Τεχνολογίες της επικοινωνίας

Μια παραγγελία ταξιδεύει

Η εικονική επιχείρηση της τάξης φτιάχνει πια μολυβοθήκες σε έξι χρώματα. Οι παραγγελίες έρχονται από παντού: ένα μήνυμα στο κινητό του υπεύθυνου πωλήσεων, μια φόρμα στη σελίδα της επιχείρησης, ένα τηλεφώνημα από τη διευθύντρια ενός σχολείου. Κάθε φορά, ένα μήνυμα όπως «24 μπλε μολυβοθήκες» πρέπει να φύγει από ένα μυαλό και να φτάσει σε ένα άλλο, χωρίς να αλλάξει στον δρόμο. Πώς γίνεται;

Το σύστημα επικοινωνίας

Κάθε σύστημα επικοινωνίας, από δύο κουτάκια με ένα σπάγκο ως το κινητό σου, έχει τα ίδια μέρη:

Στο κανάλι υπάρχει πάντα θόρυβος: ό,τι αλλοιώνει το σήμα. Παράσιτα στο ραδιόφωνο, ένα σήμα που σβήνει σε ένα τούνελ, μια φωνή που χάνεται στο τηλέφωνο. Ένα καλό σύστημα είναι σχεδιασμένο ώστε το μήνυμα να φτάνει σωστό παρά τον θόρυβο.

Από τις τελείες στα bits

Ο πρώτος μεγάλος σταθμός ήταν ο ηλεκτρικός τηλέγραφος. Στις 24 Μαΐου 1844 ο Σάμιουελ Μορς έστειλε από την Ουάσινγκτον στη Βαλτιμόρη, περίπου 64 χιλιόμετρα, το μήνυμα «What hath God wrought» («Τι έπραξε ο Θεός»). Ο κώδικας Μορς κωδικοποιούσε κάθε γράμμα με σύντομους και μακρείς παλμούς ρεύματος: τελείες και παύλες.

Η ιδέα των δύο καταστάσεων είναι ακριβώς αυτή που χρησιμοποιούν σήμερα οι υπολογιστές και τα κινητά. Κάθε πληροφορία (γράμμα, αριθμός, χρώμα, ήχος) γίνεται μια σειρά από bits: ψηφία που είναι 0 ή 1, «σβηστό» ή «αναμμένο». Αυτό λέγεται ψηφιακό σήμα.

Με 1 bit ξεχωρίζεις 2 επιλογές. Με 2 bits, 4. Με 3 bits, 8. Κάθε bit που προσθέτεις διπλασιάζει τις επιλογές. Για τα έξι χρώματα της μολυβοθήκης αρκούν 3 bits (8 συνδυασμοί, περισσεύουν 2).

Η ποσότητα της παραγγελίας σε bits

Ο πελάτης παρήγγειλε 24 μολυβοθήκες. Άναψε τα κατάλληλα κουτάκια ώστε ο αριθμός να γραφτεί σε bits. Μετά άναψέ τα όλα: ποια είναι η μεγαλύτερη παραγγελία που χωρά σε 5 bits;

Γράψε το 24 σε bits

160

80

40

20

10

Σε bits: 00000

Άθροισμα: 0

Ο αριθμός: 0

Σβήσ' τα όλα

Γιατί ψηφιακά; Γιατί ο δέκτης δεν χρειάζεται να καταλάβει ακριβώς πόσο δυνατό ήταν το σήμα, μόνο αν ήταν «0» ή «1». Ένα λίγο αλλοιωμένο «1» εξακολουθεί να διαβάζεται «1». Έτσι ο θόρυβος πειράζει πολύ λιγότερο, και ένα αντίγραφο ψηφιακού αρχείου είναι ίδιο με το πρωτότυπο.

Κανάλια: χαλκός, φως και αέρας

• Χάλκινο καλώδιο: το σήμα ταξιδεύει ως ηλεκτρικό ρεύμα. Φθηνό και παντού, αλλά χάνει δύναμη με την απόσταση και πιάνει θόρυβο.
• Οπτική ίνα: μια πολύ λεπτή γυάλινη ίνα που οδηγεί φως. Τα bits είναι αναλαμπές. Μεταφέρει τεράστιες ποσότητες δεδομένων, σε μεγάλες αποστάσεις, χωρίς ηλεκτρικό θόρυβο. Το 1988 μπήκε σε λειτουργία το TAT-8, το πρώτο υποβρύχιο καλώδιο οπτικών ινών στον Ατλαντικό, που μπορούσε να μεταφέρει 40.000 τηλεφωνήματα ταυτόχρονα, περίπου δέκα φορές όσα το τελευταίο χάλκινο.
• Ραδιοκύματα: το σήμα ταξιδεύει χωρίς καλώδιο, από κεραία σε κεραία. Ο Μαρκόνι πέρασε ασύρματο σήμα πάνω από τον Ατλαντικό το 1901. Σήμερα στα ραδιοκύματα δουλεύουν το κινητό, το Wi-Fi, το ραδιόφωνο και οι δορυφόροι. Είναι η πιο ελεύθερη λύση, αλλά και η πιο ευάλωτη στον θόρυβο και στα εμπόδια.

Στην πράξη, ένα μήνυμα από κινητό περνά από όλα: ραδιοκύματα ως την κεραία, οπτική ίνα ως το κέντρο της εταιρείας, και ξανά ραδιοκύματα ως το άλλο κινητό. Στην Ελλάδα το 2025, το 88,7% των νοικοκυριών είχε πρόσβαση στο διαδίκτυο από το σπίτι, και το 95% όσων μπήκαν στο διαδίκτυο χρησιμοποίησε κινητό (ΕΛΣΤΑΤ).

Ταχύτητα σύνδεσης

Η ταχύτητα μιας σύνδεσης μετριέται σε bits ανά δευτερόλεπτο: Mbps, δηλαδή εκατομμύρια bits το δευτερόλεπτο. Τα αρχεία όμως μετριούνται σε bytes (MB). 1 byte = 8 bits.

χρόνος (δευτερόλεπτα) = μέγεθος (MB) × 8 ÷ ταχύτητα (Mbps)

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση