Moderní teorie informace
Přihlásit se
Moderní teorie informace (1/8) · 4:45

Modulační rychlost Úvod do modulační rychlosti.

Navazuje na Počátky teorie informace.
Jak bychom měli měřit informaci, aby to bylo aplikovatelné na libovolný komunikační systém, lidský, zvířecí či mimozemský? Vraťme se do pozdního 19. století, kde jsme se soustředili, stejně jako dnes, na rychlost. Jedním cílem na vylepšení rychlosti bylo navrhnout zařízení, které by umožňovalo operátorům zadávat písmena, které můžeme brát za "primární symboly" a nechat automatizaci nízkoúrovňových signalizačních událostí, jako jsou pulsy elektřiny které můžeme nazývat "sekundárními symboly", na zařízení. A zařízení mohou být řízena nějakým zdrojem hodinového signálu, který umožňuje generovat přesný a rychlý proud pulsů, který předpokládáme bude rychlejší než jakákoliv lidská ruka. Skvělým příkladem tohoto byl Baudotův multiplexní systém. Návrh byl zprovozněn v roce 1874. Vycházel ze stejné abstraktní myšlenky, která byla vidět u telegrafu s klapkami. Skládal se z pěti kláves, které mohly být "zahrány" v libovolné kombinaci. Jako akord. Každá kombinace reprezentovala unikátní zprávu. S pěti klávesami, každou buď stisnutou, nebo ne, můžete zahrát dvě na pátou, nebo také 32 různých akordů. Kód přiřadil 32 různých akordů každému písmenu abecedy, zbylé se použily na signalizaci přesunu na začátek řádku, nový řádek a mezery. Takže operátor by doslova "hrál" písmena a zařízení by automaticky vysílalo proud pulsů reprezentující písmena. Například toto pro písmeno T. Nebo toto pro písmeno R. Nebo toto pro písmeno B. Máme tedy výstupní signál obsahující různé kombinace stejnosměrných impulsů a signál který přesně reprezentuje zprávu psanou na dálnopis. Za pultem mechanické nervy systému mění slova na dírky na pásce, a dírky na pásce na elektrické impulsy, přenášené po drátech. Všimněte si, že na nejnižší úrovni tento systém komunikuje buď přítomností, nebo nepřítomností elektrického proudu, v posloupnostech rozdělených pomocí hodinového signálu. A jak rychle můžou naše interní hodiny fungovat? Faktorem omezujícím rychlost nebyly hodiny. Tehdy i dnes, rychlost přenosu byla fyzicky omezena minimálním prostorem mezi těmito impulsy, tzv. frekvence pulsů. A tento problém sužoval techniky, kteří testovali podzemní a podmořské kabely, pomocí existujícího systému Morseovky. Podobá se to ozvěně, nebo dlouhému tónu. Pokud někdo posílá tečky příliš rychle po dlouhém podmořském obvodu, poputují na přijímací konec společně, protože symbol, který přijmeme na vzdáleném konci obvodu bude bude o něco delší, zploštěný na náběžné a sestupné hraně ne přesná kopie. Zasílání pulsů příliš rychle způsobuje interferenci mezi symboly. K tomu například dochází, když proud teče déle a zasáhne do dalšího časového intervalu a třeba změní nulu na jedničku. Takže i když automatizujeme detekci těchto hladin proudu, je tu podstatné omezení, jak blízko k sobě můžeme dva pulsy natěsnat. Jde o stejný problém, na který narazili Alice s Bobem s jejich provázkovým komunikačním systémem, říkáme mu "maximální rychlost tahání". Pokud zatáhli víc než dvakrát za vteřinu, zjistili, že se signály začaly spojovat v jeden, a to je mátlo. Říká se tomu "modulační rychlost." Nezapomeňte, "symbol" může být obšírně definován jako aktuální stav nějakého sledovaného signálu, který se po nějaký časový úsek nemění. Ať už používáte oheň, zvuk, elektrický proud, cokoliv. Signalizační událost je prostá změna z jednoho stavu do jiného. Takže "modulační rychlost" je počet signalizačních událostí, které mohou být vměstnány do jedné sekundy.
video