उन्नीसवीं सदी के अंत और बीसवीं सदी की शुरुआत में, टेलीफोन और रेडियो संचार तेजी से विकसित हुए। 1882 में, रूस में पहला टेलीफोन एक्सचेंज सेंट पीटर्सबर्ग में शुरू किया गया था। इस स्टेशन के 259 ग्राहक थे। और मॉस्को में लगभग उसी समय 200 ग्राहक थे।
1896 में, अलेक्जेंडर पोपोव ने 250 मीटर की दूरी पर पहला रेडियो सिग्नल प्रसारित किया, जिसमें केवल दो शब्द थे: "हेनरिक हर्ट्ज़"।
संचार का विकास तकनीकी प्रगति में सबसे आगे रहा है। तब से एक सदी से थोड़ा अधिक समय बीत चुका है, और इस उद्योग में वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के काम के लिए धन्यवाद, हम देखते हैं कि दुनिया कैसे बदल गई है।
हम टेलीफोन, रेडियो संचार, टेलीविजन और इंटरनेट के बिना अपने जीवन की कल्पना नहीं कर सकते। यह विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार पर आधारित है, जिसका सिद्धांत उन्नीसवीं शताब्दी के मध्य में जेम्स क्लर्क मैक्सवेल द्वारा विकसित किया गया था। विद्युत चुम्बकीय तरंगें उपयोगी संकेतों की वाहक हैं, और संकेत संचरण के सिद्धांत में, रूसी वैज्ञानिक और इंजीनियर, शिक्षाविद व्लादिमीर अलेक्जेंड्रोविच कोटेलनिकोव का प्रमेय एक मौलिक भूमिका निभाता है।
कोटेलनिकोव के प्रमेय के नाम से विज्ञान में प्रवेश किया।
व्लादिमीर अलेक्जेंड्रोविचकोटेलनिकोव
भविष्य के शिक्षाविद का जन्म 1908 में कज़ान विश्वविद्यालय के शिक्षकों के परिवार में हुआ था। MVTU im में पढ़े थे बॉमन ने मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में उनके लिए रुचि के व्याख्यान में भाग लिया। 1930 में, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग संकाय, जहां कोटेलनिकोव ने अध्ययन किया, को मॉस्को पावर इंजीनियरिंग संस्थान में बदल दिया गया, और कोटेलनिकोव ने इससे स्नातक किया। स्नातक स्तर की पढ़ाई के बाद, उन्होंने विभिन्न विश्वविद्यालयों और प्रयोगशालाओं में काम किया। युद्ध के दौरान, उन्होंने ऊफ़ा में एक बंद शोध संस्थान की प्रयोगशाला का नेतृत्व किया, जहाँ उन्होंने सुरक्षित संचार चैनलों और संदेश एन्कोडिंग के मुद्दों को निपटाया।
लगभग इस तरह के घटनाक्रमों का उल्लेख सोल्झेनित्सिन ने अपने उपन्यास "इन द फर्स्ट सर्कल" में किया है।
लगभग चालीस वर्षों तक वे "फंडामेंटल्स ऑफ़ रेडियो इंजीनियरिंग" विभाग के प्रभारी थे, और रेडियो इंजीनियरिंग के संकाय के डीन थे। बाद में वे यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के रेडियो इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स संस्थान के निदेशक बने।
संबंधित विशिष्टताओं के सभी छात्र अभी भी कोटेलनिकोव की पाठ्यपुस्तक "रेडियो इंजीनियरिंग की सैद्धांतिक नींव" के अनुसार अध्ययन कर रहे हैं।
Kotelnikov ने रेडियो खगोल विज्ञान, महासागरों के रेडियोभौतिक अनुसंधान और अंतरिक्ष अनुसंधान की समस्याओं से भी निपटा।
उनके पास अपनी आखिरी कृति "मॉडल क्वांटम मैकेनिक्स" को प्रकाशित करने का समय नहीं था, जो पहले से ही लगभग 97 वर्ष की आयु में लिखी गई थी। यह केवल 2008
में सामने आया
वी.ए.कोटेलनिकोव का 97 वर्ष की आयु में 11 फरवरी 2005 को निधन हो गया। वह दो बार समाजवादी श्रम के नायक थे, उन्हें कई सरकारी पुरस्कारों से सम्मानित किया गया था। छोटे ग्रहों में से एक का नाम उन्हीं के नाम पर रखा गया है।
कोटेलनिकोव का प्रमेय
संचार प्रणाली का विकासकई सैद्धान्तिक प्रश्न उठाता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न बैंडविड्थ के साथ, विभिन्न भौतिक संरचना के संचार चैनलों पर किस आवृत्ति रेंज के संकेत प्रसारित किए जा सकते हैं, ताकि रिसेप्शन के दौरान जानकारी न खोएं।
1933 में, कोटेलनिकोव ने अपने प्रमेय को सिद्ध किया, जिसे अन्यथा नमूनाकरण प्रमेय कहा जाता है।
कोटेलनिकोव के प्रमेय का निरूपण:
यदि एक एनालॉग सिग्नल में एक परिमित (चौड़ाई में सीमित) स्पेक्ट्रम होता है, तो इसे स्पष्ट रूप से और बिना नुकसान के इसके असतत नमूनों से बिना किसी नुकसान के बनाया जा सकता है, जो कि ऊपरी आवृत्ति से दोगुने से अधिक आवृत्ति पर लिया जाता है।
आदर्श स्थिति का वर्णन करता है जब सिग्नल की अवधि का समय अनंत होता है। इसमें कोई रुकावट नहीं है, लेकिन इसका एक सीमित स्पेक्ट्रम है (कोटलनिकोव के प्रमेय द्वारा)। हालांकि, सीमित-स्पेक्ट्रम संकेतों का वर्णन करने वाला गणितीय मॉडल वास्तविक संकेतों के व्यवहार में अच्छी तरह से लागू होता है।
कोटेलनिकोव प्रमेय के आधार पर, निरंतर संकेतों के असतत संचरण के लिए एक विधि लागू की जा सकती है।
प्रमेय का भौतिक अर्थ
Kotelnikov के प्रमेय को सरल शब्दों में इस प्रकार समझाया जा सकता है। यदि आपको एक निश्चित संकेत संचारित करने की आवश्यकता है, तो इसे पूरी तरह से प्रसारित करना आवश्यक नहीं है। आप इसके तात्कालिक आवेगों को प्रसारित कर सकते हैं। इन दालों की संचरण आवृत्ति को कोटेलनिकोव प्रमेय में नमूना आवृत्ति कहा जाता है। यह सिग्नल स्पेक्ट्रम की ऊपरी आवृत्ति से दोगुना होना चाहिए। इस मामले में, प्राप्त करने वाले छोर पर, बिना विरूपण के सिग्नल बहाल हो जाता है।
कोटेलनिकोव की प्रमेय विवेकीकरण के बारे में बहुत महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकालती है।विभिन्न प्रकार के संकेतों के लिए अलग-अलग नमूना दर हैं। 3.4 kHz - 6.8 kHz की चैनल चौड़ाई के साथ एक आवाज (टेलीफोन) संदेश के लिए, और एक टेलीविजन सिग्नल के लिए - 16 मेगाहर्ट्ज।
संचार सिद्धांत में संचार माध्यम कई प्रकार के होते हैं। भौतिक स्तर पर - वायर्ड, ध्वनिक, ऑप्टिकल, इन्फ्रारेड और रेडियो चैनल। और यद्यपि प्रमेय एक आदर्श संचार चैनल के लिए विकसित किया गया था, यह अन्य सभी प्रकार के चैनलों पर लागू होता है।
मल्टीचैनल दूरसंचार
कोटेलनिकोव का प्रमेय मल्टीचैनल दूरसंचार को रेखांकित करता है। जब दालों का नमूना और संचारण किया जाता है, तो दालों के बीच की अवधि उनकी अवधि से बहुत अधिक होती है। इसका अर्थ है कि एक सिग्नल के स्पंदों के अंतराल में (इसे कर्तव्य चक्र कहा जाता है), दूसरे सिग्नल के स्पंदों को संचारित करना संभव है। 12, 15, 30, 120, 180, 1920 वॉयस चैनलों के लिए सिस्टम लागू किए गए। यानी एक जोड़ी तारों पर एक साथ लगभग 2000 टेलीफोन वार्तालाप प्रसारित किए जा सकते हैं।
कोटेलनिकोव प्रमेय के आधार पर, सरल शब्दों में, लगभग सभी आधुनिक संचार प्रणालियों का उदय हुआ।
हैरी न्यक्विस्ट
जैसा कि कभी-कभी विज्ञान में होता है, समान समस्याओं से निपटने वाले वैज्ञानिक लगभग एक ही निष्कर्ष पर एक साथ पहुंचते हैं। यह काफी स्वाभाविक है। अब तक, विवाद कम नहीं हुआ है कि संरक्षण के कानून की खोज किसने की - लोमोनोसोव या लावोइसियर, जिन्होंने गरमागरम दीपक का आविष्कार किया - याब्लोच्किन या एडिसन, जिन्होंने रेडियो का आविष्कार किया - पोपोव या मार्कोनी। यह सूची अंतहीन है।
हां,स्वीडिश मूल के अमेरिकी भौतिक विज्ञानी हैरी न्यक्विस्ट ने 1927 में "टेलीग्राफ ट्रांसमिशन की कुछ समस्याएं" पत्रिका में कोटेलनिकोव के समान निष्कर्षों के साथ अपना शोध प्रकाशित किया। उनके प्रमेय को कभी-कभी Kotelnikov-Nyquist प्रमेय कहा जाता है।
Harry Nyquist का जन्म 1907 में हुआ था, उन्होंने येल विश्वविद्यालय से पीएचडी की और बेल लैब्स में काम किया। वहां उन्होंने एम्पलीफायरों में थर्मल शोर की समस्याओं का अध्ययन किया, पहले फोटोटेलीग्राफ के विकास में भाग लिया। उनके कार्यों ने क्लाउड शैनन के आगे के विकास के आधार के रूप में कार्य किया। Nyquist का 1976 में निधन हो गया
क्लाउड शैनन
क्लॉड शैनन को कभी-कभी सूचना युग का जनक कहा जाता है - संचार और कंप्यूटर विज्ञान के सिद्धांत में उनका योगदान इतना महान है। क्लाउड शैनन का जन्म 1916 में यूएसए में हुआ था। उन्होंने बेल लैब और कई अमेरिकी विश्वविद्यालयों में काम किया। युद्ध के दौरान, उन्होंने जर्मन पनडुब्बियों के कोड को समझने के लिए एलन ट्यूरिंग के साथ काम किया।
1948 में, "मैथमेटिकल थ्योरी ऑफ़ कम्युनिकेशन" लेख में, उन्होंने बिट शब्द को सूचना की न्यूनतम इकाई के पदनाम के रूप में प्रस्तावित किया। 1949 में, उन्होंने (स्वतंत्र रूप से कोटेलनिकोव से) एक प्रमेय साबित किया जो इसके असतत नमूनों से एक संकेत के पुनर्निर्माण के लिए समर्पित है। इसे कभी-कभी कोटेलनिकोव-शैनन प्रमेय कहा जाता है। सच है, पश्चिम में Nyquist-Shannon प्रमेय का नाम अधिक स्वीकृत है।
शैनन ने संचार सिद्धांत में एन्ट्रापी की अवधारणा पेश की। मैंने कोड का अध्ययन किया। उनके काम के लिए धन्यवाद, क्रिप्टोग्राफी एक पूर्ण विज्ञान बन गया है।
कोटलनिकोव और क्रिप्टोग्राफी
Kotelnikov ने कोड की समस्याओं से भी निपटा औरक्रिप्टोग्राफी। दुर्भाग्य से, यूएसएसआर के दिनों में, कोड और सिफर से संबंधित हर चीज को कड़ाई से वर्गीकृत किया गया था। और Kotelnikov के कई कार्यों का खुला प्रकाशन नहीं हो सका। हालाँकि, उन्होंने संचार के बंद चैनल बनाने का काम किया, जिनके कोड दुश्मन नहीं तोड़ सके।
जून 18, 1941, युद्ध से लगभग पहले, कोटेलनिकोव का लेख "स्वचालित एन्क्रिप्शन की मूल बातें" लिखा गया था, जो 2006 के संग्रह "क्वांटम क्रिप्टोग्राफी और कोटेलनिकोव के प्रमेय ऑन वन-टाइम कीज़ एंड रीडिंग्स" में प्रकाशित हुआ था।
शोर प्रतिरक्षा
कोटेलनिकोव के काम की मदद से, संभावित शोर प्रतिरक्षा का एक सिद्धांत विकसित किया गया था, जो संचार चैनल में अधिकतम हस्तक्षेप की मात्रा निर्धारित करता है ताकि जानकारी खो न जाए। एक आदर्श रिसीवर का एक प्रकार माना जाता है, जो वास्तविक से बहुत दूर है। लेकिन संचार चैनल को बेहतर बनाने के तरीके स्पष्ट रूप से परिभाषित हैं।
अंतरिक्ष अन्वेषण
कोटेलनिकोव के नेतृत्व वाली टीम ने अंतरिक्ष संचार, स्वचालन और टेलीमेट्री की प्रणालियों में एक महान योगदान दिया। सर्गेई पावलोविच कोरोलेव ने अंतरिक्ष उद्योग की समस्याओं को हल करने में कोटेलनिकोव प्रयोगशाला को शामिल किया।
दर्जनों नियंत्रण और माप बिंदु बनाए गए, एक एकल नियंत्रण और माप परिसर में जुड़े हुए।
अंतरग्रहीय अंतरिक्ष स्टेशनों के लिए रडार उपकरण विकसित किए गए, शुक्र ग्रह के अपारदर्शी वातावरण में मानचित्रण किया गया। Kotelnikov के निर्देशन में विकसित उपकरणों की मदद से अंतरिक्ष स्टेशन "वेनेरा" और "मैगेलन" को अंजाम दिया गयापूर्व निर्धारित क्षेत्रों में ग्रह के रडार क्षेत्र। नतीजतन, हम जानते हैं कि घने बादलों के पीछे शुक्र पर क्या छिपा है। मंगल, बृहस्पति, बुध की भी खोज की गई।
Kotelnikov के विकास ने कक्षीय स्टेशनों और आधुनिक रेडियो दूरबीनों में आवेदन पाया है।
1998 में, वी.ए. कोटेलनिकोव को वॉन कर्मन पुरस्कार से सम्मानित किया गया। यह इंटरनेशनल एकेडमी ऑफ एस्ट्रोनॉटिक्स का एक पुरस्कार है, जो अंतरिक्ष अनुसंधान में महत्वपूर्ण योगदान के लिए रचनात्मक सोच वाले लोगों को दिया जाता है।
अलौकिक सभ्यताओं से रेडियो सिग्नल खोजें
अलौकिक सभ्यताओं के रेडियो संकेतों की खोज के लिए अंतर्राष्ट्रीय कार्यक्रम सेती सबसे बड़े रेडियो दूरबीनों का उपयोग करके 90 के दशक में शुरू किया गया था। यह कोटेलनिकोव था जिसने इस उद्देश्य के लिए मल्टीचैनल रिसीवर्स का उपयोग करने की आवश्यकता को उचित ठहराया। आधुनिक रिसीवर लाखों रेडियो चैनलों को एक साथ सुनते हैं, जो पूरी संभव सीमा को कवर करते हैं।
साथ ही, उनके नेतृत्व में, काम किया गया जो सामान्य शोर और हस्तक्षेप में एक उचित नैरोबैंड सिग्नल के मानदंड को परिभाषित करता है।
दुर्भाग्य से अब तक यह खोज सफल नहीं हो पाई है। लेकिन इतिहास के पैमाने पर इनका संचालन बहुत ही कम समय के लिए किया जाता है।
कोटेलनिकोव की प्रमेय विज्ञान में मौलिक खोजों को संदर्भित करता है। इसे सुरक्षित रूप से पाइथागोरस, यूलर, गॉस, लोरेंत्ज़, आदि के प्रमेयों के बराबर रखा जा सकता है।
हर क्षेत्र में जहां किसी भी विद्युत चुम्बकीय संकेतों को संचारित करना या प्राप्त करना आवश्यक है, हम जानबूझकर या अनजाने में कोटेलनिकोव प्रमेय का उपयोग करते हैं। हम फोन पर बात करते हैं, टीवी देखते हैंरेडियो सुनें, इंटरनेट का इस्तेमाल करें। इन सब में मूल रूप से संकेतों के नमूने लेने का सिद्धांत शामिल है।
