Tηλεµατική Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα TΗΛΕΜΑΤΙΚΗ, ΙΑ ΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΑ Τόµος A' Tηλεµατική ΙΟΝΥΣΙΟΣ A ΑΜΟΠΟΥΛΟΣ ρ Tηλεπληροφορικής, Eρευνητής Surrey University, UK ΠATPA 2002
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα TΗΛΕΜΑΤΙΚΗ, ΙΑ ΙΚΤYΑ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΑ Τόµος A' Tηλεµατική Συγγραφή IONYΣIOΣ A AMOΠOYΛOΣ ρ Tηλεπληροφορικής, Eρευνητής Surrey University, UK Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΠΑΥΛΟΣ ΣΠΥ ΡΑΚΗΣ Kαθηγητής Tµήµατος Mηχανικών H/Y & Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση ANAΣTAΣIOΣ TPIANTHΣ Γλωσσική Επιµέλεια KΩNΣTANTINOΣ KΛAMΠANIΣTHΣ Τεχνική Επιµέλεια TYPORAMA Καλλιτεχνική Επιµέλεια, Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / 2001 ISBN: 960 538 352 7 Kωδικός Έκδοσης: ΠΛH 23/1 Copyright 2001 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, 26222 Πάτρα Τηλ: (061) 314094, 314206 Φαξ: (061) 317244 Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.
ÂÚÈ fiìâó K º π 1 EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ TËÏÂÌ ÙÈÎ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 11 1.1 Έννοια της Tηλεµατικής Oρισµός... 13 1.2 Xαρακτηριστικά της πληροφορίας... 15 1.3 Mορφές της πληροφορίας Ψηφιακοποίηση... 18 1.3.1 Kείµενο... 21 1.3.2 Γραφικά και ακίνητη εικόνα... 22 1.3.3 Kινούµενη εικόνα και κινούµενα γραφικά... 24 1.3.4 Ήχος... 25 1.4 ίκτυα Tηλεµατικής... 27 1.5 Yπηρεσίες Tηλεµατικής... 32 Σύνοψη... 40 Προαιρετική βιβλιογραφία... 41 K º π 2 ÎÙ TËÏÂÌ ÙÈÎ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 43 2.1 Tηλεφωνικό δίκτυο... 47 2.1.1 οµή του τηλεφωνικού δικτύου... 47 2.1.2 Iεραρχία δικτύου ροµολόγηση Aριθµοδότηση... 50 2.1.3 Συστήµατα διασύνδεσης Tηλεφωνικά κέντρα... 54 2.1.4 Eξέλιξη και προοπτικές του τηλεφωνικού δικτύου... 55 2.2 Bασικές αρχές σχεδίασης δικτύων Tηλεµατικής... 57 2.3 Ψηφιακό δίκτυο ενοποιηµένων υπηρεσιών (ISDN)... 60
6 TH EMATIKH 2.3.1 H αρχιτεκτονική του δικτύου ISDN... 61 2.3.2 Yπηρεσίες του δικτύου ISDN... 67 2.3.3 Tα πλεονεκτήµατα του δικτύου ISDN... 69 2.3.4 Προοπτικές ανάπτυξης του δικτύου ISDN... 70 2.4 Eυφυή δίκτυα (Intelligent Networks, INs)... 72 2.4.1 Aρχιτεκτονική IN δικτύων... 74 2.4.2 Yπηρεσίες IN δικτύων... 78 2.4.3 Σηµατοδοσία... 79 2.5 ίκτυα µεταγωγής πακέτων... 81 2.5.1 Πρωτόκολλο X.25... 82 2.5.2 Mεταγωγή πλαισίου (Frame Relay)... 83 2.5.3 Aσύγχρονος τρόπος µεταφοράς (ATM)... 86 2.6 Eξειδικευµένα δίκτυα... 89 Σύνοψη... 94 Προαιρετική βιβλιογραφία... 97 K º π 3 YappleËÚÂÛ Â TËÏÂÌ ÙÈÎ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 99 3.1 Tαξινόµηση υπηρεσιών Tηλεµατικής... 103 3.2 Yπηρεσίες Tηλεµατικής για επικοινωνία µέσω µεταφοράς κειµένου... 108 3.2.1 Tηλεκειµενογραφία... 109 3.2.2 Tηλεεικονογραφία... 112 3.3 Tηλεοµοιοτυπία... 119 3.4 Hλεκτρονικό ταχυδροµείο... 122 3.5 Kινητές υπηρεσίες... 128 3.5.1 Tηλεειδοποίηση... 128
EPEXOMENA 7 3.5.2 Kινητή τηλεφωνία... 129 3.6 Yπηρεσίες ευρείας ζώνης... 133 3.6.1 Tηλεεικονοδιάσκεψη... 134 3.6.2 Eικονοτηλεφωνία... 136 3.6.3 Kαλωδιακή τηλεόραση... 136 3.7 Yπηρεσίες Internet... 138 3.7.1 Bασική Tεχνολογία Internet... 139 3.7.2 Hλεκτρονικό ταχυδροµείο στο Internet... 144 3.7.3 Mεταφορά αρχείων... 147 3.7.4 Πρόσβαση σε αποµακρυσµένο τερµατικό... 148 3.7.5 Usenet... 149 3.7.6 IRC... 152 3.7.7 Παγκόσµιος ιστός... 154 3.7.8 Tηλεφωνία µέσω Internet... 159 Σύνοψη... 163 Προαιρετική βιβλιογραφία... 167 K º π 4 ÛÙ Ì Ù KÈÓËÙÒÓ Î È AÛ ÚÌ ÙÈÎÒÓ TËÏÂappleÈÎÔÈÓˆÓÈÒÓ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 169 4.1 Kυψελοειδή δίκτυα... 173 4.2 H τεχνολογία GSM... 176 4.2.1 H αρχιτεκτονική του συστήµατος GSM... 176 4.2.2 Yπηρεσίες του συστήµατος GSM... 180 4.2.3 Tα πλεονεκτήµατα του συστήµατος GSM... 185 4.2.4 To σύστηµα DCS 1800... 186 4.3 Aσυρµατική τηλεφωνία... 188
8 TH EMATIKH 4.4 Πρωτόκολλο ασυρµατικής πρόσβασης (WAP)... 191 4.5 To µέλλον των κινητών και ασυρµατικών επικοινωνιών... 194 Σύνοψη... 197 Προαιρετική βιβλιογραφία... 199 K º π 5 EÊ ÚÌÔÁ TËÏÂÌ ÙÈÎ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 201 5.1 Eφαρµογές οµάδων εργασίας... 204 5.1.1 Σηµαντικές έννοιες και όροι... 206 5.1.2 ιαχείριση ροής εργασίας... 208 5.1.3 Hλεκτρονική αρχειοθέτηση και διαχείριση εγγράφων... 211 5.1.4 Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά εφαρµογών οµάδων εργασίας... 214 5.1.5 Συµπεράσµατα... 215 5.2 Tηλεκπαίδευση... 216 5.3 Tηλεϊατρική... 222 5.4 Tηλεργασία... 226 5.5 Hλεκτρονική ανταλλαγή δεδοµένων... 231 5.6 Hλεκτρονικό εµπόριο... 235 5.7 Στρατηγική για την υιοθέτηση εφαρµογών τηλεµατικής... 241 5.7.1 Aνάγκη σχεδιασµού... 241 5.7.2 Mελέτη σκοπιµότητας... 243 Σύνοψη... 245 Προαιρετική βιβλιογραφία... 248 Aπαντήσεις Aσκήσεων Aυτοαξιολόγησης... 251 Γλωσσάρι... 277
ÚfiÏÔÁÔ Το βιβλίο αυτό εξετάζει το γνωστικό αντικείµενο της «Τηλεµατικής» στα πλαίσια της θεµατικής ενότητας που αναφέρεται σε σύγχρονα δίκτυα Η/Υ και διαδίκτυα του προγράµµατος σπουδών «Πληροφορικής» που διαθέτει το Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο. Ο όρος Τηλεµατική (Telematics) ή Τηλεπληροφορική (Teleinformatics) καλύπτει εννοιολογικά το διαρκώς διευρυνόµενο κοινό τόπο που δηµιουργήθηκε από τη σύγκλιση και µερική ολοκλήρωση των τεχνολογιών της πληροφορικής και των τηλεπικοινωνιών, η οποία έγινε δυνατή λόγω των προόδων της µικροηλεκτρονικής και της ψηφιακής τεχνολογίας. Απόλυτα σύµφωνα µε τον ορισµό αυτό, στο Κεφάλαιο 1 εξετάζονται ορισµένες βασικές έννοιες και αναλύονται τα σηµαντικότερα χαρακτηριστικά των δύο κύριων συστατικών µερών της Τηλεµατικής, δηλαδή των δικτύων τηλεµατικής και των υπηρεσιών τηλεµατικής. Στη συνέχεια, το Κεφάλαιο 2 παρουσιάζει τα βασικά δοµικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά των κυριότερων τεχνολογιών δικτύων τηλεµατικής που βρίσκονται σήµερα σε χρήση, κάνοντας αναφορά, όπου αυτό είναι δυνατό, και στις υπηρεσίες που µπορούν να προσφερθούν πάνω σε αυτά. Στη λεπτοµερή εξέταση των σηµαντικότερων υπηρεσιών τηλεµατικής εστιάζει το Κεφάλαιο 3, ενώ το Κεφάλαιο 4 περιγράφει και επεξηγεί βασικές έννοιες και τεχνολογίες που σχετίζονται µε τα συστήµατα κινητών και ασυρµατικών τηλεπικοινωνιών, λόγω της ραγδαίας ανάπτυξης που γνωρίζουν και των εξαιρετικών µελλοντικών προοπτικών τους. Τέλος, το Κεφάλαιο 5 εξετάζει τα λειτουργικά χαρακτηριστικά µερικών σηµαντικών εφαρµογών τηλεµατικής, που προκύπτουν από το συνδυασµό δύο ή περισσότερων υπηρεσιών τηλεµατικής για την κάλυψη πιο σύνθετων πληροφοριακών και επικοινωνιακών αναγκών και οι οποίες αναµένεται να γνωρίσουν µεγάλη διάδοση τα επόµενα χρόνια, στα πλαίσια της σταδιακής εξελικτικής πορείας προς την επερχόµενη κοινωνία των πληροφοριών. Το βιβλίο συµπληρώνεται από ένα γλωσσάριο, το οποίο επεξηγεί συνοπτικά επιλεγµένες σηµαντικές έννοιες και όρους και από έναν πίνακα που περιέχει τις κυριότερες συντοµογραφίες που χρησιµοποιούνται. Στο σηµείο αυτό θα ήθελα να εκφράσω τις ιδιαίτερες ευχαριστίες µου στον κ.κωνσταντίνο Α. Παπανδρέου για τις εύστοχες παρατηρήσεις του, για τη συµβολή του στη διαµόρφωση του γνωστικού πεδίου της Τηλεµατικής και για τις προσπάθειές του για διάδοσή του στην Ελλάδα, στον κ.παύλο Σπυράκη για τη βοήθειά του στη συγκρότηση και διαµόρφωση του εξεταζόµενου εκπαιδευτικού υλικού, τόσο από τη θέση
10 TH EMATIKH του ακαδηµαϊκού υπεύθυνου, όσο και από αυτή του κριτικού αναγνώστη και τέλος στην κα. ήµητρα Παρασκευοπούλου και τον κ. Χρήστο Παναγιωτακόπουλο από το Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο για την αµέριστη συµπαράστασή τους κατά τη συγγραφή του βιβλίου και την καθοριστική συµβολή τους στην ολοκλήρωσή του. ιονύσης Ξ. Αδαµόπουλος
ÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ ËÏÂÌ ÙÈÎ ÎÔapplefi Στο κεφάλαιο αυτό θα αναλύσουµε και θα ορίσουµε βασικές έννοιες, οι οποίες σχετίζονται µε το γνωστικό αντικείµενο της Τηλεµατικής ή Τηλεπληροφορικής. Η ορθή και σε βάθος κατανόηση των εννοιών αυτών αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για τη µελέτη των κεφαλαίων που θα ακολουθήσουν. 1 º π ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτό το κεφάλαιο θα µπορείτε να: ορίσετε το γνωστικό αντικείµενο της Τηλεµατικής περιγράψετε τους δύο βασικούς τρόπους ερµηνείας της έννοιας της πληροφορίας αναφέρετε τις έξι κυριότερες µορφές µε τις οποίες µπορεί να εκφραστεί η πληροφορία περιγράψετε για κάθε µία από τις µορφές αυτές τα βασικά χαρακτηριστικά τους περιγράψετε πέντε κατηγορίες στις οποίες είναι δυνατό να διακριθούν τα δίκτυα τηλεµατικής ορίσετε την «υπηρεσία τηλεµατικής» προσδιορίσετε έξι όρους που χρησιµοποιούνται για την περιγραφή υπηρεσιών. ŒÓÓÔÈ ÎÏÂÈ È τηλεµατική / τηλεπληροφορική σύστηµα τηλεµατικής πληροφορία µορφές πληροφορίας (κείµενο, γραφικά, ακίνητη εικόνα, κινούµενη εικόνα, κινού- µενα γραφικά, ήχος) ψηφιακοποίηση δίκτυα τηλεµατικής υπηρεσίες τηλεµατικής εφαρµογή τηλεµατικής
12 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH υπηρεσίες πολυµέσων κοµιστικές υπηρεσίες τηλεϋπηρεσίες συµπληρωµατικές υπηρεσίες υπηρεσίες προστιθέµενης αξίας ÈÛ ÁˆÁÈÎ apple Ú ÙËÚ ÛÂÈ Η εξάπλωση της χρήσης συστηµάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών (Η/Υ) στον ευρύτερο γεωγραφικό χώρο κατά την τελευταία κυρίως εικοσαετία δηµιούργησε την ανάγκη σύνδεσης και επικοινωνίας των συστηµάτων αυτών µεταξύ τους. Για το σκοπό αυτό χρησιµοποιήθηκαν αρχικά τηλεπικοινωνιακά µέσα που είχαν σχεδιασθεί για άλλου είδους επικοινωνίες (π.χ. τηλεφωνία). Μέσα στην ίδια εικοσαετία όµως υπήρξαν σηµαντικές εξελίξεις και στο χώρο των τηλεπικοινωνιών, που χαρακτηρίζονται κυρίως από την εφαρµογή της ψηφιακής τεχνολογίας, η οποία αποτελεί τη γέφυρα ολοκλήρωσης της τηλεπικοινωνιακής τεχνολογίας και της τεχνολογίας των υπολογιστών. Η σύγκλιση και η σύζευξη των δύο αυτών τεχνολογιών (Πληροφορική και Τηλεπικοινωνίες) οδήγησε στην εµφάνιση της Τηλεµατικής ή Τηλεπληροφορικής. Η εξέλιξη αυτή, σε συνδυασµό µε την πτώση του κόστους λειτουργίας των διάφορων µερών των συστηµάτων Η/Υ και τηλεπικοινωνιών, δηµιούργησε τις αναγκαίες προϋποθέσεις για την ανάπτυξη κατανεµηµένων πληροφοριακών συστηµάτων και υπηρεσιών. Στο κεφάλαιο αυτό θα ορίσουµε αρχικά τον επιστηµονικό τοµέα της Τηλεµατικής. Κατόπιν θα περιγράψουµε τα βασικά χαρακτηριστικά της πληροφορίας και θα εξετάσουµε τις κυριότερες µορφές µε τις οποίες µπορεί να εκφραστεί η πληροφορία. Στη συνέχεια θα αναλύσουµε τα σηµαντικότερα χαρακτηριστικά των δύο βασικών συστατικών µερών της Τηλεµατικής, δηλαδή των δικτύων τηλεµατικής και των υπηρεσιών τηλεµατικής. Η πλήρης κατανόηση των εννοιών αυτού του κεφαλαίου είναι απολύτως αναγκαία, καθώς αποτελούν τη βάση πάνω στην οποία στηρίζεται η παρουσίαση των θεµάτων των επόµενων κεφαλαίων αυτού του βιβλίου.
1.1 ENNOIA TH TH EMATIKH. OPI MO 13 1.1 ŒÓÓÔÈ ÙË ËÏÂÌ ÙÈÎ. ÚÈÛÌfi ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτή την ενότητα θα µπορείτε να: ορίσετε τον επιστηµονικό τοµέα που χαρακτηρίζετε ως Τηλεµατική και να προσδιορίσετε τα όριά του αναφέρετε δύο όρους που χρησιµοποιούνται ως συνώνυµοι του όρου Τηλεµατική εξηγήσετε γιατί ένα σύστηµα τηλεµατικής είναι ουσιαστικά ένα σύστηµα διαχείρισης πληροφοριών. Είναι πλέον αδιαµφισβήτητο γεγονός ότι οι τηλεπικοινωνίες αποτελούν σήµερα τη βάση και την απαραίτητη προϋπόθεση της οικονοµικής και κοινωνικής ανάπτυξης κάθε χώρας και λαού. Αυτό οφείλεται στο ότι η απρόσκοπτη και αποτελεσµατική µετάδοση κάθε είδους πληροφορίας αποτελεί κρίσιµης σηµασίας παράγοντα για τη λήψη πολιτικών, οικονοµικών, διοικητικών και άλλων αποφάσεων, αφού συνδέεται σε αποφασιστικό βαθµό µε την ορθότητα ή µη των αποφάσεων αυτών. Στόχος των τηλεπικοινωνιών είναι η αποστολή πληροφοριών διαφόρων µορφών (οµιλίας, κειµένου, ακίνητης ή κινούµενης εικόνας) από ένα γεωγραφικό σηµείο σε ένα άλλο. Απαραίτητη είναι και η επιβεβαίωση από τον εξουσιοδοτηµένο παραλήπτη της πλήρους, ορθής και κατανοητής λήψης των πληροφοριών αυτών. Ο τρόπος µε τον οποίο επιτυγχάνεται η επικοινωνία αυτή µεταβάλλεται µε την πάροδο του χρόνου και χαρακτηρίζει την αντίστοιχη ιστορική εποχή στην οποία αναφέρεται. Σταθµός σε αυτή την εξελικτική πορεία υπήρξε αναµφίβολα, τόσο η εφεύρεση του τηλεγράφου από τον Samuel Morse το 1854, όσο και η εφεύρεση του τηλεφώνου από τον Graham Bell το 1876, που χωρίς υπερβολή έθεσε τα θεµέλια µιας νέας εποχής σε ολόκληρο τον κόσµο. Οι εφευρέσεις αυτές εξάλλου, επιτρέποντας τη Πληροφορική Tηλεµατική Tηλεπικοινωνίες Ì 1.1 Τηλεµατική
14 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH διακίνηση πληροφοριών σε µεγάλες αποστάσεις, συνέβαλαν στην καθιέρωση του όρου Τηλεπικοινωνίες (Telecommunications). Μετά τη δεκαετία του 1950, χάρη στη δυναµική εµφάνιση της τεχνολογίας των ηλεκτρονικών υπολογιστών και στην εφαρµογή τους σε όλες τις πτυχές της οικονοµικής, κοινωνικής και επιστηµονικής ζωής, η βιοµηχανική κοινωνία άρχισε να παραχωρεί σταδιακά τη θέση της στην πληροφορική ή µεταβιοµηχανική κοινωνία. Οι διαρκώς αυξανόµενες ανάγκες πληροφόρησης που προέκυψαν στήριξαν τη ραγδαία εξέλιξη που σηµειώθηκε τις τελευταίες δεκαετίες στο χώρο της πληροφορικής (informatics ή computer science) και της µικροηλεκτρονικής (microelectronics). Η εξέλιξη αυτή είχε ποικίλες και εξαιρετικά σηµαντικές επιπτώσεις στις τηλεπικοινωνίες. Η σπουδαιότητα των επιπτώσεων αυτών ήταν τόσο µεγάλη ώστε οδήγησε στη δηµιουργία ενός νέου επιστηµονικού τοµέα που χαρακτηρίζεται µε τον όρο Τηλε- µατική (Telematics). Ο όρος αυτός καλύπτει εννοιολογικά το διαρκώς διευρυνόµενο κοινό τόπο που δηµιουργήθηκε από τη σύγκλιση και µερική ολοκλήρωση των τεχνολογιών της πληροφορικής και των τηλεπικοινωνιών (όπως φαίνεται στο Σχήµα 1.1), η οποία έγινε δυνατή λόγω των προόδων της µικροηλεκτρονικής και της ψηφιακής τεχνολογίας. Στις τηλεπικοινωνίες περιλαµβάνονται και τα µέσα µαζικής επικοινωνίας (ραδιόφωνο, τηλεόραση, κ.λπ.). Ο όρος Τηλεµατική δηµιουργήθηκε και παρουσιάστηκε το 1978 από τους Simon Nora και Alan Minc ως σύνθεση των λέξεων telecommunications και informatics στην περίφηµη έκθεσή τους που εξέταζε τη σύζευξη των δύο αυτών τεχνολογιών και η οποία συντάχθηκε κατά παραγγελία του προέδρου της Γαλλικής ηµοκρατίας. Συνώνυµος του όρου αυτού θεωρείται από πολλούς ο όρος Τηλεπληροφορική. Στις Ηνωµένες Πολιτείες της Αµερικής αντί των παραπάνω όρων χρησιµοποιούνται συχνά οι όροι Compunication (Computer και Communication) και Computer Communications. Ένα σύστηµα τηλεµατικής χαρακτηρίζεται από τη διαχείριση πληροφοριών. Οι διάφορες πληροφορίες, οι οποίες αποτελούν αντικείµενο διαχείρισης από ένα σύστηµα τηλεµατικής, ακολουθούν χρονικά και λογικά έναν κύκλο, µια πολυφασική διαδικασία επεξεργασίας των πληροφοριών και επικοινωνίας. Ο κύκλος αυτός περιλαµβάνει τις φάσεις δηµιουργίας εισόδου, επεξεργασίας, αρχειοθέτησης, αναζήτησης ανάκτησης, τηλεπικοινωνιακής αποστολής µετάδοσης λήψης, καθώς και εξόδου των πληροφοριών. Εποµένως, ένα σύστηµα τηλεµατικής είναι ουσιαστικά ένα σύστηµα διαχείρισης πληροφοριών, το οποίο αξιοποιεί στο έπακρο τις δυνατότητες των τηλε-
1.2 XAPAKTHPI TIKA TH HPOºOPIA 15 πικοινωνιακών δικτύων και των συστηµάτων Η/Υ (λογισµικό και υλικό). Για το λόγο αυτό, στις επόµενες παραγράφους, πριν την εξέταση των δικτύων και των υπηρεσιών τηλεµατικής, θα αναπτυχθούν συνοπτικά βασικές έννοιες οι οποίες σχετίζονται µε τα χαρακτηριστικά και τις διάφορες δυνατές µορφές της πληροφορίας. ώστε τον ορισµό της Τηλεµατικής και εξηγήστε γιατί ένα σύστηµα τηλεµατικής χαρακτηρίζεται από τη διαχείριση πληροφοριών. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 1.1 1.2 Ã Ú ÎÙËÚÈÛÙÈÎ ÙË appleïëúôêôú ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτή την ενότητα θα µπορείτε να: περιγράψετε τους δύο βασικούς τρόπους ερµηνείας της έννοιας της πληροφορίας εξηγήσετε τη σηµασία της διοίκησης πληροφοριών σε ένα σύστηµα τηλεµατικής αναφέρετε τέσσερα βασικά χαρακτηριστικά που θα πρέπει να έχουν οι πληροφορίες που διαχειρίζεται ένα σύστηµα τηλεµατικής. Στην καθηµερινή µας ζωή γινόµαστε αποδέκτες πληροφοριών οι οποίες προέρχονται από πολλές και ποικίλες πηγές. Παραδείγµατα τέτοιων πηγών είναι οι εφηµερίδες, η τηλεόραση, οι βιβλιοθήκες, οι τράπεζες, οι σταθµοί των τρένων, κ.λπ. Η χρησι- µότητα των πληροφοριών αυτών δεν είναι πάντοτε δεδοµένη. Αντίθετα, είναι δεδο- µένη η ανεκτίµητη αξία της πληροφορίας στη λήψη αποτελεσµατικών αποφάσεων καθοριστικής σηµασίας για το σύνολο σχεδόν των δραστηριοτήτων ενός ανθρώπου. Υπάρχουν δύο βασικοί τρόποι ερµηνείας της έννοιας της πληροφορίας: ο αντικει- µενικός (objective) και ο υποκειµενικός (subjective). Σύµφωνα µε την αντικειµενική θεώρηση της πληροφορίας, η πληροφορία θεωρείται ως µια ουδέτερη, αυθύπαρκτη, συνεπής και αµετάβλητη οντότητα. Εποµένως, η πληροφορία υπάρχει ανεξάρτητα από τον αποδέκτη της. Πιθανή παρερµηνεία οφείλεται σε έλλειψη κατανόησης της πληροφορίας και µπορεί να αποφευχθεί µε προσεκτικότερη εκπαίδευση του αποδέκτη στην ορθή ερµηνεία της πληροφορίας. Οι αποδέκτες και χρήστες της πληροφορίας είναι δυνατόν να τη διαχειρίζονται (µέσω
16 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH προκαθορισµένων διαδικασιών) χωρίς να είναι αναγκαίο να κατανοούν τη σηµασία της. Αυτός ο τρόπος θεώρησης της πληροφορίας απεικονίζεται στο Σχήµα 1.2. Παρουσίαση της Πληροφορίας ιεργασία Ì 1.2 Πληροφορία Nέα Πληροφορία Xρήστης της Πληροφορίας Αντικειµενική θεώρηση της πληροφορίας Ì 1.3 Υποκειµενική θεώρηση της πληροφορίας Η υποκειµενική θεώρηση της πληροφορίας χρησιµοποιεί τον όρο «πληροφορία» για να τονίσει τη διάκριση ανάµεσα στο πρωτογενές υλικό (το οποίο περιγράφεται µε τον όρο «δεδοµένα») και τη σηµασία την οποία αποδίδεται σε αυτό από κάποιον (ο οποίος συνήθως χαρακτηρίζεται ως «χρήστης»). Εποµένως, πληροφορία και δεδο- µένα είναι δύο έννοιες ξεχωριστές και ευδιάκριτες. Για παράδειγµα, ένα µήνυµα ηλεκτρονικού ταχυδροµείου που στέλνεται σε µια επιχείρηση και στο οποίο αναφέρονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά ενός µηχανήµατος αποτελεί απλώς ένα τµήµα δεδο- µένων. Γίνεται όµως πληροφορία για τον προϊστάµενο του τεχνικού τµήµατος που θα το χρησιµοποιήσει σε µια εισήγησή του για την ανανέωση του εξοπλισµού της εταιρείας. Επίσης, γίνεται διαφορετικό είδος πληροφορίας για τον υπεύθυνο προ- µηθειών που θα βασισθεί σε αυτό για να συντάξει µια παραγγελία για το συγκεκρι- µένο µηχάνηµα. Αντίθετα, το µήνυµα αυτό µπορεί να µην έχει καµία απολύτως επίδραση σε κάποιον εργαζόµενο στο λογιστήριο. Συνεπώς, τα δεδοµένα (data) µπορούν να οριστούν ως οι απεικονίσεις γεγονότων, ιδεών, εννοιών, συναλλαγών, κ.ο.κ., ενώ η πληροφορία (information) ως δεδοµένα τα οποία έχουν υποστεί επεξεργασία µε τέτοιο τρόπο ώστε να είναι χρήσιµα στον αποδέκτη τους. Αυτός ο τρόπος θεώρησης της πληροφορίας απεικονίζεται στο Σχήµα 1.3. Παρουσίαση των εδοµένων ιεργασία Πρωτογενή εδοµένα Nέα εδοµένα Xρήστης (µετατροπή των δεδοµένων σε πληροφορία)
1.2 XAPAKTHPI TIKA TH HPOºOPIA 17 Η διάκριση ανάµεσα σε πληροφορίες και δεδοµένα δεν αποκλείει την εµφάνιση παρερµηνείας. Αιτία είναι το ότι ο δότης της πληροφορίας πρέπει να την εκφράσει µε τέτοιο τρόπο, ώστε ο αποδέκτης να µπορέσει να την ερµηνεύσει όπως ο δότης θα επιθυµούσε. Είναι φανερό εποµένως, ότι η πληροφορία ως οντότητα είναι σε θέση να εξελίσσεται διαρκώς και έχει δυναµικό χαρακτήρα, ενώ αντίθετα τα δεδοµένα είναι στατικά και αµετάβλητα. Προκειµένου να τονιστεί η σπουδαιότητα του ρόλου των χρηστών στην επιτυχηµένη σχεδίαση και λειτουργία ενός συστήµατος τηλεµατικής, στο βιβλίο αυτό θα ακολουθηθεί η υποκειµενική θεώρηση της πληροφορίας. Η διοίκηση πληροφοριών (information management) είναι αναγκαία σε κάθε σύστη- µα τηλεµατικής, από τον αρχικό σχεδιασµό του µέχρι και την καθηµερινή λειτουργία του, καθ όλη τη διάρκεια της ζωής του. Η διοίκηση πληροφοριών περιλαµβάνει την οργάνωση διαδικασιών και την επιβολή προτύπων (standards), ώστε να ελέγχονται ποιοτικά και ποσοτικά οι πληροφορίες µε τελικό σκοπό τον έλεγχο της πληροφοριακής ροής, τη µεγιστοποίηση της χρησιµότητας του συστήµατος για τους χρήστες του και την ελαχιστοποίηση του κόστους. Ειδικότερα, θα πρέπει να λαµβάνονται όλα τα αναγκαία µέτρα, ώστε οι πληροφορίες που διαχειρίζεται ένα σύστηµα τηλεµατικής να έχουν τα ακόλουθα βασικά χαρακτηριστικά: Ακρίβεια: Ο τρόπος µε τον οποίο διακινούνται οι πληροφορίες πρέπει να εξασφαλίζει την ορθότητά τους και η µορφή τους να τις κάνει εύκολα κατανοητές και χρήσι- µες, επιτρέποντας να διορθώνονται εύκολα τυχόν παρουσιαζόµενα σφάλµατα. Προσπέλαση: Οι πληροφορίες πρέπει να υφίστανται τέτοια επεξεργασία, ώστε να είναι ευχερής, τόσο η αρχειοθέτησή τους, όσο και η ανάκτησή τους όποτε απαιτείται. Ταχύτητα: Οι πληροφορίες πρέπει να είναι γρήγορα διαθέσιµες, τόσο κατά την ανάκτησή τους, όσο και κατά την αποστολή τους, ώστε να εξασφαλίζεται η επικαιρότητά τους και η απροβληµάτιστη αξιοποίησή τους. Οικονοµία: Οι πληροφορίες πρέπει να παρέχονται κατά τον πιο οικονοµικό τρόπο σε συσχετισµό µε τον όγκο τους ή και την απαιτούµενη ταχύτητα παροχής τους. Τα χαρακτηριστικά αυτά είναι δυνατόν να εξασφαλιστούν σε ικανοποιητικό βαθµό µόνο κάτω από µια ολοκληρωµένη προσέγγιση, τόσο του σχεδιασµού, όσο και της λειτουργίας ενός συστήµατος τηλεµατικής. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 1.2 Συγκρίνετε την αντικειµενική µε την υποκειµενική θεώρηση της πληροφορίας.
18 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH 1.3 ªÔÚÊ ÙË appleïëúôêôú æëêè ÎÔappleÔ ËÛË ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτή την ενότητα θα µπορείτε να: αναφέρετε τις έξι κυριότερες µορφές µε τις οποίες µπορεί να εκφραστεί η πληροφορία περιγράψετε για κάθε µία από τις µορφές αυτές τα βασικά χαρακτηριστικά τους. διακρίνετε µεταξύ αναλογικών και ψηφιακών σηµάτων και να δώσετε από ένα παράδειγµα για κάθε κατηγορία σήµατος αναφέρετε τρεις λόγους για τους οποίους σε ένα σύστηµα τηλεµατικής είναι επιθυµητή η χρήση της πληροφορίας σε ψηφιακή µορφή εξηγήσετε τη διεργασία της ψηφιακοποίησης αναφέρετε τις δύο βασικές µορφές κειµένου προσδιορίσετε τις βασικές διαφορές γραφικών και ακίνητων εικόνων εξηγήσετε τη διεργασία της συµπίεσης αναφέρετε τα δύο σηµαντικότερα πρότυπα στο χώρο της κινούµενης εικόνας προσδιορίσετε τους δύο βασικούς παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η ψηφιακοποίηση του ήχου. Οι κυριότερες µορφές µε τις οποίες µπορεί να εκφραστεί η πληροφορία και οι οποίες είναι γνωστές και ως τύποι πληροφοριών (information types), είναι οι εξής: Κείµενο (text). Γραφικά (graphics). Ακίνητη εικόνα (still image ή still picture). Κινούµενα γραφικά (moving graphics) ή κινούµενα σχέδια (animation). Κινούµενη εικόνα (moving picture ή motion video). Ήχος (sound). Οι πληροφορίες µεταβιβάζονται µέσα από ένα δίαυλο (κανάλι) επικοινωνίας ή γενικότερα µέσα από ένα δίκτυο τηλεµατικής υπό µορφή σηµάτων. Τα σήµατα αυτά αποτελούν αναπαράσταση των πληροφοριών υπό µορφή κάποιου φυσικού µεγέθους (π.χ. τάση ηλεκτρικού ρεύµατος).
1.3 MOPºE TH HPOºOPIA æhºiako OIH H 19 Τα διάφορα σήµατα που µεταβιβάζονται µπορούν να πάρουν δύο µορφές: την αναλογική (analogue) και τη ψηφιακή (digital). Τα αναλογικά σήµατα χαρακτηρίζονται από µια συνεχή µεταβολή µιας παραµέτρου τους (π.χ. τάση, συχνότητα, κ.λπ.) µέσα στο χρόνο. Στα ψηφιακά σήµατα η µεταβολή της αντίστοιχης παραµέτρου είναι ασυνεχής (διακριτή) µέσα στο χρόνο. Παράδειγµα αναλογικού σήµατος είναι τα ηχητικά κύµατα της ανθρώπινης φωνής, ενώ παράδειγµα ψηφιακού σήµατος είναι τα δυαδικά ψηφία (bits) που διακινούνται στο εσωτερικό ενός Η/Υ. Αντίστοιχα µε τα σήµατα, η πληροφορία ανάλογα µε το σήµα που την αντιπροσωπεύει έχει αναλογική ή ψηφιακή µορφή. Ο άνθρωπος είναι από τη φύση του ποµπός και δέκτης αναλογικών σηµάτων, ενώ για την επικοινωνία µεταξύ µηχανών προσφέρονται καλύτερα τα ψηφιακά σήµατα. Σε ένα σύστηµα τηλεµατικής είναι επιθυµητή (ίσως µάλιστα πολλές φορές να απαιτείται κιόλας) η χρήση της πληροφορίας σε ψηφιακή µορφή για τους ακόλουθους λόγους: 1. Η παρουσίαση της πληροφορίας στους χρήστες ελέγχεται από Η/Υ ή από µικροεπεξεργαστές, δηλαδή από κατεξοχήν ψηφιακά συστήµατα. Επίσης, τα συστή- µατα αυτά πολλές φορές συµµετέχουν ενεργά, τόσο στην παραγωγή της πληροφορίας, όσο και στον έλεγχο των συσκευών που χρησιµοποιούνται για την αποθήκευση της πληροφορίας. 2. Αυξάνεται ο βαθµός ολοκλήρωσης (integration) που µπορεί να πετύχει το σύστη- µα τηλεµατικής. Ελαχιστοποιείται έτσι ο αριθµός των αναγκαίων διαφορετικών υπολογιστικών, περιφερειακών και αποθηκευτικών συσκευών. Εποµένως, απλοποιείται η σχεδίαση του συστήµατος και ελαττώνεται το κόστος του. 3. Αυξάνεται η αλληλεπιδραστικότητα (interactivity) του συστήµατος τηλεµατικής. Ο χρήστης µπορεί, για παράδειγµα, να καθορίζει επιµέρους χαρακτηριστικά του τρόπου µε τον οποίο του παρουσιάζονται οι πληροφορίες. Η διεργασία που απαιτείται για τη µετατροπή ενός αναλογικού σήµατος πληροφορίας σε ψηφιακό (Analog to Digital conversion ή A/D conversion) ονοµάζεται ψηφιακοποίηση (digitisation). Η διεργασία αυτή, η οποία απεικονίζεται στο Σχήµα 1.4, περιλαµβάνει τρία βήµατα. Αρχικά, το αναλογικό σήµα υφίσταται δειγµατοληψία (sampling). Παριστάνεται έτσι µε δείγµατα πλάτους του που λαµβάνονται ανά ορισµένα χρονικά διαστήµατα. Τα δείγµατα αυτά στη συνέχεια κβαντοποιούνται, δηλαδή στρογγυλεύονται προς την πλησιέστερη ακέραιη τιµή της κλίµακας πλάτους και ακολούθως κωδικοποιούνται, δηλαδή οι στρογγυλεµένες ακέραιες τιµές πλάτους παριστάνονται, σύµφωνα µε ένα δυαδικό κώδικα, µε αντίστοιχους δυαδικούς αριθ-
20 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH µούς. Η αντίστροφη διαδικασία της µετατροπής ενός ψηφιακού σήµατος σε αναλογικό (Digital to Analog Conversion ή D/A conversion) απαιτείται κατά την παρουσίαση της πληροφορίας στους χρήστες ενός συστήµατος τηλεµατικής. (α) Aναλογικό Σήµα 6.2 5.9 4.1 3.0 1.4 1.3 2.8 T s (β) ειγµατοληψία 6 6 3 3 4 1 1 011 001 110 001 011 110 100 (γ) Kβαντοποίηση και Kωδικοποίηση Ì 1.4 Η διεργασία της ψηφιακοποίησης 011001110001011110100 (δ) Ψηφιακό Σήµα Στις επόµενες παραγράφους θα παρουσιαστούν συνοπτικά τα βασικά χαρακτηριστικά των κυριότερων µορφών της πληροφορίας.
1.3.1 KEIMENO 21 Με βάση την εµπειρία σας δώστε παραδείγµατα αναλογικών και ψηφιακών σηµάτων. Τι είναι και τι περιλαµβάνει η διεργασία της ψηφιακοποίησης; Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 1.3 1.3.1 Â ÌÂÓÔ Το κείµενο (text) αποτελεί την παλαιότερη µορφή αλληλεπίδρασης µεταξύ ανθρώπων και Η/Υ και διατηρεί ακόµη σε σηµαντικό βαθµό τη σπουδαιότητά του. Η χρήση του είναι επίσης ο πρωταρχικός τρόπος ασύγχρονης επικοινωνίας (επικοινωνίας δηλαδή που χαρακτηρίζεται από χρονική υστέρηση) µεταξύ ανθρώπων (µέσω βιβλίων, εφη- µερίδων, συµβατικού και ηλεκτρονικού ταχυδροµείου). Το κείµενο µπορεί να είναι: Απλό (plain) ή χωρίς µορφοποίηση (unformatted): Ο αριθµός των διαθέσιµων χαρακτήρων, ο οποίος ονοµάζεται σύνολο χαρακτήρων (character set), είναι περιορισµένος και περιλαµβάνει τους απολύτως αναγκαίους (γράµµατα, αριθµούς και κάποια ειδικά σύµβολα). Επίσης το µέγεθος και ο τρόπος εµφάνισης των χαρακτήρων είναι προκαθορισµένος και αµετάβλητος. Πλούσιο (rich) ή µορφοποιηµένο (formatted): Το σύνολο των χαρακτήρων είναι εκτεταµένο και επιτρέπει τη χρήση διαφορετικών µεγεθών και γραµµατοσειρών, υποστηρίζοντας συγχρόνως ποικίλους τρόπους εµφάνισης. Στην περίπτωση του απλού κειµένου, το πιο διαδεδοµένο σύνολο χαρακτήρων είναι αυτό που προσδιορίζει ο κώδικας ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Χρησιµοποιεί 8 δυαδικά ψηφία (bits) για την κωδικοποίηση κάθε χαρακτήρα και εποµένως υποστηρίζει 256 (= 2 8 ) διαφορετικούς χαρακτήρες. Κάθε ένας από τους χαρακτήρες αυτούς απεικονίζεται σε µια οθόνη Η/Υ χρησιµοποιώντας (συνήθως) µια µήτρα 8 8 εικονικών στοιχείων (picture elements, pixels) [1]. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.1 Να υπολογίσετε σε πόσα bytes αντιστοιχεί το κείµενο που εµφανίζεται στην οθόνη ενός Η/Υ όταν η ανάλυση της οθόνης είναι 640 480 εικονικά στοιχεία. ιευκρινίζεται ότι το κείµενο είναι απλό (plain), κωδικοποιηµένο σύµφωνα µε τον κώδικα ASCII και κάθε χαρακτήρας απεικονίζεται χρησιµοποιώντας µια µήτρα 8 8 εικονικών στοιχείων. [1] Σε µια οθόνη Η/Υ οι εικόνες σχηµατίζονται µε το «άναµµα» (ενεργοποίηση) µικρών εικονικών στοιχείων (pixels).
22 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH 1.3.2 Ú ÊÈÎ Î È Î ÓËÙË ÂÈÎfiÓ Τα γραφικά (graphics) αποτελούνται (και περιγράφονται) από αντικείµενα, όπως γραµµές, καµπύλες ή κύκλοι και εποµένως διατηρούνται τόσο πληροφορίες για τη δοµή τους, όσο και η σηµασιολογική τους ταυτότητα. Έτσι, τα γραφικά είναι αναθεωρήσιµα (revisable), επειδή είναι δυνατό να τροποποιηθούν. Κάθε ένα από τα επι- µέρους αντικείµενα που τα αποτελούν µπορεί, για παράδειγµα, να διαγραφεί, να µετακινηθεί ή να αλλάξει µία ή περισσότερες από τις ιδιότητες που το χαρακτηρίζουν (χρώµα, πάχος, κ.λπ.). Αυτού του είδους τα γραφικά είναι πολλές φορές γνωστά και ως διανυσµατικά γραφικά (vector drawn graphics) ή διανυσµατικά σχέδια (vector drawings). Ì 1.5 Τρόποι δηµιουργίας ακίνητης εικόνας και γραφικών Όνοµα Ακίνητη Εικόνα Ακίνητη Εικόνα Τύπος Μορφή Αποθήκευσης Χάρτης δυαδικών ψηφίων (bitmap) Χάρτης δυαδικών ψηφίων (bitmap) Όνοµα Σάρωση αληθινής ακίνητης εικόνας Σύνθεση ακίνητης εικόνας µε τη βοήθεια Η/Υ Γραφικά Αντικείµενα Χρήση Η/Υ Προέλευση Τρόπος ηµιουργίας Σάρωση εκτυπωµένων σελίδων Σύλληψη από αναλογική φωτογραφική µηχανή και ψηφιακοποίηση Σύλληψη από ψηφιακή φωτογραφική µηχανή Σύλληψη από αναλογική βιντεοκάµερα και επεξεργασία από Η/Υ ηµιουργία από λογισµικό Η/Υ Αποτέλεσµα εξόδου από λογισµικό Η/Υ Σύλληψη της τρέχουσας οθόνης Η/Υ (screen capture) Μετατροπή από γραφικά ηµιουργία από συντάκτη γραφικών Αποτέλεσµα εξόδου από λογισµικό Η/Υ Σε αντίθεση µε τα γραφικά, η ακίνητη εικόνα (still image ή still picture) ή απλώς εικόνα δεν είναι αναθεωρήσιµη, καθώς δε διατηρεί πληροφορίες για τη δοµή της. Περιγράφεται ως ένας δισδιάστατος πίνακας εικονικών στοιχείων, ο οποίος ονοµάζεται χάρτης δυαδικών ψηφίων (bitmap). Ένα εικονικό στοιχείο είναι το ελάχιστο διακριτό κοµµάτι µιας εικόνας. Γραφικά και ακίνητες εικόνες είναι δυνατό να δηµιουργηθούν µε διάφορους τρό-
1.3.2 PAºIKA KAI AKINHTH EIKONA 23 πους, όπως φαίνεται στον πίνακα του Σχήµατος 1.5. Πλεονέκτηµα των ακίνητων εικόνων είναι το ότι δεν απαιτούν καµία επεξεργασία για την απεικόνισή τους σε µια οθόνη Η/Υ, ενώ µειονέκτηµά τους είναι ο µεγαλύτερος αποθηκευτικός χώρος που απαιτούν σε σχέση µε τα γραφικά. Για την ελάττωση του χώρου αυτού εφαρµόζονται διάφορες τεχνικές συµπίεσης (compression). Κατά τη συµπίεση χρησιµοποιείται µια σειρά δεδοµένων για να περιγράψει µια άλλη, µεγαλύτερη σε µέγεθος, σειρά δεδοµένων. Περιλαµβάνει ένα πρώτο στάδιο κωδικοποίησης των δεδοµένων, τα οποία για να είναι δυνατό να ξαναχρησι- µοποιηθούν, χρειάζεται να «αποσυµπιεστούν», ώστε να αναπαραχθούν τα αρχικά δεδοµένα περνώντας από ένα στάδιο αποκωδικοποίησης. Για παράδειγµα, σχέση συµπίεσης 2 προς 1 (2:1) σηµαίνει ότι το µέγεθος των δεδοµένων µειώθηκε στο µισό. Η συµπίεση βασίζεται σε διάφορους υπολογιστικούς αλγόριθµους που εφαρµόζονται, είτε ως λογισµικό, είτε ως υλικό. Οι πιο σηµαντικές τεχνικές συµπίεσης στο χώρο της ακίνητης εικόνας είναι: Συµπίεση RLE (Run Length Encoding). Συναντάται κυρίως σε αρχεία PCX. Συµπίεση LZW (από τα ονόµατα των Lempel, Ziv και Welch που την επινόησαν). Συναντάται κυρίως σε αρχεία GIF και TIFF. Συµπίεση JPEG (Joint Photographic Experts Group) µε σχέση συµπίεσης 15:1. Εντοπίστε οµοιότητες και διαφορές ανάµεσα στα γραφικά και τις ακίνητες εικόνες. Ποιοι είναι οι βασικοί τρόποι µε τους οποίους µπορούν να δηµιουργηθούν; Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 1.4 ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.2 Να υπολογίσετε σε πόσα bytes αντιστοιχεί µια ακίνητη εικόνα διαστάσεων 768 576 εικονικών στοιχείων όταν το βάθος χρώµατος είναι 24 bit. Με ποιον τρόπο είναι δυνατό να ελαττωθεί ο αριθµός αυτός περισσότερο;
24 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH 1.3.3 ÈÓÔ ÌÂÓË ÂÈÎfiÓ Î È ÎÈÓÔ ÌÂÓ ÁÚ ÊÈÎ Η κινούµενη εικόνα (moving picture ή motion video) εκπέµπεται (συνήθως) ως αναλογικό σήµα το οποίο εµπεριέχει ήχο και ακίνητες εικόνες σε µια συγκεκριµένη χρονική αλληλουχία. Το σήµα αυτό παρουσιάζεται σε µια τηλεόραση ή σε µια οθόνη Η/Υ (σε ολόκληρη την οθόνη ή σε τµήµα αυτής) ως µια ακολουθία από ακίνητες εικόνες ή πλαίσια (frames). Με τη γρήγορη ανανέωση των πλαισίων δίνεται η εντύπωση της κίνησης, καθώς το ανθρώπινο µάτι δεν προλαβαίνει να αποτυπώσει µια συγκεκριµένη στατική εικόνα. Ο επιθυµητός ρυθµός ανανέωσης των πλαισίων (frame rate) προσδιορίζεται από διάφορα πρότυπα. Τα σηµαντικότερα είναι: Το πρότυπο NTSC (National Television Standards Committee) στις ΗΠΑ, σύµφωνα µε το οποίο ο ρυθµός ανανέωσης των πλαισίων πρέπει να είναι 30 fps (frames per second). Το πρότυπο PAL (Phase Alteration Line) που χρησιµοποιείται στην Ευρώπη, σύµφωνα µε το οποίο ο ρυθµός ανανέωσης των πλαισίων πρέπει να είναι 25 fps [2]. Για να µπορέσει το αναλογικό σήµα κινούµενης εικόνας να γίνει αντιληπτό και επεξεργάσιµο από έναν Η/Υ, θα πρέπει να µετατραπεί σε δυαδικά ψηφία. Τα αρχεία όµως που προκύπτουν έχουν τεράστιο µέγεθος, το οποίο εξαρτάται από: 1. Το ρυθµό ανανέωσης των πλαισίων από τα οποία αποτελείται η κινούµενη εικόνα. 2. Το µέγεθος των πλαισίων. 3. Την ποιότητα του ήχου που συνοδεύει την κινούµενη εικόνα. 4. Τον αριθµό των χρωµάτων που χρησιµοποιούνται. Ο αριθµός των δυαδικών ψηφίων ανά εικονικό στοιχείο (bits per pixel) καθορίζει τον αριθµό των χρωµάτων που µπορούν να χρησιµοποιηθούν από κάθε εικονικό στοιχείο. Για παράδειγµα, 24 bits per pixel επιτρέπουν τη χρήση 2 24 διαφορετικών χρωµάτων από κάθε εικονικό στοιχείο. Σύµφωνα µε τα παραπάνω, το µέγεθος του αρχείου που απαιτείται για την αποθήκευση ψηφιακά κωδικοποιηµένης κινούµενης εικόνας µπορεί να υπολογιστεί ως εξής: Μέγεθος = ρυθµός ανανέωσης πλαισίων µέγεθος πλαισίων χρονική διάρκεια εξεταζόµενης κινούµενης εικόνας [2] Στη Γαλλία ειδικά χρησιµοποιείται το πρότυπο SECAM που απαιτεί κι αυτό 25 fps.
1.3.3 KINOYMENH EIKONA KAI KINOYMENA PAºIKA 25 όπου: µέγεθος πλαισίων = ύψος πλαισίου πλάτος πλαισίου bytes ανά εικονικό στοιχείο. Ú ÂÈÁÌ 1.1 Tο µέγεθος του αρχείου το οποίο περιέχει ένα λεπτό κινούµενης εικόνας, µε πλαίσια 320 240 εικονικών στοιχείων, ρυθµό ανανέωσης πλαισίων 15 fps και 24 bit (3 bytes) ανά εικονικό στοιχείο είναι: 15 (320 240 3) 60 = 198 MB. Ο µεγάλος όγκος δεδοµένων της ψηφιακής κινούµενης εικόνας επιβάλλει τη χρήση διάφορων τεχνικών συµπίεσης. Οι κυριότερες από αυτές είναι οι εξής: Συµπίεση H.261px64 (για υπηρεσίες εικονοτηλεφωνίας και τηλεεικονοδιάσκεψης) µε σχέση συµπίεσης από 100:1 ως 2000:1. Συµπίεση MPEG (Moving Pictures Expert Group) µε σχέση συµπίεσης 200:1. Υπάρχουν τρεις εκδοχές της: MPEG 1, MPEG 2 και το επερχόµενο MPEG 4. Τέλος, κατ αναλογία µε τα γραφικά, τα κινούµενα γραφικά (moving graphics) ή κινούµενα σχέδια (animation) περιλαµβάνουν ένα σύνολο από οπτικά αντικείµενα µε συγκεκριµένη χρονική αλληλουχία, τα οποία εµφανίζονται στην οθόνη ενός Η/Υ ως αποτέλεσµα της εκτέλεσης ενός προγράµµατος σε πραγµατικό χρόνο (real time). Πλεονέκτηµά τους είναι το ότι είναι αναθεωρήσιµα (µπορούν δηλαδή να υποστούν αλλαγές), ενώ µειονέκτηµά τους είναι η (συχνά σηµαντική) επεξεργαστική ισχύς που απαιτείται για την αναπαραγωγή τους. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.3 Πόσα δευτερόλεπτα κινούµενης εικόνας είναι δυνατόν να αποθηκευτούν α) σε ένα CD ROM και β) σε ένα DVD ROM; Χρησιµοποιείται το τηλεοπτικό σύστηµα PAL, µε πλαίσια 640 480 εικονικών στοιχείων και βάθος χρώµατος 24 bit. 1.3.4 Ô Τα ηχητικά σήµατα είναι εκ φύσεως αναλογικά. Η µετατροπή τους σε ψηφιακά επηρεάζεται από δύο καθοριστικούς παράγοντες: το ρυθµό δειγµατοληψίας (sampling rate) και το µέγεθος βήµατος (step size). Ο ρυθµός δειγµατοληψίας καθορίζει τον αριθµό των δειγµάτων που λαµβάνονται
26 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH από το αναλογικό ηχητικό σήµα κάθε δευτερόλεπτο. Είναι φανερό ότι όσο πιο υψηλός είναι ο ρυθµός δειγµατοληψίας, τόσο πιο ποιοτικό είναι το ηχητικό αποτέλεσµα. Το µέγεθος βήµατος προσδιορίζει τον αριθµό των δυαδικών ψηφίων που χρησιµοποιούνται για την παράσταση του πλάτους των δειγµάτων που λαµβάνονται µετά από την κβαντοποίησή τους (βλέπε και Ενότητα 1.3). Εποµένως, όσο µεγαλύτερος είναι αυτός ο αριθµός, τόσο περισσότερο ο παραγόµενος ήχος προσεγγίζει το αρχικό αναλογικό ηχητικό σήµα. Στην περίπτωση της ψηφιακοποίησης της ανθρώπινης φωνής λαµβάνονται 8000 δείγµατα / sec και το µέγεθος βήµατος είναι 8 bit. Αν όµως απαιτείται η ψηφιακοποίηση ήχου σε ποιότητα CD, ο ρυθµός δειγµατοληψίας πρέπει να είναι 44,1 khz και το µέγεθος βήµατος 16 bits (2 bytes). Το µέγεθος του αρχείου που απαιτείται για την αποθήκευση ψηφιακά κωδικοποιη- µένου ήχου είναι: Μέγεθος = µέγεθος βήµατος ρυθµός δειγµατοληψίας αριθµός καναλιών ήχου χρονική διάρκεια εξεταζόµενου ήχου. Ú ÂÈÁÌ 1.2 Το µέγεθος του αρχείου το οποίο περιέχει ένα λεπτό στερεοφωνικού ήχου (απαιτούνται δηλαδή δύο κανάλια ήχου) ποιότητας CD είναι: 2 44.100 2 60 bytes = 176.400 60 bytes = 10.584.000 bytes ~10 MB Ο απαιτούµενος αποθηκευτικός χώρος µπορεί να ελαττωθεί µε τη µείωση του ρυθ- µού δειγµατοληψίας σε 22 khz ή 11 khz και του µεγέθους βήµατος σε 8 bit, σε βάρος βέβαια πάντοτε της ηχητικής ποιότητας. Ένας άλλος τρόπος είναι η εφαρµογή τεχνικών συµπίεσης (MPEG Audio Layer I, II και III). ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.4 Να υπολογίσετε τον αποθηκευτικό χώρο (εκφρασµένο σε ΜΒ) που απαιτείται για να παρασταθούν ψηφιακά 40 λεπτά µουσικής (δηλαδή ένας δίσκος βινυλίου) µε ποιότητα CD και στερεοφωνικό ήχο. Αν ο ψηφιακά κωδικοποιηµένος ήχος είναι επιθυµητό να µεταδοθεί (στα πλαίσια κάποιας υπηρεσίας τηλεµατικής), ποιο ρυθµό µετάδοσης δεδοµένων θα πρέπει να έχει το χρησιµοποιούµενο δίκτυο τηλεµατικής. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.5 Τόσο η κινούµενη εικόνα, όσο και ο ήχος αποτελούν µορφές πληροφορίας των
1.4 IKTYA TH EMATIKH 27 οποίων η διαχείριση αποτελεί αντικείµενο πολλών υπηρεσιών τηλεµατικής. Αναφορικά λοιπόν µε αυτές τις δύο µορφές πληροφορίας απαντήστε αν είναι σωστές ή λάθος οι ακόλουθες προτάσεις: Σωστό Ο ψηφιακά κωδικοποιηµένος ήχος οδηγεί σε µεγαλύτερα µεγέθη αρχείων από την ψηφιακά κωδικοποιηµένη κινούµενη εικόνα. Λάθος Ο ρυθµός δειγµατοληψίας ενός ηχητικού σήµατος καθορίζει τον αριθµό των δειγµάτων που λαµβάνονται από το ηχητικό σήµα κάθε δευτερόλεπτο. Η καταγραφή (αποθήκευση) των ηχητικών σηµάτων είναι δυνατή µόνο µετά την ψηφιακοποίησή τους. Η συµπίεση MPEG µπορεί να χρησιµοποιηθεί και για ψηφιακά κωδικοποιηµένη κινούµενη εικόνα και για ψηφιακά κωδικοποιηµένο ήχο. 1.4 ÎÙ ËÏÂÌ ÙÈÎ ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτή την ενότητα θα µπορείτε να: αναλύσετε την έννοια του δικτύου τηλεµατικής δώσετε δύο παραδείγµατα δικτύων τηλεµατικής περιγράψετε τον τρόπο µε τον οποίο επιτυγχάνεται η επικοινωνία στη γενική µορφή ενός δικτύου τηλεµατικής περιγράψετε πέντε κατηγορίες στις οποίες είναι δυνατό να διακριθούν τα δίκτυα τηλεµατικής εξηγήσετε γιατί το τηλεφωνικό δίκτυο διαδραµατίζει (και θα διαδραµατίζει και στο µέλλον) σηµαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της Τηλεµατικής. Τα δίκτυα τηλεµατικής (telematic networks) αποτελούν τη βασική υποδοµή πάνω στην οποία πραγµατοποιούνται οι διάφορες υπηρεσίες τηλεµατικής. Στην έννοια του δικτύου τηλεµατικής περιλαµβάνονται οι γραµµές µετάδοσης, τα κέντρα µεταγωγής
28 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH Ì 1.6 Γενική µορφή ενός δικτύου τηλεµατικής και οι τερµατικές συσκευές των χρηστών. Παραδείγµατα δικτύων τηλεµατικής αποτελούν, τόσο το γνωστό σε όλους τηλεφωνικό δίκτυο, όσο και ένα οποιοδήποτε δίκτυο επικοινωνίας υπολογιστών ή δίκτυο υπολογιστών (computer network) που νοείται ως ένα σύνολο αυτόνοµων υπολογιστών που συνδέονται µεταξύ τους. Από πολλούς ο όρος «τηλεπικοινωνιακό δίκτυο» θεωρείται συνώνυµος του δικτύου τηλε- µατικής. Ο χαρακτηρισµός όµως ενός δικτύου ως τηλεπικοινωνιακό δίνει µεγαλύτερη έµφαση στα φυσικά / τεχνικά χαρακτηριστικά του (εκείνα δηλαδή που σχετίζονται µε τον τρόπο συγκρότησης και λειτουργίας του δικτύου), ενώ αντίθετα ο χαρακτηρισµός του ως δικτύου τηλεµατικής µεταθέτει το ενδιαφέρον στις υπηρεσίες που παρέχονται πάνω στο συγκεκριµένο δίκτυο. Έτσι, στο βιβλίο αυτό θα προτιµάται η χρήση του όρου «δίκτυο τηλεµατικής» ή απλά «δίκτυο». Πηγή Πληροφορίας Ποµπός (Kωδικο- ποιητής) Kανάλι Eπικοινωνίας έκτης (Aποκωδικο- ποιητής) Προορισµός Πληροφορίας Η γενική µορφή ενός δικτύου τηλεµατικής φαίνεται στο Σχήµα 1.6. Η µεταβίβαση πληροφοριών από έναν ποµπό προς ένα δέκτη γίνεται µε τη βοήθεια ενός κώδικα, που εξασφαλίζει ότι οι πληροφορίες του ποµπού γίνονται κατανοητές από το δέκτη, ενός συστήµατος µετάδοσης, ενός καναλιού (διαύλου) επικοινωνίας και ενός συστή- µατος λήψης. Στην περίπτωση της τηλεφωνικής επικοινωνίας µεταξύ δύο ανθρώπων για παράδειγµα, οι ιδέες του ενός συνοµιλητή (του ποµπού) εκφράζονται µε λέξεις µιας γλώσσας (κώδικας) και ο ήχος των λέξεων αυτών (δεδοµένα) µετατρεπόµενος σε ηλεκτρικό σήµα από την τηλεφωνική συσκευή µεταβιβάζεται µέσω του τηλεφωνικού δικτύου (κανάλι) στην τηλεφωνική συσκευή του άλλου συνοµιλητή (του δέκτη) ο οποίος ακούει και κατανοεί τα όσα ελέχθησαν καθώς γνωρίζει και αυτός την ίδια γλώσσα (τον κώδικα). Το παράδειγµα αυτό φανερώνει ότι πολύ συχνά η επικοινωνία µπορεί να είναι αµφίδροµη (ο ποµπός µπορεί να είναι ταυτόχρονα και δέκτης) και ότι η χρήση κοινού κώδικα είναι απαραίτητη για την πραγµατοποίηση της επικοινωνίας (αν µιλάτε ελληνικά σε κάποιον που δε γνωρίζει παρά µόνο γερ- µανικά δεν πρόκειται να πετύχετε και πολλά πράγµατα). Για την επικοινωνία δύο υπολογιστών πρέπει καταρχήν να επιτευχθεί µε κάποιον τρόπο η σύνδεσή τους (µε ένα απλό καλώδιο, ασύρµατα, κ.λπ.) και να συµφωνηθεί κάποιο πρωτόκολλο επικοινωνίας (ένας κώδικας). Από τη µορφή της σύνδεσης, τον τύπο του πρωτοκόλλου και τις ιδιοµορφίες του µέσου από το οποίο περνούν τα δεδοµένα εξαρτώνται διάφορες παράµετροι, όπως η ποιότητα, η αξιοπιστία, η ταχύτητα και το κόστος της επικοινωνίας.
1.4 IKTYA TH EMATIKH 29 Τα δίκτυα που καλύπτουν τις πάσης φύσεως ανάγκες τηλεπικοινωνίας µπορούν να διακριθούν µε βάση διάφορα κριτήρια ή χαρακτηριστικά. Στα δίκτυα µεταγωγής, που αποτελούνται εκτός από τις γραµµές µετάδοσης και από µια ιεραρχία κέντρων µεταγωγής, είναι δυνατή η αποκλειστική επικοινωνία µεταξύ δύο οποιωνδήποτε χρηστών που είναι συνδεδεµένοι στο δίκτυο αυτό. Παράδειγµα τέτοιων δικτύων είναι το τηλεφωνικό και το τηλετυπικό δίκτυο, καθώς και τα δίκτυα µεταγωγής δεδοµένων (µεταγωγή κυκλωµάτων, µηνυµάτων, πακέτων). Στα δίκτυα διανοµής ή εκποµπής από ένα κεντρικό σταθµό αποστέλλονται µηνύ- Μορφές Επικοινωνιών Εύρος Φάσµατος Ζώνης Συχνοτήτων Ρυθµός Μετάδοσης εδοµένων Τηλετυπία 120 Hz < 50 bit/s. εδοµένα, Κείµενο, Ακίνητη εικόνα. Τηλεφωνία, εδοµένα, Ακίνητη εικόνα. Μουσική υψηλής Πιστότητας (Hi Fi), εδοµένα. Κινούµενη εικόνα (Τηλεόραση), εδοµένα. 3.400 Hz 9.600 bit/s 3.400 Hz.. 48 kbit/s 64 kbit/s 2 16 khz 2 400 kbit/s 5 MHz ~ 70 Mbit/s... Ì 1.7 Μορφές επικοινωνιών και οι απαιτήσεις µετάδοσής τους
30 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH µατα προς όλους τους χρήστες που συνδέονται µε τον κεντρικό σταθµό. Η σύνδεση αυτή µπορεί να είναι ενσύρµατη ή ασυρµατική. Χαρακτηριστικά παραδείγµατα τέτοιων δικτύων είναι τα δίκτυα µαζικής τηλεπικοινωνίας στα οποία περιλαµβάνονται τα ασύρµατα ραδιοτηλεοπτικά δίκτυα, τα δίκτυα ενσύρµατης τηλεόρασης, κ.ά. Κατ αναλογία µε τα δίκτυα διανοµής υπάρχουν επίσης δίκτυα συλλογής στα οποία κάθε χρήστης συνδέεται µε ένα κεντρικό σταθµό στον οποίο έχει τη δυνατότητα να αποστέλλει µηνύµατα. Τα δίκτυα συλλογής συνυπάρχουν συνήθως µε τα δίκτυα διανοµής. Με κριτήριο τη µορφή του σήµατος που µεταβιβάζεται µέσα από ένα δίκτυο, τα δίκτυα τηλεµατικής µπορούν επίσης να διακριθούν σε αναλογικά και σε ψηφιακά. Το συµβατικό τηλεφωνικό δίκτυο αποτελεί κλασικό παράδειγµα αναλογικού δικτύου σχεδιασµένου και κατασκευασµένου να µεταδίδει τα αναλογικά σήµατα οµιλίας. Σε ένα καθαρά ψηφιακό δίκτυο, τόσο η µεταγωγή, όσο και η µετάδοση γίνονται µε βάση την ψηφιακή τεχνική. Τα δίκτυα µεταγωγής δεδοµένων είναι σε µεγάλο βαθµό (ή και ολοκληρωτικά) ψηφιακά. Ένα άλλο κριτήριο διάκρισης µεταξύ των δικτύων τηλεµατικής είναι η δυνατότητα µεταφοράς µεγάλου όγκου πληροφοριών στη µονάδα του χρόνου. Η παράµετρος που χαρακτηρίζει τη δυνατότητα αυτή είναι για µεν τα αναλογικά δίκτυα το διατιθέµενο εύρος φάσµατος ζώνης συχνοτήτων (bandwidth) που εκφράζεται σε Hertz (Hz), για δε τα ψηφιακά δίκτυα ο ρυθµός µετάδοσης δεδοµένων (data signalling rate, bit rate) που εκφράζεται σε bit/s ή bps. Στο Σχήµα 1.7 παρουσιάζονται οι απαιτήσεις σε εύρος φάσµατος ζώνης συχνοτήτων και οι αντίστοιχοι ρυθµοί µετάδοσης δεδοµένων που θέτουν οι διάφορες µορφές επικοινωνιών στο δίκτυο τηλεµατικής για µετάδοση. Άλλα κριτήρια ταξινόµησης των δικτύων τηλεµατικής είναι το µέγεθος του δικτύου, το οποίο επηρεάζει τη δοµή του (τοπικά δίκτυα, µητροπολιτικά δίκτυα, δίκτυα ευρείας περιοχής), τα χρησιµοποιούµενα µέσα µετάδοσης (κοινά καλώδια, οµοαξονικά καλώδια, οπτικές ίνες, ασυρµατικά µέσα, δορυφόροι, κ.λπ.), η κυριότητα του δικτύου (ιδιωτικό, δηµόσιο), κ.λπ. Ιδιαίτερα σηµαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της τηλεµατικής διαδραµατίζει το τηλεφωνικό δίκτυο. Παρά το γεγονός ότι το δίκτυο αυτό προορίζεται για τη µεταβίβαση φωνής (δηλαδή αναλογικών σηµάτων), ενώ πολλές από τις υπηρεσίες τηλεµατικής έχουν ψηφιακή µορφή, η καθολική του εξάπλωση, αλλά και το ύψος των κεφαλαίων που έχουν επενδυθεί σ αυτό, επιβάλλουν την εκµετάλλευσή του για πολλά χρόνια ακόµη. Επιπρόσθετα, πολλές από τις υπηρεσίες τηλεµατικής είναι δυνατόν να πραγµατοποιηθούν πάνω στο τηλεφωνικό δίκτυο. Στις πιο προηγµένες βιοµηχανικά χώρες έχει σχεδόν ολοκληρωθεί η µετατροπή του
1.4 IKTYA TH EMATIKH 31 τηλεφωνικού δικτύου σε ψηφιακό. Η µικροηλεκτρονική και η ψηφιακή τεχνολογία εξάλλου καθιστούν τεχνικά εφικτή και οικονοµικά σύµφορη τη µετατροπή των αναλογικών σηµάτων οµιλίας σε ψηφιακά, ώστε να είναι δυνατή η ενιαία ψηφιακή αντι- µετώπιση των σηµάτων, είτε αυτά προέρχονται από αναλογικές, είτε από ψηφιακές µορφές επικοινωνιών, τόσο στη µετάδοση, όσο και στη µεταγωγή. Τελικός στόχος της εφαρµογής της ψηφιακής τεχνολογίας είναι η σταδιακή εξέλιξη του τηλεφωνικού δικτύου σε ψηφιακό δίκτυο ολοκληρωµένων υπηρεσιών (Integrated Services Digital Network, ISDN). Πάνω σε ένα τέτοιο δίκτυο θα είναι δυνατή η πραγµατοποίηση όχι µόνο της τηλεφωνίας, αλλά και όλων των άλλων υπηρεσιών τηλεµατικής (µε κάποιους περιορισµούς όµως αναφορικά µε τη µεταβίβαση κινούµενης εικόνας). Το δίκτυο ISDN αναµένεται, µε την πρόοδο της τεχνολογίας και ιδίως µε την εγκατάσταση οπτικών ινών στις συνδροµητικές γραµµές, να µετεξελιχθεί σε ένα δίκτυο ISDN ευρείας ζώνης (Broadband ISDN, B ISDN), πάνω στο οποίο θα είναι δυνατή, πέραν των άλλων υπηρεσιών τηλεµατικής και η (χωρίς περιορισµούς) µεταβίβαση κινούµενης εικόνας (εικονοτηλέφωνο, τηλεεικονοδιάσκεψη, κ.λπ.). Τέλος, οι δύο τελευταίες δεκαετίες ανέδειξαν µια νέα ανάγκη στην τηλεπικοινωνιακή αγορά. Η ανάγκη αυτή αναφέρεται στην τηλεπικοινωνιακή εξυπηρέτηση των χρηστών, όχι µόνο όταν βρίσκονται σε συγκεκριµένους χώρους (σπίτι, γραφείο, κ.λπ.), όπου και παρέχονται τα σηµεία πρόσβασης προς τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα, αλλά και στις περιπτώσεις που είναι κινούµενοι. Προβλέπεται µάλιστα ότι θα υπάρξει µια ταχεία διείσδυση µιας µεγάλης ποικιλίας κινητών υπηρεσιών στις αµέσως επόµενες δεκαετίες. Οι υπηρεσίες αυτές θα βασίζονται στη χρήση ασυρµατικών δικτύων (για µικρές αποστάσεις της τάξης των διαστάσεων ενός γραφείου ή διαµερίσµατος ή έστω πολυκατοικίας), κυψελοειδών δικτύων κινητών επικοινωνιών (για ευρύτερες γεωγραφικές περιοχές, όπως πόλεις, επαρχίες, χώρες, κ.λπ.) και δορυφορικών δικτύων (για κάλυψη επικοινωνιακών αναγκών ακόµη και σε παγκόσµιο επίπεδο). Αναφέρετε όσες κατηγορίες δικτύων τηλεµατικής γνωρίζετε. ώστε παραδείγµατα όπου µπορείτε. Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 1.5 «Η ανάπτυξη των υπηρεσιών τηλεµατικής αναµένεται να είναι σταδιακή. Η παρού- Ú ÛÙËÚÈfiÙËÙ 1.6
32 KEºA AIO 1: EI A ø H THN TH EMATIKH σα δικτυακή υποδοµή επιβάλλει την πραγµατοποίηση επενδύσεων µεγάλης κλί- µακας. Το δίκτυο του µέλλοντος θα είναι αποτέλεσµα µιας βαθµιαίας εξελικτικής διαδικασίας». Σχολιάστε την ορθότητα της πιο πάνω διαπίστωσης. Προσδιορίστε παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η ταχύτητα που θα χαρακτηρίζει την εξελικτική διαδικασία προς το δίκτυο του µέλλοντος. ÕÛÎËÛË ÙÔ ÍÈÔÏfiÁËÛË 1.6 Είναι σωστό ή λάθος ότι: Σωστό Λάθος Το Internet είναι ένα δίκτυο τηλεµατικής. 1.5 ÀappleËÚÂÛ Â ÙËÏÂÌ ÙÈÎ ÚÔÛ ÔÎÒÌÂÓ appleôùâï ÛÌ Ù Όταν θα έχετε µελετήσει αυτή την ενότητα θα µπορείτε να: ορίσετε µε δύο τρόπους την «υπηρεσία τηλεµατικής» διακρίνετε τη διαφορά ανάµεσα σε µια τηλεπικοινωνιακή υπηρεσία και σε µια υπηρεσία τηλεµατικής εξηγήσετε ποιες υπηρεσίες τηλεµατικής ονοµάζονται υπηρεσίες πολυµέσων και γιατί δώσετε δέκα παραδείγµατα εφαρµογών τηλεµατικής στις οποίες είναι δυνατό να αξιοποιηθούν οι υπηρεσίες πολυµέσων αναφέρετε τα τρία είδη υπηρεσιών που διακρίνει η ITU ορίσετε το κάθε ένα από αυτά τα είδη και να δώσετε από δύο παραδείγµατα για κάθε είδος αναφέρετε τις δύο βασικές αιτίες στις οποίες οφείλουν οι υπηρεσίες τηλεµατικής τη δηµιουργία τους και τη σταδιακή εξέλιξή τους αναλύσετε την έννοια των υπηρεσιών προστιθέµενης αξίας χρησιµοποιώντας τέσσερα παραδείγµατα.
1.5 Y HPE IE TH EMATIKH 33 Η ανάπτυξη των τεχνολογιών των τηλεπικοινωνιών, των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των µηχανών γραφείου αφ ενός, καθώς και ο συνδυασµός των τεχνολογιών αυτών κατά οικονοµικό τρόπο αφ ετέρου, είχαν ως αποτέλεσµα τη δηµιουργία νέων δυνατοτήτων επικοινωνίας και πληροφόρησης. Οι δυνατότητες αυτές άρχισαν να εµφανίζονται ως δηµόσιες υπηρεσίες (public services) που προσφέρονται συνήθως από τους τηλεπικοινωνιακούς οργανισµούς (δηµόσιους ή ιδιωτικούς) των διάφορων χωρών προς τους πελάτες τους. Έτσι, εκτός από τις υπάρχουσες υπηρεσίες τηλεφωνίας και τηλετυπίας (telex), άρχισαν να προσφέρονται και οι λεγόµενες υπηρεσίες τηλεµατικής, όπως, για παράδειγ- µα, η τηλεοµοιοτυπία, το ηλεκτρονικό ταχυδροµείο, η τηλεειδοποίηση, το εικονοτηλέφωνο, η καλωδιακή τηλεόραση, κ.λπ. Αν και η έννοια της «υπηρεσίας» δεν έχει ακόµη διεθνώς αποσαφηνισθεί, µπορού- µε να ορίσουµε στην περίπτωση αυτή ως υπηρεσία τις δυνατότητες επικοινωνίας που προσφέρει ένα τηλεπικοινωνιακό σύστηµα στους χρήστες του. Κατ αυτόν τον τρόπο, υπηρεσία τηλεµατικής είναι η δυνατότητα επικοινωνίας που προσφέρει ένα δίκτυο τηλεµατικής στους χρήστες του. Είναι φανερό ότι υπηρεσίες και δίκτυα τηλεµατικής βρίσκονται σε άµεση αλληλεπίδραση µεταξύ τους. Για το λόγο αυτό, η αναφορά σε µια συγκεκριµένη υπηρεσία τηλεµατικής πολλές φορές υπονοεί και το κατάλληλο δίκτυο τηλεµατικής πάνω στο οποίο η υπηρεσία αυτή πραγµατοποιείται και παρέχεται. Χαρακτηριστικό της σηµασίας και της γενικής αποδοχής του όρου «υπηρεσίες τηλε- µατικής» είναι και το ότι η ιεθνής Ένωση Τηλεπικοινωνιών (International Telecommunications Union, ITU), ως παγκόσµιο ρυθµιστικό όργανο στον τοµέα των τηλεπικοινωνιών, περιέλαβε τον όρο αυτό στις «συστάσεις» που εξέδωσε κατά το 1980 [3]. Πιο συγκεκριµένα, σύµφωνα µε την ITU, οι υπηρεσίες τηλεµατικής ορίζονται ως εξής: «Υπηρεσίες τηλεµατικής είναι το σύνολο των υπηρεσιών οι οποίες είναι διαφορετικές από τις συµβατικές τηλεφωνικές και τηλεγραφικές υπηρεσίες και οι οποίες είναι δυνατό να παρέχονται στους συνδροµητές ενός τηλεπικοινωνιακού δικτύου. Οι υπηρεσίες αυτές επιτρέπουν να στέλνονται ή να λαµβάνονται ενηµερωτικές πληροφορίες δηµόσιες ή ιδιωτικές στις οποίες συµπερι- [3] Οι «συστάσεις» αυτές εκδόθηκαν από την CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee) η οποία ήταν µέχρι το 1994 αυτόνοµο οργανικό τµήµα της ITU. Στη συνέχεια, µετά από αναδιοργάνωση της ITU, έγινε τµήµα του τοµέα τηλεπικοινωνιακών προτύπων της ITU (ITU T).