Telekomünikasyon
Telekomünikasyon, tel, radyo, optik veya diğer elektromanyetik sistemler üzerinden çeşitli teknolojilerle bilgi aktarımıdır. Kökeni, insanların insan sesiyle mümkün olandan daha uzak bir mesafede, ancak benzer bir uygunluk ölçeğinde iletişim kurma arzusuna dayanır; bu nedenle, yavaş sistemler (posta gibi) bu alanın dışında tutulur. ⓘ
Telekomünikasyondaki iletim ortamı, işaretler ve diğer görsel sinyallerden (duman sinyalleri, semafor telgraflar, sinyal bayrakları ve optik helyograflar gibi) elektrik kablosu ve ışık dahil elektromanyetik radyasyona kadar çok sayıda teknoloji aşamasından geçerek gelişmiştir. Bu tür iletim yolları genellikle birden fazla eş zamanlı iletişim oturumunu çoklama avantajı sağlayan iletişim kanallarına bölünmüştür. Telekomünikasyon genellikle çoğul haliyle kullanılır. ⓘ
Modern öncesi uzun mesafeli iletişimin diğer örnekleri arasında kodlanmış davul sesleri, ciğerden üflenen kornalar ve yüksek sesli düdükler gibi sesli mesajlar yer alıyordu. 20. ve 21. yüzyıl uzun mesafeli iletişim teknolojileri genellikle telgraf, telefon, televizyon ve teleprinter, ağlar, radyo, mikrodalga iletimi, optik fiber ve iletişim uyduları gibi elektrik ve elektromanyetik teknolojileri içerir. ⓘ
Kablosuz iletişimde devrim, 20. yüzyılın ilk on yılında, 1909 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü kazanan Guglielmo Marconi ve elektrik ve elektronik telekomünikasyon alanındaki diğer önemli öncü mucitler ve geliştiriciler tarafından radyo iletişimindeki öncü gelişmelerle başlamıştır. Bunlar arasında Charles Wheatstone ve Samuel Morse (telgrafın mucitleri), Antonio Meucci ve Alexander Graham Bell (telefonun mucitlerinden ve geliştiricilerinden bazıları, bkz. Telefonun icadı), Edwin Armstrong ve Lee de Forest (radyonun mucitleri) ve Vladimir K. Zworykin, John Logie Baird ve Philo Farnsworth (televizyonun mucitlerinden bazıları) yer almaktadır. ⓘ
Telsiz Yönetmeliği (RR) Madde 1.3'e göre telekomünikasyon "İşaretlerin, sinyallerin, yazıların, görüntülerin ve seslerin veya herhangi bir nitelikteki istihbaratın telli, telsiz, optik veya diğer elektromanyetik sistemlerle iletilmesi, yayılması veya alınması" olarak tanımlanmaktadır. Bu tanım, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği Anayasa ve Sözleşmesi Ekinde yer alan tanımla aynıdır (Cenevre, 1992). ⓘ
İlk telekomünikasyon ağları, sinyal iletimi için fiziksel ortam olarak bakır tellerle oluşturulmuştur. Uzun yıllar boyunca bu ağlar ses ve telgraf gibi temel telefon hizmetleri için kullanıldı. 1990'ların ortalarından bu yana, internetin popülaritesi arttıkça, sesin yerini yavaş yavaş veri almaya başladı. Bu durum kısa süre içinde bakırın veri iletimindeki sınırlarını ortaya koymuş ve optik teknolojisinin gelişmesine yol açmıştır. ⓘ
Telekomünikasyon, iki ya da daha fazla kişinin teknolojiyi kullanarak bilgi alışverişinde bulunmasına denir. Haberleşme teknolojisi kanalları kullanarak ve fiziksel yollarla (sinyal kabloları) ya da elektromanyetik dalgaların bir formu olarak bilgileri iletir. Elektrik sinyalleri buna örnek olarak verilebilir. Telekomünikasyon topluluk adı olarak isimlendirilebilir çünkü birçok farklı teknolojiyi içinde barındırmaktadır. ⓘ
Etimoloji
Telekomünikasyon kelimesi Yunanca tele (τῆλε) ön ekinin birleşiminden oluşmuştur ve uzak, çok uzak veya uzak anlamına gelir ve Latince communicare, paylaşmak anlamına gelir. Modern kullanımı Fransızcadan uyarlanmıştır, çünkü yazılı kullanımı 1904 yılında Fransız mühendis ve romancı Édouard Estaunié tarafından kaydedilmiştir. Communication, İngilizce bir kelime olarak ilk kez 14. yüzyılın sonlarında kullanılmıştır. Eski Fransızca comunicacion (14c., Modern Fransızca communication), Latince communicationem (nominative communicatio) eyleminden, communicare "paylaşmak, bölüşmek; iletmek, vermek, bilgilendirmek; katılmak, birleştirmek, iştirak etmek" fiilinin geçmiş zaman ortacı olan communis "ortak yapmak" sözcüğünden alıntıdır. ⓘ
Telekomünikasyon, Fransızca bir kelime olup kökeni bakımında Yunancadan gelen manası mesafe olan "-tele" eki ve Latince paylaşmak olan "coommunicare"dan alınarak 1904 yılında Fransız mühendis ve yazar Edouardo Estaunie tarafından Fransızcaya kazandırılmıştır. ⓘ
Tarihçe
İşaretçiler ve güvercinler
Posta güvercinleri tarih boyunca farklı kültürler tarafından zaman zaman kullanılmıştır. Güvercin postası Pers kökenliydi ve daha sonra Romalılar tarafından ordularına yardımcı olmak için kullanıldı. Frontinus, Julius Caesar'ın Galya'yı fethederken güvercinleri haberci olarak kullandığını söylemiştir. Yunanlılar da Olimpiyat Oyunları'nda galip gelenlerin isimlerini posta güvercinlerini kullanarak çeşitli şehirlere iletmişlerdir. 19. yüzyılın başlarında Hollanda hükümeti bu sistemi Java ve Sumatra'da kullanmıştır. Ve 1849'da Paul Julius Reuter, Aachen ve Brüksel arasında hisse senedi fiyatlarını uçurmak için bir güvercin servisi başlattı; bu servis, telgraf bağlantısındaki boşluk kapanana kadar bir yıl boyunca çalıştı. ⓘ
Ortaçağ'da işaret zincirleri genellikle tepelerde sinyal iletme aracı olarak kullanılırdı. İşaret zincirleri sadece tek bir bilgi parçasını iletebilme dezavantajına sahipti, bu nedenle "düşman görüldü" gibi bir mesajın anlamı üzerinde önceden anlaşmaya varılması gerekiyordu. Kullanımlarının kayda değer bir örneği, İspanyol Armadası sırasında bir işaret zincirinin Plymouth'tan Londra'ya bir sinyal iletmesiydi. ⓘ
1792 yılında Fransız mühendis Claude Chappe, Lille ve Paris arasında ilk sabit görsel telgraf sistemini (ya da semafor hattını) inşa etti. Ancak semafor, on ila otuz kilometre (altı ila on dokuz mil) aralıklarla yetenekli operatörlere ve pahalı kulelere ihtiyaç duyuyordu. Elektrikli telgrafın yarattığı rekabet sonucunda, son ticari hat 1880 yılında terk edilmiştir. ⓘ
Telgraf ve telefon
25 Temmuz 1837'de ilk ticari elektrikli telgraf İngiliz mucit Sir William Fothergill Cooke ve İngiliz bilim adamı Sir Charles Wheatstone tarafından gösterildi. Her iki mucit de cihazlarını yeni bir cihaz olarak değil "[mevcut] elektromanyetik telgrafın iyileştirilmesi" olarak görüyorlardı. ⓘ
Samuel Morse, 2 Eylül 1837'de başarısız bir şekilde sergilediği elektrikli telgrafın bir versiyonunu bağımsız olarak geliştirdi. Geliştirdiği kod Wheatstone'un sinyalizasyon yöntemine göre önemli bir ilerlemeydi. İlk transatlantik telgraf kablosu 27 Temmuz 1866'da başarıyla tamamlandı ve ilk kez transatlantik telekomünikasyona izin verdi. ⓘ
Geleneksel telefonun patenti 1876 yılında Alexander Bell tarafından alındı. Elisha Gray de 1876'da bunun için bir ihtarname sundu. Gray ihtarnamesinden vazgeçti ve Bell'in önceliğine itiraz etmediği için inceleme görevlisi Bell'in patentini 3 Mart 1876'da onayladı. Gray, değişken dirençli telefon için ihtarnamesini sunmuştu, ancak Bell bu fikri ilk yazan ve bir telefonda ilk test eden kişiydi.[88] Antonio Meucci, 1849'da yaklaşık otuz yıl önce bir hat üzerinden elektriksel ses iletimine izin veren bir cihaz icat etti, ancak cihazı çok az pratik değere sahipti çünkü kullanıcıların "duymak" için alıcıyı ağızlarına yerleştirmelerini gerektiren elektrofonik etkiye dayanıyordu. İlk ticari telefon hizmetleri Bell Telefon Şirketi tarafından 1878 ve 1879 yıllarında Atlantik'in her iki yakasında New Haven ve Londra şehirlerinde kurulmuştur. ⓘ
Radyo ve televizyon
İtalyan mucit Guglielmo Marconi, 1894'ten itibaren o zamanlar yeni keşfedilen radyo dalgaları fenomenini kullanarak kablosuz iletişim geliştirmeye başladı ve 1901'de bunların Atlantik Okyanusu boyunca iletilebileceğini gösterdi. Bu, radyo ile kablosuz telgrafın başlangıcıydı. 17 Aralık 1902'de Glace Bay, Nova Scotia, Kanada'daki Marconi istasyonundan yapılan bir iletim, Kuzey Amerika'dan Atlantik'i geçen dünyanın ilk radyo mesajı oldu. 1904'te, abone gemilere gece haber özetlerini iletmek için ticari bir hizmet kuruldu ve bunlar gemilerdeki gazetelere dahil edilebildi. ⓘ
Milimetre dalga iletişimi ilk olarak Bengalli fizikçi Jagadish Chandra Bose tarafından 1894-1896 yılları arasında, deneylerinde 60 GHz'e varan son derece yüksek bir frekansa ulaştığında araştırılmıştır. Ayrıca 1901 yılında radyo kristal dedektörünün patentini aldığında radyo dalgalarını tespit etmek için yarı iletken bağlantıların kullanımını da tanıttı. ⓘ
Birinci Dünya Savaşı, askeri iletişim için radyonun gelişimini hızlandırdı. Savaştan sonra, ticari radyo AM yayıncılığı 1920'lerde başladı ve eğlence ve haberler için önemli bir kitle aracı haline geldi. İkinci Dünya Savaşı, savaş zamanı uçak ve kara iletişimi, radyo navigasyonu ve radar amaçları için radyonun gelişimini tekrar hızlandırdı. Stereo FM radyo yayıncılığının gelişimi 1930'lardan itibaren Amerika Birleşik Devletleri'nde gerçekleşmiş ve 1960'larda ve 1970'lerde Birleşik Krallık'ta hakim ticari standart olarak AM'nin yerini almıştır. ⓘ
25 Mart 1925'te John Logie Baird, Londra'daki Selfridges mağazasında hareketli görüntülerin iletimini göstermeyi başardı. Baird'in cihazı Nipkow diskine dayanıyordu ve bu nedenle mekanik televizyon olarak tanındı. Bu cihaz 30 Eylül 1929'dan itibaren British Broadcasting Corporation tarafından yapılan deneysel yayınların temelini oluşturmuştur. Ancak yirminci yüzyılın büyük bölümünde televizyonlar Karl Braun tarafından icat edilen katot ışınlı tüpe dayanmaktaydı. Böyle bir televizyonun umut vaat eden ilk versiyonu Philo Farnsworth tarafından üretildi ve 7 Eylül 1927'de ailesine gösterildi. İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra kesintiye uğrayan televizyon deneylerine yeniden başlandı ve televizyon aynı zamanda önemli bir ev eğlencesi yayın aracı haline geldi. ⓘ
İngiliz bilim adamı James Clerk Maxwell 1865 yılında elektronik olarak üretilen radyo dalgalarının yayılma teorisini kurmuş ve Alman fizikçisi Heinrich Hertz, 1888 yılında Maxwell'in teorisini pratik olarak gerçekleştirerek bu konuda öncülük etmişlerdir. Marconi ile birlikte 1898 yılında ilk radyo resmen doğmuş oldu. İlk kullanımı gemiden sahile haberleşme içindi. 1923 yılında yüksek frekans radyo dalgalarının İyonsfer'e çarparak dünyaya döndüğü ispatlanınca radyo, deniz aşırı haberleşme de dâhil olmak üzere hızla yaygınlaştı. ⓘ
Termiyonik valfler
Termiyonik tüp veya termiyonik valf olarak bilinen cihaz türü, ısıtılmış bir katottan elektronların termiyonik emisyonu olgusunu kullanır ve sinyal amplifikasyonu ve akım düzeltme gibi bir dizi temel elektronik işlev için kullanılır. ⓘ
En basit vakum tüpü olan ve 1904 yılında John Ambrose Fleming tarafından icat edilen diyot, yalnızca ısıtılmış elektron yayan bir katot ve bir anot içerir. Elektronlar cihaz boyunca sadece bir yönde akabilir-katottan anoda doğru. Tüpün içine bir veya daha fazla kontrol ızgarası eklenmesi, katot ve anot arasındaki akımın ızgara veya ızgaralar üzerindeki voltajla kontrol edilmesini sağlar. Bu cihazlar yirminci yüzyılın ilk yarısında elektronik devrelerin önemli bir bileşeni haline gelmiştir. Radyo, televizyon, radar, ses kaydı ve çoğaltımı, uzun mesafeli telefon ağları ve analog ve erken dijital bilgisayarların geliştirilmesinde çok önemli rol oynamışlardır. Bazı uygulamalarda radyo için kıvılcım aralığı vericisi veya bilgisayar için mekanik bilgisayarlar gibi daha önceki teknolojiler kullanılmış olsa da, bu teknolojileri yaygın ve pratik hale getiren ve elektronik disiplinini yaratan termiyonik vakum tüpünün icadı olmuştur. ⓘ
1940'larda yarı iletken cihazların icadı, termiyonik tüplerden daha küçük, daha verimli, güvenilir ve dayanıklı ve daha ucuz olan katı hal cihazlarının üretilmesini mümkün kılmıştır. 1960'ların ortalarından itibaren termiyonik tüplerin yerini transistör almıştır. Termiyonik tüpler hala bazı yüksek frekanslı amplifikatörler için bazı uygulamalara sahiptir. ⓘ
Yarı iletken dönemi
Telekomünikasyon tarihinin 1950'den sonraki modern dönemi, telekomünikasyon teknolojisinde yarı iletken cihazların yaygın olarak benimsenmesi nedeniyle yarı iletken dönemi olarak anılmaktadır. Transistör teknolojisinin ve yarı iletken endüstrisinin gelişimi telekomünikasyon teknolojisinde önemli ilerlemelere olanak sağlamış ve devlete ait dar bant devre anahtarlamalı ağlardan özel geniş bant paket anahtarlamalı ağlara geçişe yol açmıştır. Büyük ölçekli entegrasyon (LSI) ve RF CMOS (radyo frekansı tamamlayıcı MOS) gibi metal-oksit-yarı iletken (MOS) teknolojileri, bilgi teorisi (veri sıkıştırma gibi) ile birlikte analogdan dijital sinyal işlemeye geçişe yol açmış, dijital telekomünikasyon (dijital telefon ve dijital medya gibi) ve kablosuz iletişim (hücresel ağlar ve mobil telefon gibi) 20. yüzyılın sonlarına doğru telekomünikasyon endüstrisinin hızla büyümesine yol açmıştır. ⓘ
Transistörler
Transistör teknolojisinin gelişimi modern elektronik telekomünikasyon için temel olmuştur. Nokta temaslı ilk transistör John Bardeen ve Walter Houser Brattain tarafından 1947 yılında Bell Laboratuvarlarında icat edilmiştir. MOS transistör olarak da bilinen MOSFET (metal-oksit-silikon alan etkili transistör) daha sonra Mohamed M. Atalla ve Dawon Kahng tarafından 1959 yılında Bell Laboratuvarlarında icat edilmiştir. MOSFET, bilgi devriminin ve bilgi çağının yapı taşı ya da "beygiridir" ve tarihte en yaygın olarak üretilen cihazdır. MOS entegre devreleri ve güç MOSFET'leri de dahil olmak üzere MOS teknolojisi, modern telekomünikasyonun iletişim altyapısını yönlendirmektedir. Bilgisayarların yanı sıra, MOSFET'lerden üretilen modern telekomünikasyonun diğer temel unsurları arasında mobil cihazlar, alıcı-vericiler, baz istasyonu modülleri, yönlendiriciler, RF güç amplifikatörleri, mikroişlemciler, bellek çipleri ve telekomünikasyon devreleri yer almaktadır. ⓘ
Edholm yasasına göre, telekomünikasyon ağlarının bant genişliği her 18 ayda bir iki katına çıkmaktadır. MOSFET ölçeklendirmesi (Moore yasasının öngördüğü gibi transistör sayılarının katlanarak artması) de dahil olmak üzere MOS teknolojisindeki gelişmeler, telekomünikasyon ağlarındaki bant genişliğinin hızla artmasına katkıda bulunan en önemli faktör olmuştur. ⓘ
Bilgisayar ağları ve İnternet
11 Eylül 1940'ta George Stibitz, New York'taki Karmaşık Sayı Hesaplayıcısı için problemleri bir teletype kullanarak iletti ve hesaplanan sonuçları New Hampshire'daki Dartmouth College'dan geri aldı. Uzak aptal terminallere sahip merkezi bir bilgisayarın (ana bilgisayar) bu konfigürasyonu 1970'lere kadar popülerliğini korumuştur. Ancak, daha 1960'larda araştırmacılar, bir mesajı merkezi bir ana bilgisayardan geçirmeden eşzamansız olarak hedefine bölümler halinde gönderen bir teknoloji olan paket anahtarlamayı araştırmaya başladılar. ARPANET'in başlangıcını oluşturan dört düğümlü bir ağ 5 Aralık 1969'da ortaya çıktı ve 1981'e kadar 213 düğüme ulaştı. ARPANET sonunda diğer ağlarla birleşerek İnternet'i oluşturdu. İnternet gelişimi, bir dizi Yorum İsteği belgesi yayınlayan İnternet Mühendisliği Görev Gücü'nün (IETF) odak noktası olurken, Ethernet (1983) ve Token Ring'in (1984) yerel alan ağı (LAN) gelişmeleri gibi endüstriyel laboratuvarlarda diğer ağ ilerlemeleri meydana geldi. ⓘ
Kablosuz telekomünikasyon
Kablosuz devrim, 1990'larda dijital kablosuz ağların ortaya çıkmasıyla sosyal bir devrime ve cep telefonları, mobil telefon, çağrı cihazları, kablosuz bilgisayar ağları, hücresel ağlar, kablosuz İnternet ve kablosuz bağlantılı dizüstü ve el bilgisayarları gibi ticari kablosuz teknolojilerin yaygınlaşması da dahil olmak üzere kablolu teknolojiden kablosuz teknolojiye doğru bir paradigma değişimine yol açarak başlamıştır. Kablosuz devrimi, radyo frekansı (RF) ve mikrodalga mühendisliğindeki ilerlemeler ve analogdan dijital RF teknolojisine geçiş yönlendirmiştir. Dijital kablosuz ağları mümkün kılan RF teknolojisinin temel bileşeni olan metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistör (MOSFET veya MOS transistör) teknolojisindeki gelişmeler, güç MOSFET, LDMOS ve RF CMOS gibi MOS cihazları da dahil olmak üzere bu devrimin merkezinde yer almıştır. ⓘ
Dijital medya
Pratik dijital medya dağıtımı ve akışı, sıkıştırılmamış medyanın pratik olmayan yüksek bellek, depolama ve bant genişliği gereksinimleri nedeniyle veri sıkıştırmadaki ilerlemelerle mümkün olmuştur. En önemli sıkıştırma tekniği, ilk kez 1972 yılında bir görüntü sıkıştırma tekniği olarak önerilen kayıplı bir sıkıştırma algoritması olan ayrık kosinüs dönüşümüdür (DCT). Bernard Pauchon, Alain Lorentz, Raymond Melwig ve Philippe Binant'ın uzun metrajlı bir filminin Avrupa'da uydu aracılığıyla ilk dijital sinema iletiminin 29 Ekim 2001 tarihinde gerçekleştirilmesi ve gösterilmesi. ⓘ
İletim kapasitesinin büyümesi
İki yönlü telekomünikasyon ağları aracılığıyla dünya çapında bilgi alışverişi için etkin kapasite 1986'da 281 petabayt (pB) en iyi şekilde sıkıştırılmış bilgiden 1993'te 471 pB'ye, 2000'de 2.2 eksabayta (eB) ve 2007'de 65 eB'ye yükselmiştir. Bu, 1986'da kişi başına günde iki gazete sayfasının, 2007'de ise kişi başına günde altı gazetenin tamamının bilgi eşdeğeridir. Bu büyüme göz önüne alındığında, telekomünikasyon dünya ekonomisinde giderek daha önemli bir rol oynamaktadır ve küresel telekomünikasyon endüstrisi 2012 yılında yaklaşık 4,7 trilyon ABD$'lık bir sektör olmuştur. Küresel telekomünikasyon sektörünün hizmet gelirinin 2010 yılında 1,5 trilyon dolar olduğu tahmin edilmektedir ve bu da dünya gayri safi yurtiçi hasılasının (GSYİH) %2,4'üne karşılık gelmektedir. ⓘ
Teknik kavramlar
Modern telekomünikasyon, yüzyılı aşkın bir süre içinde aşamalı olarak gelişen ve iyileştirilen bir dizi temel kavram üzerine kurulmuştur. ⓘ
Temel unsurlar
Telekomünikasyon teknolojileri temel olarak kablolu ve kablosuz yöntemler olarak ikiye ayrılabilir. Genel olarak, temel bir telekomünikasyon sistemi, her zaman bir şekilde mevcut olan üç ana parçadan oluşur:
- Bilgiyi alan ve bir sinyale dönüştüren bir verici.
- Sinyali taşıyan fiziksel kanal olarak da adlandırılan bir iletim ortamı. Buna örnek olarak "boş uzay kanalı" verilebilir.
- Sinyali kanaldan alan ve alıcı için tekrar kullanılabilir bilgiye dönüştüren bir alıcı. ⓘ
Örneğin, bir radyo yayın istasyonunda istasyonun büyük güç amplifikatörü vericidir; yayın anteni ise güç amplifikatörü ile "boş uzay kanalı" arasındaki arayüzdür. Serbest uzay kanalı iletim ortamıdır; alıcının anteni ise serbest uzay kanalı ile alıcı arasındaki arayüzdür. Daha sonra, radyo alıcısı radyo sinyalinin hedefidir ve insanların dinlemesi için elektrikten sese dönüştürüldüğü yerdir. ⓘ
Bazen telekomünikasyon sistemleri "dubleks" (iki yönlü sistemler) olup tek bir elektronik kutu hem verici hem de alıcı veya alıcı-verici olarak çalışır. Örneğin, bir cep telefonu bir alıcı-vericidir. Bir alıcı-verici içindeki iletim elektroniği ve alıcı elektroniği aslında birbirlerinden oldukça bağımsızdır. Bu durum, radyo vericilerinin watt veya kilowatt cinsinden ölçülen elektrik güçleriyle çalışan güç amplifikatörleri içermesi, ancak radyo alıcılarının mikrowatt veya nanowatt cinsinden ölçülen radyo güçleriyle uğraşması gerçeğiyle kolayca açıklanabilir. Bu nedenle alıcı-vericilerin, yüksek güç devreleri ile düşük güç devrelerini parazite neden olmayacak şekilde birbirlerinden izole edecek şekilde dikkatlice tasarlanmaları ve inşa edilmeleri gerekir. ⓘ
Sabit hatlar üzerinden telekomünikasyon, bir verici ve bir alıcı arasında olduğu için noktadan noktaya iletişim olarak adlandırılır. Radyo yayınları yoluyla telekomünikasyon, güçlü bir verici ile çok sayıda düşük güçlü ancak hassas radyo alıcısı arasında olduğu için yayın iletişimi olarak adlandırılır. ⓘ
Birden fazla vericinin ve birden fazla alıcının işbirliği yapmak ve aynı fiziksel kanalı paylaşmak üzere tasarlandığı telekomünikasyonlara multipleks sistemler denir. Fiziksel kanalların çoğullama kullanılarak paylaşılması genellikle maliyetlerde çok büyük düşüşler sağlar. Çoklanmış sistemler telekomünikasyon ağlarında düzenlenir ve çoklanmış sinyaller düğümlerde doğru hedef terminal alıcısına anahtarlanır. ⓘ
Analog ve dijital iletişim
İletişim sinyalleri analog sinyaller veya dijital sinyaller ile gönderilebilir. Analog iletişim sistemleri ve dijital iletişim sistemleri vardır. Bir analog sinyal için, sinyal bilgiye göre sürekli olarak değişir. Dijital bir sinyalde, bilgi bir dizi ayrık değer olarak kodlanır (örneğin, birler ve sıfırlar kümesi). Yayılma ve alım sırasında, analog sinyallerde bulunan bilgi kaçınılmaz olarak istenmeyen fiziksel gürültü tarafından bozulacaktır. Genel olarak, bir iletişim sistemindeki gürültü, arzu edilen sinyale tamamen rastgele bir şekilde ekleme veya çıkarma olarak ifade edilebilir. Gürültünün farklı zaman dilimlerinde negatif veya pozitif olabileceği anlayışıyla bu gürültü biçimine eklemeli gürültü adı verilir. ⓘ
Eklemeli gürültü rahatsızlığı belirli bir eşiği aşmadığı sürece, dijital sinyallerde bulunan bilgiler bozulmadan kalacaktır. Gürültüye karşı dirençleri, dijital sinyallerin analog sinyallere göre önemli bir avantajını temsil eder. Ancak, gürültü sistemin otomatik düzeltme yeteneğini aştığında dijital sistemler felaket bir şekilde başarısız olur. Öte yandan, analog sistemler zarif bir şekilde başarısız olur. Yani, gürültü arttıkça sinyal giderek daha bozulur, ancak yine de kullanılabilir hale gelir. Ayrıca, sürekli verilerin dijital iletimi kaçınılmaz olarak çıkışa niceleme gürültüsü ekler. Bu gürültü azaltılabilir, ancak tamamen ortadan kaldırılamaz, sadece kanal bant genişliği gereksiniminin artması pahasına. ⓘ
İletişim kanalları
"Kanal" teriminin iki farklı anlamı vardır. Bir anlamda kanal, verici ile alıcı arasında bir sinyal taşıyan fiziksel ortamdır. Bunun örnekleri arasında ses iletişimi için atmosfer, bazı optik iletişim türleri için cam optik fiberler, içlerindeki voltajlar ve elektrik akımları yoluyla iletişim için koaksiyel kablolar ve görünür ışık, kızılötesi dalgalar, ultraviyole ışık ve radyo dalgaları kullanarak iletişim için boş alan yer alır. Koaksiyel kablo tipleri, İkinci Dünya Savaşı'ndan kalma bir terminoloji olan RG tipine veya "radyo kılavuzu "na göre sınıflandırılır. Çeşitli RG tanımlamaları, belirli sinyal iletim uygulamalarını sınıflandırmak için kullanılır. Bu son kanal "boş alan kanalı" olarak adlandırılır. Radyo dalgalarının bir yerden başka bir yere gönderilmesinin, ikisi arasında bir atmosferin varlığı ya da yokluğu ile hiçbir ilgisi yoktur. Radyo dalgaları mükemmel bir boşlukta da hava, sis, bulut ya da başka herhangi bir gazda olduğu kadar kolay hareket eder. ⓘ
Telekomünikasyonda "kanal" teriminin diğer anlamı, aynı anda birden fazla bilgi akışı göndermek için kullanılabilmesi için bir iletim ortamının bir alt bölümü olan iletişim kanalı ifadesinde görülür. Örneğin, bir radyo istasyonu 94.5 MHz (megahertz) civarındaki frekanslarda boş alana radyo dalgaları yayınlayabilirken, başka bir radyo istasyonu aynı anda 96.1 MHz civarındaki frekanslarda radyo dalgaları yayınlayabilir. Her bir radyo istasyonu, radyo dalgalarını yaklaşık 180 kHz'lik (kilohertz) bir frekans bant genişliği üzerinden, "taşıyıcı frekanslar" olarak adlandırılan yukarıdaki gibi frekansları merkez alarak iletecektir. Bu örnekteki her istasyon komşu istasyonlardan 200 kHz ile ayrılmıştır ve 200 kHz ile 180 kHz (20 kHz) arasındaki fark iletişim sistemindeki kusurlar için bir mühendislik ödeneğidir. ⓘ
Yukarıdaki örnekte, "boş uzay kanalı" frekanslara göre iletişim kanallarına bölünmüştür ve her kanala radyo dalgalarını yayınlamak için ayrı bir frekans bant genişliği atanmıştır. Ortamı frekansa göre kanallara bölen bu sisteme "frekans bölmeli çoğullama" denir. Aynı kavram için kullanılan bir başka terim de "dalga boyu bölmeli çoklama "dır ve daha çok optik iletişimde, birden fazla vericinin aynı fiziksel ortamı paylaştığı durumlarda kullanılır. ⓘ
Bir iletişim ortamını kanallara bölmenin bir başka yolu da her göndericiye yinelenen bir zaman dilimi (bir "zaman aralığı", örneğin her saniyenin 20 milisaniyesi) tahsis etmek ve her göndericinin yalnızca kendi zaman aralığı içinde mesaj göndermesine izin vermektir. Ortamı iletişim kanallarına bölmenin bu yöntemine "zaman bölmeli çoğullama" (TDM) denir ve fiber optik iletişimde kullanılır. Bazı radyo iletişim sistemleri TDM'yi tahsis edilmiş bir FDM kanalı içinde kullanır. Dolayısıyla, bu sistemler TDM ve FDM'nin bir karışımını kullanır. ⓘ
Modülasyon
Bilgi iletmek için bir sinyalin şekillendirilmesi modülasyon olarak bilinir. Modülasyon, dijital bir mesajı analog bir dalga formu olarak temsil etmek için kullanılabilir. Buna genellikle "anahtarlama" denir - telekomünikasyonda Mors Kodunun eski kullanımından türetilen bir terimdir ve çeşitli anahtarlama teknikleri mevcuttur (bunlar faz kaydırmalı anahtarlama, frekans kaydırmalı anahtarlama ve genlik kaydırmalı anahtarlamayı içerir). Örneğin "Bluetooth" sistemi, çeşitli cihazlar arasında bilgi alışverişi yapmak için faz kaydırmalı anahtarlama kullanır. Buna ek olarak, yüksek kapasiteli dijital radyo iletişim sistemlerinde kullanılan (alanın jargonunda) "karesel genlik modülasyonu" (QAM) olarak adlandırılan faz kaydırmalı anahtarlama ve genlik kaydırmalı anahtarlama kombinasyonları vardır. ⓘ
Modülasyon, düşük frekanslı analog sinyallerin bilgilerini daha yüksek frekanslarda iletmek için de kullanılabilir. Bu yararlıdır çünkü düşük frekanslı analog sinyaller boş alanda etkili bir şekilde iletilemez. Bu nedenle, düşük frekanslı bir analog sinyalden gelen bilgi, iletilmeden önce daha yüksek frekanslı bir sinyale ("taşıyıcı dalga" olarak bilinir) yüklenmelidir. Bunu başarmak için birkaç farklı modülasyon şeması mevcuttur [en temel iki tanesi genlik modülasyonu (AM) ve frekans modülasyonudur (FM)]. Bu işlemin bir örneği, bir disk jokeyinin sesinin frekans modülasyonu kullanılarak 96 MHz'lik bir taşıyıcı dalgaya aktarılmasıdır (ses daha sonra bir radyoda "96 FM" kanalı olarak alınacaktır). Buna ek olarak, modülasyonun frekans bölmeli çoğullama (FDM) kullanabilme avantajı vardır. ⓘ
Telekomünikasyon ağları
Bir telekomünikasyon ağı, birbirlerine mesaj gönderen vericiler, alıcılar ve iletişim kanallarından oluşan bir koleksiyondur. Bazı dijital iletişim ağları, bilgileri doğru kullanıcıya iletmek için birlikte çalışan bir veya daha fazla yönlendirici içerir. Bir analog iletişim ağı, iki veya daha fazla kullanıcı arasında bağlantı kuran bir veya daha fazla anahtardan oluşur. Her iki ağ türü için de, sinyali uzun mesafelere iletilirken yükseltmek veya yeniden oluşturmak için tekrarlayıcılar gerekli olabilir. Bu, sinyali gürültüden ayırt edilemez hale getirebilecek zayıflamayla mücadele etmek içindir. Dijital sistemlerin analoga göre bir diğer avantajı da çıktılarının bellekte saklanmasının daha kolay olmasıdır, yani iki voltaj durumunun (yüksek ve düşük) saklanması, sürekli bir durum aralığından daha kolaydır. ⓘ
Toplumsal etki
Telekomünikasyonun modern toplum üzerinde önemli bir sosyal, kültürel ve ekonomik etkisi vardır. Tahminlere göre 2008 yılında telekomünikasyon sektörünün geliri 4,7 trilyon ABD Doları ya da gayri safi dünya hasılasının (resmi döviz kuru) yüzde üçünün biraz altındadır. Aşağıdaki birkaç bölümde telekomünikasyonun toplum üzerindeki etkisi tartışılmaktadır. ⓘ
Mikroekonomi
Mikroekonomik ölçekte, şirketler telekomünikasyonu küresel iş imparatorlukları kurmaya yardımcı olmak için kullanmışlardır. Bu durum online perakendeci Amazon.com örneğinde açıkça görülmektedir, ancak akademisyen Edward Lenert'e göre geleneksel perakendeci Walmart bile rakiplerine kıyasla daha iyi telekomünikasyon altyapısından faydalanmıştır. Dünyanın dört bir yanındaki şehirlerde, ev sahipleri pizza teslimatından elektrikçiye kadar çeşitli ev hizmetlerini sipariş etmek ve ayarlamak için telefonlarını kullanmaktadır. Nispeten yoksul toplulukların bile telekomünikasyonu kendi yararlarına kullandıkları kaydedilmiştir. Bangladeş'in Narsingdi Bölgesi'nde, izole edilmiş köylüler cep telefonlarını kullanarak doğrudan toptancılarla konuşuyor ve malları için daha iyi bir fiyat ayarlıyorlar. Fildişi Sahili'nde kahve yetiştiricileri, kahve fiyatlarındaki saatlik değişimleri takip etmek ve en iyi fiyata satmak için cep telefonlarını paylaşıyor. ⓘ
Makroekonomi
Makroekonomik ölçekte, Lars-Hendrik Röller ve Leonard Waverman iyi telekomünikasyon altyapısı ile ekonomik büyüme arasında nedensel bir bağlantı olduğunu öne sürmüştür. Bazıları ilişkiyi nedensel olarak görmenin yanlış olduğunu savunsa da çok az kişi bir korelasyonun varlığına itiraz etmektedir. ⓘ
İyi telekomünikasyon altyapısının ekonomik faydaları nedeniyle, dünyanın çeşitli ülkeleri arasında telekomünikasyon hizmetlerine eşit olmayan erişim konusunda artan bir endişe vardır - bu dijital uçurum olarak bilinir. Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) tarafından 2003 yılında yapılan bir araştırma, ülkelerin yaklaşık üçte birinde her 20 kişiye bir mobil abonelik düştüğünü ve ülkelerin üçte birinde her 20 kişiye bir sabit hatlı telefon aboneliği düştüğünü ortaya koymuştur. İnternet erişimi açısından ise, tüm ülkelerin yaklaşık yarısında her 20 kişiden birinin internet erişimi bulunmaktadır. ITU, bu bilgilerin yanı sıra eğitim verilerinden yola çıkarak vatandaşların bilgi ve iletişim teknolojilerine erişim ve bunları kullanma becerilerini ölçen bir endeks oluşturmayı başardı. Bu ölçüt kullanılarak İsveç, Danimarka ve İzlanda en yüksek sıralamayı alırken, Afrika ülkeleri Nijerya, Burkina Faso ve Mali en düşük sıralamayı almıştır. ⓘ
Sosyal etki
Telekomünikasyon sosyal ilişkilerde önemli bir rol oynamıştır. Bununla birlikte, telefon sistemi gibi cihazların reklamları başlangıçta cihazın sosyal boyutlarından ziyade pratik boyutlarına (iş yapma veya ev hizmetleri sipariş etme gibi) vurgu yapılarak yapılmıştır. Cihazın sosyal boyutlarının telefon reklamlarında öne çıkan bir tema haline gelmesi 1920'lerin sonu ve 1930'lara kadar gerçekleşmedi. Yeni promosyonlar tüketicilerin duygularına hitap etmeye, sosyal sohbetlerin ve aile ve arkadaşlarla bağlantıda kalmanın önemini vurgulamaya başladı. ⓘ
O zamandan bu yana telekomünikasyonun sosyal ilişkilerde oynadığı rol giderek daha önemli hale geldi. Son yıllarda sosyal ağ sitelerinin popülaritesi önemli ölçüde artmıştır. Bu siteler kullanıcıların birbirleriyle iletişim kurmalarının yanı sıra başkalarının görebilmesi için fotoğraf, etkinlik ve profil yayınlamalarına da olanak sağlamaktadır. Profiller kişinin yaşını, ilgi alanlarını, cinsel tercihini ve ilişki durumunu listeleyebilir. Bu şekilde, bu siteler sosyal ilişkilerin düzenlenmesinden kur yapmaya kadar her konuda önemli bir rol oynayabilir. ⓘ
Sosyal ağ sitelerinden önce, kısa mesaj servisi (SMS) ve telefon gibi teknolojiler de sosyal etkileşimler üzerinde önemli bir etkiye sahipti. Pazar araştırma grubu Ipsos MORI, 2000 yılında Birleşik Krallık'taki 15-24 yaş arası SMS kullanıcılarının %81'inin bu hizmeti sosyal düzenlemeleri koordine etmek, %42'sinin ise flört etmek için kullandığını bildirmiştir. ⓘ
Eğlence, haber ve reklam
| Yerel TV | 59% |
| Ulusal TV | 47% |
| Radyo | 44% |
| Yerel gazete | 38% |
| İnternet | 23% |
| Ulusal gazete | 12% |
| Anket çoklu cevaplara izin veriyordu | |
Kültürel açıdan telekomünikasyon, halkın müzik ve filme erişim kabiliyetini artırmıştır. Televizyon sayesinde insanlar daha önce görmedikleri filmleri video dükkanına ya da sinemaya gitmek zorunda kalmadan kendi evlerinde izleyebilmektedir. Radyo ve internet sayesinde insanlar daha önce duymadıkları müzikleri müzik mağazasına gitmek zorunda kalmadan dinleyebilmektedir. ⓘ
Telekomünikasyon insanların haber alma biçimlerini de değiştirmiştir. Kar amacı gütmeyen Pew İnternet ve Amerikan Yaşamı Projesi tarafından 2006 yılında 3,000'den biraz fazla Amerikalıyla yapılan bir ankete göre (sağdaki tablo), Amerika Birleşik Devletleri'nde çoğunluk televizyon ya da radyoyu gazetelere tercih etmiştir. ⓘ
Telekomünikasyonun reklamcılık üzerinde de aynı derecede önemli bir etkisi olmuştur. TNS Media Intelligence, 2007 yılında ABD'deki reklam harcamalarının %58'inin telekomünikasyona dayalı medyaya harcandığını bildirmiştir. ⓘ
| Orta | Harcama | |
|---|---|---|
| İnternet | 7.6% | 11.31 milyar dolar |
| Radyo | 7.2% | 10.69 milyar dolar |
| Kablolu TV | 12.1% | 18.02 milyar dolar |
| Sendikasyon TV | 2.8% | 4.17 milyar dolar |
| Spot TV | 11.3% | 16.82 milyar dolar |
| Network TV | 17.1% | 25,42 milyar dolar |
| Gazete | 18.9% | 28.22 milyar dolar |
| Dergi | 20.4% | 30,33 milyar dolar |
| Dış mekan | 2.7% | 4.02 milyar dolar |
| Toplam | 100% | 149 milyar dolar |
Yönetmelik
Birçok ülke, "bilgi ve iletişim teknolojisi konularında önde gelen BM kuruluşu" olan Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) tarafından oluşturulan Uluslararası Telekomünikasyon Yönetmeliklerine uygun mevzuatı yürürlüğe koymuştur. ITU, 1947 yılında Atlantic City Konferansı'nda "yeni bir uluslararası frekans listesine kaydedilen ve Radyo Yönetmeliği'ne uygun olarak kullanılan tüm frekanslara uluslararası koruma sağlamaya" karar vermiştir. ITU'nun Atlantic City'de kabul edilen Radyo Yönetmeliğine göre, Uluslararası Frekans Kayıt Kuruluna atıfta bulunulan, kurul tarafından incelenen ve Uluslararası Frekans Listesine kaydedilen tüm frekanslar "zararlı parazitlere karşı uluslararası koruma hakkına sahip olacaktır". ⓘ
Küresel bir perspektiften bakıldığında, telekomünikasyon ve yayıncılığın yönetimine ilişkin siyasi tartışmalar ve mevzuat olmuştur. Yayıncılık tarihi, basım gibi geleneksel iletişim ile radyo yayıncılığı gibi telekomünikasyonun dengelenmesine ilişkin bazı tartışmaları ele almaktadır. İkinci Dünya Savaşı'nın başlamasıyla birlikte uluslararası yayıncılık propagandasında ilk patlama yaşanmıştır. Ülkeler, hükümetleri, isyancılar, teröristler ve milislerin hepsi propaganda yapmak için telekomünikasyon ve yayın tekniklerini kullanmıştır. Siyasi hareketler ve sömürgeleştirme için vatansever propaganda 1930'ların ortalarında başladı. BBC 1936'da, Kuzey Afrika'da sömürgeci çıkarları olan İtalya'nın benzer yayınlarına kısmen karşı koymak için Arap Dünyasına propaganda yayını yaptı. ⓘ
En son Irak Savaşı'nda olduğu gibi modern isyancılar genellikle korkutucu telefon görüşmeleri, SMS'ler ve operasyondan birkaç saat sonra koalisyon birliklerine yönelik bir saldırının sofistike videolarının dağıtımını kullanmaktadır. "Sünni isyancıların kendi televizyon kanalları bile var: Irak hükümeti tarafından yasaklanmış olmasına rağmen, koalisyon baskısı nedeniyle birkaç kez uydu ana bilgisayarını değiştirmek zorunda kalsa da, Irak Kürdistanı'nın Erbil kentinden yayın yapmaya devam eden Al-Zawraa." ⓘ
10 Kasım 2014 tarihinde Başkan Obama, Federal İletişim Komisyonu'na ağ tarafsızlığını korumak için geniş bant internet hizmetini bir telekomünikasyon hizmeti olarak yeniden sınıflandırmasını tavsiye etti. ⓘ
Modern medya
Dünya çapında ekipman satışı
Gartner ve Ars Technica tarafından toplanan verilere göre dünya çapında ana tüketici telekomünikasyon ekipmanlarının satışları milyonlarca adet olarak gerçekleşmiştir:
| Ekipman / yıl | 1975 | 1980 | 1985 | 1990 | 1994 | 1996 | 1998 | 2000 | 2002 | 2004 | 2006 | 2008 ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bilgisayarlar | 0 | 1 | 8 | 20 | 40 | 75 | 100 | 135 | 130 | 175 | 230 | 280 |
| Cep Telefonları | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | 180 | 400 | 420 | 660 | 830 | 1000 |
Telefon
Bir telefon şebekesinde, arayan kişi konuşmak istediği kişiye çeşitli telefon santrallerindeki anahtarlarla bağlanır. Anahtarlar iki kullanıcı arasında elektriksel bir bağlantı oluşturur ve arayan kişi numarayı çevirdiğinde bu anahtarların ayarı elektronik olarak belirlenir. Bağlantı kurulduktan sonra, arayanın sesi, arayanın ahizesindeki küçük bir mikrofon kullanılarak bir elektrik sinyaline dönüştürülür. Bu elektrik sinyali daha sonra ağ üzerinden diğer uçtaki kullanıcıya gönderilir ve burada o kişinin ahizesindeki küçük bir hoparlör tarafından tekrar sese dönüştürülür. ⓘ
2015 yılı itibariyle çoğu evdeki sabit telefonlar analogdur, yani sinyalin voltajını doğrudan hoparlörün sesi belirler. Kısa mesafeli aramalar uçtan uca analog sinyaller olarak işlenebilse de, telefon hizmet sağlayıcıları giderek artan bir şekilde sinyalleri iletim için şeffaf bir şekilde dijital sinyallere dönüştürmektedir. Bunun avantajı, sayısallaştırılmış ses verilerinin internetten gelen verilerle yan yana seyahat edebilmesi ve uzun mesafeli iletişimde mükemmel bir şekilde yeniden üretilebilmesidir (kaçınılmaz olarak gürültüden etkilenen analog sinyallerin aksine). ⓘ
Cep telefonlarının telefon şebekeleri üzerinde önemli bir etkisi olmuştur. Cep telefonu abonelikleri artık birçok pazarda sabit hat aboneliklerinden daha fazladır. Cep telefonu satışları 2005 yılında 816.6 milyona ulaşmıştır ve bu rakam Asya/Pasifik (204 milyon), Batı Avrupa (164 milyon), CEMEA (Orta Avrupa, Orta Doğu ve Afrika) (153.5 milyon), Kuzey Amerika (148 milyon) ve Latin Amerika (102 milyon) pazarları arasında neredeyse eşit olarak paylaşılmıştır. 1999'dan bu yana geçen beş yıl içinde yeni abonelikler açısından Afrika %58.2'lik büyüme ile diğer pazarları geride bırakmıştır. Giderek artan bir şekilde bu telefonlara GSM veya W-CDMA gibi ses içeriğinin dijital olarak iletildiği sistemler tarafından hizmet verilmekte ve birçok pazar AMPS gibi analog sistemleri kullanımdan kaldırmayı tercih etmektedir. ⓘ
Telefon iletişiminde perde arkasında da önemli değişiklikler olmuştur. TAT-8'in 1988'de faaliyete geçmesiyle başlayan 1990'lı yıllar, optik fiberlere dayalı sistemlerin yaygın olarak benimsenmesine tanıklık etmiştir. Optik fiberlerle iletişim kurmanın faydası, veri kapasitesinde ciddi bir artış sunmasıdır. TAT-8'in kendisi o dönemde döşenen son bakır kablonun 10 katı kadar telefon görüşmesi taşıyabiliyordu ve bugünün fiber optik kabloları TAT-8'in 25 katı kadar telefon görüşmesi taşıyabilmektedir. Veri kapasitesindeki bu artış birkaç faktöre bağlıdır: Birincisi, optik fiberler fiziksel olarak rakip teknolojilerden çok daha küçüktür. İkincisi, karışma sorunu yaşamamaktadırlar, bu da yüzlerce fiberin tek bir kabloda kolayca bir araya getirilebileceği anlamına gelmektedir. Son olarak, çoğullamadaki gelişmeler tek bir fiberin veri kapasitesinde üstel bir artışa yol açmıştır. ⓘ
Birçok modern fiber optik ağda iletişime yardımcı olan protokol Asenkron Transfer Modu (ATM) olarak bilinmektedir. ATM protokolü ikinci paragrafta bahsedilen yan yana veri iletimine izin verir. Kamuya açık telefon ağları için uygundur çünkü ağ üzerinden veri için bir yol oluşturur ve bu yolla bir trafik sözleşmesi ilişkilendirir. Trafik sözleşmesi esasen istemci ile ağ arasında ağın veriyi nasıl işleyeceğine dair bir anlaşmadır; ağ trafik sözleşmesinin koşullarını karşılayamazsa bağlantıyı kabul etmez. Bu önemlidir çünkü telefon aramaları kendilerine sabit bir bit hızını garanti etmek için bir sözleşme üzerinde pazarlık yapabilirler, bu da arayanın sesinin kısmen gecikmemesini veya tamamen kesilmemesini sağlayacak bir şeydir. Benzer bir görevi yerine getiren ve gelecekte ATM'nin yerini alması beklenen Multiprotocol Label Switching (MPLS) gibi ATM'nin rakipleri vardır. ⓘ
Radyo ve televizyon
Bir yayın sisteminde, merkezi yüksek güçlü yayın kulesi, çok sayıda düşük güçlü alıcıya yüksek frekanslı bir elektromanyetik dalga iletir. Kule tarafından gönderilen yüksek frekanslı dalga, görsel veya işitsel bilgi içeren bir sinyal ile modüle edilir. Alıcı daha sonra yüksek frekanslı dalgayı alacak şekilde ayarlanır ve görsel veya işitsel bilgiyi içeren sinyali almak için bir demodülatör kullanılır. Yayın sinyali analog (sinyal bilgiye göre sürekli değişir) ya da dijital (bilgi bir dizi ayrık değer olarak kodlanır) olabilir. ⓘ
Yayın medya endüstrisi, birçok ülkenin analogdan dijital yayınlara geçmesiyle birlikte gelişiminde kritik bir dönüm noktasındadır. Bu geçiş daha ucuz, daha hızlı ve daha yetenekli entegre devrelerin üretilmesiyle mümkün olmuştur. Dijital yayınların başlıca avantajı, geleneksel analog yayınlarda yaygın olan bir dizi şikayeti önlemesidir. Televizyon için bu, karlı görüntüler, gölgelenme ve diğer bozulmalar gibi sorunların ortadan kaldırılmasını içerir. Bunlar analog iletimin doğası gereği ortaya çıkar, yani gürültüden kaynaklanan bozulmalar nihai çıktıda belirgin olacaktır. Dijital iletim bu sorunun üstesinden gelir çünkü dijital sinyaller alım sırasında ayrık değerlere indirgenir ve dolayısıyla küçük pertürbasyonlar nihai çıktıyı etkilemez. Basitleştirilmiş bir örnekte, ikili mesaj 1011 sinyal genlikleri [1.0 0.0 1.0 1.0] ile iletilir ve sinyal genlikleri [0.9 0.2 1.1 0.9] ile alınırsa, yine de ikili mesaj 1011 olarak çözülecektir - gönderilenin mükemmel bir şekilde yeniden üretimi. Bu örnekten, dijital iletimlerle ilgili bir sorun da görülebilir; gürültü yeterince büyükse, çözülen mesajı önemli ölçüde değiştirebilir. Bir alıcı ileri hata düzeltme kullanarak sonuçta ortaya çıkan mesajdaki bir avuç bit hatasını düzeltebilir, ancak çok fazla gürültü anlaşılmaz çıktıya ve dolayısıyla iletimin bozulmasına yol açacaktır. ⓘ
Dijital televizyon yayıncılığında, dünya çapında kabul edilmesi muhtemel üç rakip standart vardır. Bunlar ATSC, DVB ve ISDB standartlarıdır; bu standartların şu ana kadar benimsenmesi altyazılı haritada gösterilmiştir. Her üç standart da video sıkıştırma için MPEG-2 kullanmaktadır. ATSC ses sıkıştırma için Dolby Digital AC-3 kullanır, ISDB Gelişmiş Ses Kodlama (MPEG-2 Bölüm 7) kullanır ve DVB'nin ses sıkıştırma için bir standardı yoktur ancak tipik olarak MPEG-1 Bölüm 3 Katman 2 kullanır. Modülasyon seçimi de Ģemalar arasında değiĢiklik gösterir. Dijital ses yayıncılığında standartlar çok daha birleşiktir ve neredeyse tüm ülkeler Dijital Ses Yayıncılığı standardını (Eureka 147 standardı olarak da bilinir) benimsemeyi seçmiştir. Bunun istisnası HD Radyo'yu benimsemeyi seçen Amerika Birleşik Devletleri'dir. HD Radyo, Eureka 147'den farklı olarak, dijital bilginin normal AM veya FM analog iletimleri üzerine "bindirilmesine" izin veren bant içi kanal iletimi olarak bilinen bir iletim yöntemine dayanmaktadır. ⓘ
Ancak, dijitale geçiş beklemesine rağmen, analog televizyon çoğu ülkede iletilmeye devam etmektedir. Bunun bir istisnası, geçiş tarihini iki kez erteledikten sonra 12 Haziran 2009'da analog televizyon yayınını (çok düşük güçlü TV istasyonları hariç hepsi tarafından) sona erdiren Amerika Birleşik Devletleri'dir. Kenya da birçok gecikmenin ardından Aralık 2014'te analog televizyon yayınına son vermiştir. Analog televizyon için, renkli TV yayını için kullanılan üç standart vardı (benimseme haritasına buradan bakabilirsiniz). Bunlar PAL (Alman tasarımı), NTSC (Amerikan tasarımı) ve SECAM (Fransız tasarımı) olarak bilinmektedir. Analog radyo için dijital radyoya geçiş, dijital alıcıların yüksek maliyeti nedeniyle daha zor hale gelmektedir. Analog radyo için modülasyon seçimi tipik olarak genlik (AM) veya frekans modülasyonu (FM) arasındadır. Stereo çalma elde etmek için, stereo FM için genlik modülasyonlu bir alt taşıyıcı kullanılır ve stereo AM veya C-QUAM için dörtlü genlik modülasyonu kullanılır. ⓘ
İnternet
İnternet, İnternet Protokolünü (IP) kullanarak birbirleriyle iletişim kuran bilgisayarlardan ve bilgisayar ağlarından oluşan dünya çapında bir ağdır. İnternet üzerindeki her bilgisayarın, diğer bilgisayarlar tarafından kendisine bilgi yönlendirmek için kullanılabilecek benzersiz bir IP adresi vardır. Dolayısıyla, İnternet üzerindeki herhangi bir bilgisayar IP adresini kullanarak başka bir bilgisayara mesaj gönderebilir. Bu mesajlar, iki yönlü iletişime olanak tanıyan kaynak bilgisayarın IP adresini de beraberinde taşır. Dolayısıyla İnternet, bilgisayarlar arasında bir mesaj alışverişidir. ⓘ
Tahminlere göre 2000 yılında iki yönlü telekomünikasyon ağları üzerinden akan bilginin %51'i İnternet üzerinden akıyordu (geri kalanının çoğu (%42) sabit telefon üzerinden). 2007 yılına gelindiğinde internet, telekomünikasyon ağlarındaki tüm bilginin %97'sini (geri kalanının çoğu (%2) cep telefonları aracılığıyla) ele geçirmiştir. 2008 yılı itibariyle dünya nüfusunun tahmini %21,9'unun internete erişimi vardır ve en yüksek erişim oranları (nüfus yüzdesi olarak ölçüldüğünde) Kuzey Amerika (%73,6), Okyanusya/Avustralya (%59,5) ve Avrupa'dadır (%48,1). Geniş bant erişimi açısından İzlanda (%26,7), Güney Kore (%25,4) ve Hollanda (%25,3) dünyada başı çekmektedir. ⓘ
İnternet, kısmen bilgisayarların ve yönlendiricilerin birbirleriyle nasıl iletişim kuracağını düzenleyen protokoller sayesinde çalışmaktadır. Bilgisayar ağı iletişiminin doğası, protokol yığınındaki bireysel protokollerin diğer protokollerden az ya da çok bağımsız olarak çalıştığı katmanlı bir yaklaşıma uygundur. Bu, daha düşük seviyeli protokollerin ağ durumu için özelleştirilmesine izin verirken, daha yüksek seviyeli protokollerin çalışma şeklini değiştirmez. Bunun neden önemli olduğuna dair pratik bir örnek, bir internet tarayıcısının, üzerinde çalıştığı bilgisayarın internete Ethernet veya Wi-Fi bağlantısı üzerinden bağlı olup olmadığına bakılmaksızın aynı kodu çalıştırmasına izin vermesidir. Protokollerden genellikle 1983 yılında evrensel olarak benimsenmiş bir ağ protokol paketi oluşturma girişiminin ilk adımı olarak ortaya çıkan OSI referans modelindeki (sağdaki resim) yerleri açısından bahsedilir. ⓘ
İnternet için fiziksel ortam ve veri bağlantı protokolü, paketler dünyayı dolaşırken birkaç kez değişebilir. Bunun nedeni, İnternet'in hangi fiziksel ortamın ya da veri bağlantı protokolünün kullanılacağı konusunda herhangi bir kısıtlama getirmemesidir. Bu da yerel ağ durumuna en uygun ortam ve protokollerin benimsenmesine yol açar. Pratikte, çoğu kıtalararası iletiĢim optik fiber üzerinde Asenkron Transfer Modu (ATM) protokolünü (veya modern bir eĢdeğerini) kullanacaktır. Bunun nedeni kıtalararası iletiĢimin çoğunda Ġnternet "in genel anahtarlamalı telefon ağıyla aynı altyapıyı paylaĢmasıdır. ⓘ
Ağ katmanında, mantıksal adresleme için İnternet Protokolünün (IP) benimsenmesiyle işler standart hale gelir. World Wide Web için bu "IP adresleri" Alan Adı Sistemi kullanılarak insan tarafından okunabilir formdan türetilir (örneğin 72.14.207.99 www.google.com adresinden türetilmiştir). Şu anda İnternet Protokolünün en yaygın kullanılan sürümü dördüncü sürümdür ancak altıncı sürüme geçilmesi yakındır. ⓘ
Aktarım katmanında, çoğu iletişim İletim Kontrol Protokolü (TCP) ya da Kullanıcı Datagram Protokolü (UDP) kullanır. TCP, gönderilen her mesajın diğer bilgisayar tarafından alınmasının gerekli olduğu durumlarda kullanılırken, UDP sadece arzu edildiği durumlarda kullanılır. TCP ile paketler kaybolursa yeniden iletilir ve üst katmanlara sunulmadan önce sıraya konur. UDP ile paketler sıralanmaz ve kaybolmaları halinde yeniden iletilmezler. Hem TCP hem de UDP paketleri, paketin hangi uygulama veya işlem tarafından ele alınacağını belirtmek için port numaraları taşır. Belirli uygulama düzeyindeki protokoller belirli portları kullandığından, ağ yöneticileri trafiği belirli gereksinimlere uyacak şekilde değiştirebilir. Örnekler, belirli bir bağlantı noktasına yönelik trafiği engelleyerek İnternet erişimini kısıtlamak veya öncelik atayarak belirli uygulamaların performansını etkilemektir. ⓘ
Aktarım katmanının üzerinde, bazen kullanılan ve gevşek bir şekilde oturum ve sunum katmanlarına uyan belirli protokoller vardır, özellikle de Güvenli Yuva Katmanı (SSL) ve Aktarım Katmanı Güvenliği (TLS) protokolleri. Bu protokoller iki taraf arasında aktarılan verilerin tamamen gizli kalmasını sağlar. Son olarak, uygulama katmanında, HTTP (web taraması), POP3 (e-posta), FTP (dosya transferi), IRC (İnternet sohbeti), BitTorrent (dosya paylaşımı) ve XMPP (anlık mesajlaşma) gibi İnternet kullanıcılarının aşina olduğu protokollerin çoğu yer almaktadır. ⓘ
İnternet Protokolü üzerinden Ses (VoIP), veri paketlerinin eşzamanlı ses iletişimi için kullanılmasına izin verir. Veri paketleri ses tipi paketler olarak işaretlenir ve ağ yöneticileri tarafından önceliklendirilebilir, böylece gerçek zamanlı, eşzamanlı konuşma, zarar görmeden geciktirilebilen (örn. dosya aktarımı veya e-posta) veya önceden arabelleğe alınabilen (örn. ses ve video) diğer veri trafiği türleriyle daha az çekişmeye maruz kalır. Bu önceliklendirme, ağ aynı anda gerçekleşen tüm VoIP aramaları için yeterli kapasiteye sahip olduğunda ve ağ önceliklendirme için etkinleştirildiğinde, yani özel bir şirket tarzı ağ olduğunda iyidir, ancak İnternet genellikle bu şekilde yönetilmez ve bu nedenle özel bir ağ üzerinden ve genel İnternet üzerinden VoIP aramalarının kalitesinde büyük bir fark olabilir. ⓘ
Yerel alan ağları ve geniş alan ağları
İnternetin büyümesine rağmen, yerel alan ağlarının (LAN'lar) - birkaç kilometrenin ötesine uzanmayan bilgisayar ağları - özellikleri farklı kalmaya devam etmektedir. Bunun nedeni, bu ölçekteki ağların daha büyük ağlarla ilişkili tüm özelliklere ihtiyaç duymaması ve bunlar olmadan genellikle daha uygun maliyetli ve verimli olmasıdır. İnternet ile bağlantılı olmadıklarında, gizlilik ve güvenlik avantajlarına da sahiptirler. Ancak, kasıtlı olarak İnternet'e doğrudan bir bağlantının olmaması, bilgisayar korsanlarına, askeri güçlere veya ekonomik güçlere karşı kesin bir koruma sağlamaz. Bu tehditler, LAN'a uzaktan bağlanmak için herhangi bir yöntem varsa mevcuttur. ⓘ
Geniş alan ağları (WAN'lar) binlerce kilometreye kadar uzanabilen özel bilgisayar ağlarıdır. Bir kez daha, avantajlarından bazıları gizlilik ve güvenliktir. Özel LAN'ların ve WAN'ların başlıca kullanıcıları arasında bilgilerini güvenli ve gizli tutması gereken silahlı kuvvetler ve istihbarat kurumları yer alır. ⓘ
1980'lerin ortalarında, OSI referans modelinin veri bağlantısı katmanı ile uygulama katmanı arasındaki boşlukları doldurmak için birkaç iletişim protokolü seti ortaya çıktı. Bunlar arasında AppleTalk, IPX ve NetBIOS yer almaktaydı. 1990'ların başında MS-DOS kullanıcıları arasındaki popülerliği nedeniyle baskın protokol seti IPX oldu. TCP/IP bu noktada mevcuttu, ancak genellikle yalnızca büyük hükümet ve araştırma tesisleri tarafından kullanılıyordu. ⓘ
İnternet'in popülerliği arttıkça ve trafiğinin özel ağlara yönlendirilmesi gerektikçe, TCP/IP protokolleri mevcut yerel alan ağı teknolojilerinin yerini aldı. DHCP gibi ek teknolojiler TCP/IP tabanlı bilgisayarların ağda kendi kendilerini yapılandırmalarına izin verdi. Bu tür işlevler AppleTalk/ IPX/ NetBIOS protokol setlerinde de mevcuttu. ⓘ
Asynchronous Transfer Mode (ATM) veya Multiprotocol Label Switching (MPLS) WAN'lar gibi daha büyük ağlar için tipik veri bağlantısı protokolleri iken; Ethernet ve Token Ring LAN'lar için tipik veri bağlantısı protokolleridir. Bu protokoller, daha basit olmaları, örneğin hizmet kalitesi garantileri gibi özellikleri içermemeleri ve ortam erişim kontrolü sunmaları bakımından önceki protokollerden farklıdır. Bu farklılıkların her ikisi de daha ekonomik sistemlere olanak sağlamaktadır. ⓘ
Token Ring'in 1980'ler ve 1990'lardaki mütevazı popülerliğine rağmen, neredeyse tüm LAN'lar artık kablolu ya da kablosuz Ethernet olanakları kullanmaktadır. Fiziksel katmanda, çoğu kablolu Ethernet uygulaması bakır bükümlü çift kablolar kullanır (yaygın 10BASE-T ağları dahil). Bununla birlikte, bazı ilk uygulamalarda daha ağır koaksiyel kablolar ve bazı yeni uygulamalarda (özellikle yüksek hızlı olanlar) optik fiberler kullanılmıştır. Optik fiberler kullanıldığında, çok modlu fiberler ile tek modlu fiberler arasında ayrım yapılmalıdır. Çok modlu fiberler, cihaz üretimi için daha ucuz olan, ancak daha az kullanılabilir bant genişliği ve daha kötü zayıflamadan muzdarip olan daha kalın optik fiberler olarak düşünülebilir - bu da daha düşük uzun mesafe performansı anlamına gelir. ⓘ
Öncü icatlar ve geliştirmeler
- Elektrik ve elektronik iletişim alanında Charles Wheatstone önde gelen isimlerdendir.
- Telgrafın mucidi ve icat eden kişi: Samuel Morse'dur.
- Telefonun mucidi ve icat eden kişi: Graham Bel'dir.
- Radyonun mucidi ve icat eden kişi(ler): Lee de Forset, Edwin Armstrong, Wladimir K. Zworykin, John Logie Baird.
- Televizyonun mucidi ve icat eden kişi: Philo Farnsworth. ⓘ