергенция становится реальностью во многих областях жизни. За последние два десятилетия телефонная связь изменилась до неузнаваемости. Получила повсеместное распространение беспроводная телефония. В то же время телефон перестает быть средством только речевого общения. Трафик данных в сетях связи растет намного быстрее, чем трафик речевой. И в то время как мобильные операторы стремятся выжать максимальную выгоду из речевой связи, операторы других услуг - передачи речи по интернет-протоколу (VoIP) - стараются эту выгоду минимизировать.

Своей растущей популярностью технология VoIP обязана множеству преимуществ, которые, все вместе, для многих категорий пользователей - от домохозяек до трансконтинентальных корпораций - образуют чрезвычайно привлекательный метод общения. VoIP-вызовы зачастую оказываются бесплатными или, по крайней мере, дешевле обычной телефонии. Пользователи могут вызывать адресата из любой точки, где есть выход в Интернет, и пользоваться при этом множеством дополнительных услуг, таких, как перенаправление вызова, видеосвязь, конференц-связь, обмен файлами и т. п.

Услуги VoIP существуют с 90-х годов прошлого века. Однако массовое их распространение стало заметно относительно недавно. Среди наиболее известных служб, нацеленных на определенных потребителей, можно выделить Skype.

Skype - это служба, благодаря которой можно посредством специальной компьютерной программы бесплатно звонить другим абонентам Skype во всем мире. При наличии у абонентов веб-камер Skype позволяет устраивать видеоконференции. Можно также звонить на обычные стационарные и мобильные телефоны по очень низким тарифам. Skype включает в себя функции систем мгновенного обмена сообщениями, при этом позволяет организовывать чаты с участием до 100 человек одновременно и сохранять получаемую информацию.

Skype начала свою работу в 2003 году и через пару лет была куплена компанией eBay, крупнейшим в мире сетевым аукционом. Присоединение Skype к eBay подтолкнуло несколько других крупных компаний к началу экспериментов с интернет-телефонией. Так, Microsoft недавно приобрела VoIP-компанию Teleo, Yahoo! купила фирму DialPad, а Google начала предоставлять сервис Talk. Провайдеры услуг телефонии также проявляют интерес к VoIP. British Telecom и Nokia испытывают интеллектуальные абонентские терминалы, которые «бесшовно» переключаются между сотовыми и VoIP-сетями, позволяя абоненту избежать необходимости покупать два различных терминала и оплачивать счета двух операторов.

Новый вид инфраструктуры

Устройства, обменивающиеся данными по радио, легко соединять в сеть: не надо рыть траншеи или строить кабельную канализацию, не надо прокладывать кабели. Однако современный мир с его многогигабайтными потоками не может обойтись без фиксированной инфраструктуры, поэтому и фиксированные сети тоже не стоят на месте. Основное направление развития здесь - создание полномасштабных оптических сетей, характеризующихся огромной пропускной способностью. В развитых странах магистральные сети, обеспечивающие междугородную и международную связь - уже полностью оптические. Сети, соединяющие дома и производственные здания с магистральной сетью - так называемые сети доступа, сегодня пока еще используют медные кабели и технологии DSL. Но и они, несомненно, будут замещаться оптическими линиями, реализуя концепцию FTTH (fibre-to-the-home). Ну, и последний шаг - оптические линии связи внутри зданий - также не заставит себя долго ждать.

Общее мнение экспертов сводится к тому, что в развитом мире оптические сети составят вездесущую фиксированную инфраструктуру. Эти сети будут дополняться радиосетями, чья роль будет триединой.

Первая: обеспечивать удобное присоединение терминальных устройств к инфраструктуре. По аналогии с термином «последней мили», широко используемым в сегодняшней телекоммуникационной литературе, завтрашние сети радиодоступа будут сетями «последних метров» - расстояние от локальных приемопередатчиков до оптических сетей.

Вторая: связь для подвижных объектов. Эта роль, как и первая, является классической ролью подвижной связи.

Третья роль - относительно новая. Она заключается в соединении устройств без использования инфраструктуры. Имеет ли это смысл? Да, имеет. Например, для всех мест и ситуаций, где инфраструктуры просто нет (например в развивающихся странах) либо она недоступна или повреждена (например из-за аварии). Кроме того, если верить теории вездесущности компьютеров, то однажды нам потребуется соединить в одну сеть множество дешевых устройств, которые, вероятно, будут решать некие локальные задачи в офисе или дома. Вероятно, что оборудовать такие устройства интерфейсами UMTS или WLAN окажется слишком дорого. Вот здесь-то нам и понадобится возможность соединить устройства без подключения их к сетевой инфраструктуре. Именно для таких целей была придумана в свое время технология Bluetooth, которая и стала первым шагом в этом направлении.

Новый стиль жизни

Вряд ли кто-нибудь в состоянии подсчитать, насколько велика сегодня Всемирная паутина. Yahoo! оценивает ее размер в 40 миллиардов страниц. В сотни раз больше - объем закрытых данных, хранимых различными организациями .

Зачастую мы используем Интернет, даже не подозревая об этом. Набирая телефонный номер, мы не задумываемся, что часть пути наш вызов пройдет по VoIP-участку через Интернет. Когда мы отправляем электронное письмо коллеге из соседнего офиса, нас не интересует, через какие серверы оно будет перемещаться. Нажимая кнопку «Поиск» в Google или Yahoo!, мы просто хотим получить информацию. Интернет, вместе с иллюзией «всеобщности» знаний, принес нам новый стиль жизни. И вместе с новыми стилем жизни - новый рынок услуг.

Насколько же велик рынок «цифрового стиля жизни»?

На одном уровне - это огромный сегмент, объединяющий в себе такие цифровые отрасли, как связь, телерадиовещание и компьютерная индустрия. Но с другой стороны - это рынок для одного человека, который равно ценит как платные, так и бесплатные услуги. Здесь следует помнить, что ключевой социальной силой рынка новых услуг связи является тенденция общества к индивидуализации, стремление клиента выбирать продукты и услуги, руководствуясь только своими запросами. Поэтому поставщикам и операторам придется предложить потребителю возможность непосредственного и личного выбора и «подгонки» получаемых услуг. Мультимедийная связь, электронная торговля, телемедицина, дистанционное обучение, вездесущность компьютеров - в домах, офисах, автомобилях; радиосети в кафе и фитнес-клубах, магазинах и отелях, аэропортах и вузах - все это вместе приведет к существенному росту глобального трафика, передаваемого по Интернету.

Таким образом, совершенно очевидно, что на наших глазах три составные части новых услуг - связь, телерадиовещание и компьютерная индустрия - должны объединиться и создать новый рынок, у которого пока еще нет правильного названия, но оно появится и, вероятно, очень скоро.

Новые противоположности

Служба IBM Global Business Services опубликовала новый отчет «Движение в условиях разрыва медиасреды: инновации и реализация новых бизнес-моделей» , описывающий конфликт, перед лицом которого оказались традиционные владельцы контента и его распространители. Именно он назван в Отчете «разрывом медиасреды», который характеризуется напряженностью взаимоотношений между традиционными участниками медиарынка и «пришельцами» из области цифровых технологий. Специалисты IBM прогнозируют, что в ближайшие четыре года суммарные доходы от новых видов распространения медиаконтента будут расти на 23% в год - примерно в пять раз превышая темпы роста на традиционном рынке СМИ и развлечений. Кроме того, согласно экспертным оценкам, при переходе к цифровым технологиям формирования, хранения и распространения контента музыкальная отрасль потеряет примерно 90–160 млрд. долларов, и еще большие потери понесут телевизионная и киноиндустрия, если не будет найдено приемлемого выхода из сложившейся конфликтной ситуации.

Если приглядеться, то можно легко увидеть четкий раздел между старой и новой средами распространения контента. В традиционной среде по-прежнему преобладает контент, который создается специалистами и распространяется через фирменные платформы. Его защищают голограммами, ставят штампы «Все права сохранены», за ходом его распространения наблюдают высокооплачиваемые юристы, дела о нелегальном (читай - неоплаченном) использовании такого контента рассматриваются в судах самых разных инстанций. В новой среде контент зачастую создается пользователями, а доступ к нему осуществляется через открытые ресурсы. Эти полярные тенденции четко определяют конфликт между действующими и новыми участниками рынка.

Еще один конфликт возникает между уже существующими участниками рынка - традиционными владельцами ресурсов (кинокомпаниями, разработчиками игр и студиями звукозаписи) и их распространителями (телекомпаниями, предприятиями розничной торговли, кинопрокатчиками, поставщиками услуг кабельной и спутниковой связи). Существующий раздел медиасреды сталкивает партнеров друг с другом в борьбе за рост доходов.

Сегодняшнее противостояние традиционных и новых провайдеров ресурсов мультимедиа достигло точки наивысшего напряжения. Проблема, которая изначально была чисто технической и заключалась всего лишь в замене аналоговых средств связи на цифровые, переросла в экономическую, юридическую и даже политическую. Так что пришло время менять бизнес-модели, внедрять инновации и пересматривать партнерские отношения.

Новые фирмы и новые отношения

По традиции, рынки оцениваются в параметрах спроса и предложения, на основании которых производители и провайдеры услуг принимали решение о том, за какие «ценности» будут платить потребители, и старались эти ценности создать. Но в зародившемся цифровом мире, похоже, потребители сами создают эти ценности. Классическими примерами такого «самообслуживания» являются массовые онлайновые игры, общественные сайты.

Даже такие традиционные фирмы, как операторы связи, начинают двигаться в направлении «персонализации». В XIX веке телеграфные сообщения печатались и декодировались служащими телеграфных компаний, к XX веку пользователи могли сами отправлять и получать сообщения, но оборудование сети принадлежало телефонной компании. В XIX веке для передачи сообщений все чаще используется оборудование, принадлежащее пользователю.

Аналогичные тенденции можно наблюдать в области компьютеров (например, использование бесплатного ПО и ПО с открытым кодом) и в области вещания (где обычные люди все чаще участвуют в создании контента, снимаясь в реалити-шоу или позвонив в студию в прямом эфире теле- или радиопередачи).

Движение в сторону персонализации и увеличения ценностей, создаваемых самими пользователями, изменяет вид рынка. Основными показателями этого являются следующие.

Что есть услуга и кто ее потребитель?

Что можно считать сегодня базовой услугой технологий информации и связи? Двадцать лет назад ее определяли как «телефон в каждом доме». Сегодня базовый сервис - не только доступность необходимых услуг или оборудования, но и обеспечиваемое ими качество. В борьбе за качество и пропускную способность, а в конечном счете - за клиента ломаются копья, сливаются и банкротятся компании, рушатся регуляторные устои, пишутся концепции и не сбываются прогнозы.

В конце 2006 года Международный союз электросвязи издал свой ежегодный - седьмой по счету - доклад группы аналитиков о тенденциях развития сети Интернет. Он озаглавлен «Digital.life» и говорит, что в ближайшие десятилетия нам стоит ждать рассвета новой эры цифровизации, в ходе которой сегодняшний «Интернет данных и людей» уступит место завтрашнему «Интернету вещей».

В своем докладе аналитики МСЭ напоминают читателю, как в самом начале интернет-эпохи нас поражала возможность контакта - без телефонисток и междугородных звонков - с людьми, находящимися за океанами, в других часовых поясах, а то и в других полушариях. Как непривычно было получать доступ к информации, находясь перед экраном домашнего компьютера, а не в Ленинской библиотеке!

Следующим логическим шагом в этой технологической революции, по мнению экспертов, будет объединение в сеть неодушевленных предметов. Они будут связываться в режиме реального времени и, тем самым, радикально преобразуют Интернет. Согласно отчету, в настоящее время в мире насчитывается около 875 миллионов пользователей глобальной сети. И это число может просто удвоиться, если люди так и останутся основными пользователями будущего. Но эксперты рассчитывают, что в ближайшие десятилетия число подключенных к сети терминалов будет исчисляться десятками миллиардов. Это и лежит в основе Интернета вещей. «Интернет вещей сделает возможными новые формы использования вещей, каких мы до настоящего времени и не предполагали», - предсказывают авторы отчета.

Но несмотря на то что причин для беспокойства довольно много, ясно одно: наука и техника продолжают двигаться вперед. Интернет перестает быть чем-то самостоятельным, он охватывает всю нашу жизнь. Многомиллиардные инвестиции в технологии обработки и передачи данных приводят к появлению все новых и новых услуг и возможностей для потребителя, а значит - все новых рынков и новых доходов. Этот процесс непредсказуем, как непредсказуем ход движения мысли изобретателя.

Вряд ли стоит пытаться осознать пути развития прогресса, перед тем как продолжить движение вперед. В условиях головокружительной скорости появления и смены технологий искусственная остановка, «чтобы осознать», может стоить довольно дорого. И в этом я готова поспорить с авторами уже упоминавшегося мною отчета МСЭ, которые призывают пожинать плоды глобального Интернета вещей «только после полного понимания этого прогресса, связанных с ним выгод и трудностей».

Наш мир постепенно становится цифровым. Мы сейчас в самом эпицентре цифровой революции, которая зародилась в начале 1980-х и постепенно вытесняет из нашего быта и бизнеса аналоговые услуги и устройства, заменяя их цифровыми.

Цифровая электроника в настоящее время все более и более вы-тесняет традиционную аналоговую. Ведущие фирмы, произво-дящие самую разную электронную аппаратуру, все чаще заяв-ляют о полном переходе на цифровую технологию.

Успехи в технологии производства электронных микросхем обеспечили бурное развитие цифровой техники и устройств. Использование цифровых методов обработки и передачи сигналов позволяет существенно повысить качество линий связи. Цифровые методы обработки и коммутации сигналов в телефонии позволяют в несколько раз сократить массогабаритные характеристики устройств коммутации, повысить надежность связи, ввести дополнительные функциональные возможности.

Появление быстродействующих микропроцессоров, микросхем оперативной памяти больших объемов, малогабаритных устройств хранения информации на жестких носителях больших объемов позволило создать достаточно недорогие универсальные персональные электронные вычислительные машины (компьютеры), нашедшие очень широкое применение в быту и производстве.

Цифровая техника незаменима в системах телесигнализации и телеуправления, применяемых в автоматизированных производствах, управлении удаленными объектами, например, космическими кораблями, газоперекачивающими станциями и т. п. Цифровая техника также заняла прочное место в электро-радиоизмерительных системах. Современные устройства регистрации и воспроизведения сигналов также немыслимы без применения цифровых устройств. Цифровые устройства широко используются для управления в бытовых приборах.

Очень вероятно, что в будущем цифровые устройства займут доминирующее положение на рынке электроники.

Для начала дадим несколько базовых определений .

Сигнал — это любая физическая величина (например, тем-пература, давление воздуха, интенсивность света, сила тока и т. д.), изменяющаяся со временем. Именно благодаря этому изменению во времени сигнал может нести в себе какую-то ин-формацию.

Электрический сигнал — это электрическая величина (на-пример, напряжение, ток, мощность), изменяющаяся со време-нем. Вся электроника в основном работает с электрическими сигналами, хотя в последнее время все больше используются световые сигналы, которые представляют собой изменяющуюся во времени интенсивность света.

Аналоговый сигнал — это сигнал, который может прини-мать любые значения в определенных пределах (например, на-пряжение может плавно изменяться в пределах от нуля до деся-ти вольт). Устройства, работающие только с аналоговыми сиг-налами, называются аналоговыми устройствами.

Цифровой сигнал — это сигнал, который может принимать только два значения (иногда — три значения). Причем разреше-ны некоторые отклонения от этих значений (рис. 1.1). Напри-мер, напряжение может принимать два значения: от 0 до 0,5 В (уровень нуля) или от 2,5 до 5 В (уровень единицы). Устройства, работающие исключительно с цифровыми сигналами, называ-ются цифровыми устройствами.

В природе практически все сигналы аналоговые, то есть они изменяются непрерывно в некоторых пределах. Именно поэто-му первые электронные устройства были аналоговыми. Они преобразовывали физические величины в пропорциональные им напряжение или ток, выполняли над ними какие-то операции и затем выполняли обратные преобразования в физические вели-чины. Например, голос человека (колебания воздуха) с помощью микрофона преобразуется в электрические колебания, затем эти электрические сигналы усиливаются электронным усилителем и с помощью акустической системы снова преобразуются в колебания воздуха, в более громкий звук.

Рис. 1.1. Электрические сигналы: аналоговый (слева) и цифровой (справа).

Все операции, производимые электронными устройства-ми над сигналами, можно условно разделить на три большие группы:

Обработка (или преобразование);

Передача;

Хранение.

Во всех этих случаях полезные сигналы искажаются пара-зитными сигналами — шумами, помехами, наводками. Кроме того, при обработке сигналов (например, при усилении, фильт-рации) еще искажается и их форма из-за несовершенст-ва, неидеальности электронных устройств. А при передаче на большие расстояния и при хранении сигналы к тому же ослаб-ляются.

Рис. 1.2. Искажение шумами и наводками аналогового сигнала (слева) и циф-рового сигнала (справа).

В случае аналоговых сигналов все это существенно ухуд-шает полезный сигнал, так как все его значения разрешены (рис. 1.2). Поэтому каждое преобразование, каждое промежу-точное хранение, каждая передача по кабелю или эфиру ухуд-шает аналоговый сигнал, иногда вплоть до его полного унич-тожения. Надо еще учесть, что все шумы, помехи и наводки принципиально не поддаются точному расчету, поэтому точноописать поведение любых аналоговых устройств абсолютно не-возможно. К тому же со временем параметры всех аналоговых устройств изменяются из-за старения элементов, поэтому харак-теристики этих устройств не остаются постоянными.

В отличие от аналоговых, цифровые сигналы, имеющие все-го два разрешенных значения, защищены от действия шумов, наводок и помех гораздо лучше. Небольшие отклонения от разрешенных значений никак не искажают цифровой сигнал, так как всегда существуют зоны допустимых отклонений (рис. 1.2). Именно поэтому цифровые сигналы допускают гораздо более сложную и многоступенчатую обработку, гораздо более дли-тельное хранение без потерь и гораздо более качественную передачу, чем аналоговые. К тому же поведение цифровых устройств всегда можно абсолютно точно рассчитать и пред-сказать. Цифровые устройства гораздо меньше подвержены старению, так как небольшое изменение их параметров никак не отражается на их функционировании. Кроме того, цифро-вые устройства проще проектировать и отлаживать. Понятно, что все эти преимущества обеспечивают бурное развитие циф-ровой электроники.

Однако у цифровых сигналов есть и крупный недостаток. Дело в том, что на каждом из своих разрешенных уровней циф-ровой сигнал должен оставаться хотя бы в течение какого-то минимального временного интервала, иначе его невозможно будет распознать. А аналоговый сигнал может принимать любое свое значение бесконечно малое время. Можно сказать и иначе: аналоговый сигнал определен в непрерывном времени (то есть в любой момент времени), а цифровой — в дискретном времени (то есть только в выделенные моменты времени). Поэтому мак-симально достижимое быстродействие аналоговых устройств всегда принципиально больше, чем цифровых устройств. Ана-логовые устройства могут работать с более быстро меняющи-мися сигналами, чем цифровые. Скорость обработки и передачи информации аналоговым устройством всегда может быть сде-лана выше, чем скорость ее обработки и передачи цифровым устройством.

Кроме того, цифровой сигнал передает информацию только двумя уровнями и изменением одного своего уровня на другой, а аналоговый передает информацию еще и каждым текущим значением своего уровня, то есть он более емкий с точки зрения передачи информации. Поэтому для передачи того объема по-лезной информации, который содержится в одном аналоговом сигнале, чаще всего приходится использовать несколько цифро-вых сигналов (обычно от 4 до 16).

К тому же, как уже отмечалось, в природе все сигналы ана-логовые, то есть для преобразования их в цифровые сигналы и для обратного преобразования требуется применение специальной аппаратуры (аналого-цифровых и цифро-аналоговых преоб-разователей). Так что ничто не дается даром, и плата за пре-имущества цифровых устройств может порой оказаться непри-емлемо большой.