В большинстве современных систем связи в качестве носителя инфы употребляются гармонические колебания. Информационный сигнал в передатчике модулирует эти колебания по амплитуде, частоте либо фазе, а в приемнике информация выделяется при помощи оборотной операции — демодуляции. Наложение инфы на носитель осуществляется или за счет модуляции уже сформированных гармонических колебаний, или методом управления параметрами генератора в процессе его работы.
Аналогичным образом можно создавать модуляцию хаотического сигнала. Но способности тут существенно обширнее. Гармонические сигналы имеют всего три управляемые свойства (амплитуда, фаза и частота). В случае хаотических колебаний даже маленькие варианты в значении параметра 1-го из частей источника хаоса приводят к изменениям нрава колебаний, которые могут быть накрепко зафиксированы устройствами. Это значит, что у источников хаоса с изменяемыми параметрами частей потенциально имеется большой набор схем ввода информационного сигнала в хаотический носитель (схем модуляции). Не считая того, хаос принципно обладает широким диапазоном частот, другими словами, относится к широкополосным сигналам, энтузиазм к которым в радиотехнике обычно связан с их большей информационной емкостью по сопоставлению с узкополосными колебаниями. Широкая полоса частот несущей позволяет прирастить скорость передачи инфы, также повысить устойчивость системы к возмущающим факторам.
Широкополосные и сверхширокополосные системы связи, основанные на хаосе, имеют потенциальные достоинства перед классическими системами с широким диапазоном по таким определяющим характеристикам, как простота аппаратной реализации, энергетическая эффективность и скорость передачи инфы. Хаотические сигналы могут также служить для маскировки передаваемой по системе связи инфы без использования расширения диапазона, другими словами при совпадении полосы частот информационного и передаваемого сигналов.
Совокупность перечисленных причин стимулировала активные исследования хаотических коммуникационных систем. В текущее время уже предложено несколько подходов к расширению диапазона информационных сигналов, построению обычных по архитектуре передатчиков и приемников.
Одна из последних мыслях в этом направлении — так именуемые прямохаотические схемы связи. В прямохаотической схеме связи информация вводится в хаотический сигнал, генерируемый конкретно в радио- либо СВЧ-диапазоне длин волн. Информацию вводят или методом модуляции характеристик передатчика, или за счет ее наложения на хаотический носитель уже после его генерации. Соответственно, извлечение информационного сигнала из хаотического также производят в области больших либо сверхвысоких частот. Оценки демонстрируют, что широкополосные и сверхширокополосные прямохаотические системы связи способны обеспечить скорости передачи инфы от 10-ов мбит за секунду до нескольких гигабит за секунду. В Институте радиотехники и электроники Русской академии уже проведены опыты по прямохаотической передаче инфы со скоростью до 70 Мбит/сек.
Перспективы использования хаоса в компьютерных сетях
В коммуникационных схемах хаос может употребляться как носитель инфы, как динамический процесс, обеспечивающий преобразование инфы к новенькому виду, и, в конце концов, как композиция того и другого. Устройство, модифицирующее при помощи хаоса сигнал в передатчике из 1-го вида в другой, именуется хаотическим кодером. С его помощью можно изменять информацию таким образом, что она окажется труднодоступной постороннему наблюдающему, но в то же время будет просто возвращена к начальному виду специальной динамической системой — хаотическим декодером, находящимся на приемной стороне коммуникационной системы.
В каких процессах может употребляться хаотическое кодирование?
Во-1-х, с его помощью можно принципно заново организовать общее информационное место, создавая в нем огромные открытые группы юзеров — подпространства. В рамках каждой группы вводится собственный «язык» общения — единые для всех участников правила, протоколы и другие признаки данной «информационной подкультуры». Для желающих освоить этот «язык» и стать членом общества имеются относительно обыкновенные средства доступа. В то же время для посторониих наблюдателей роль в схожем обмене будет затруднено. Таким макаром, хаотическое кодирование может служить средством структуризации «народонаселения» общего информационного места.
Во-2-х, схожим же образом можно организовать многопользовательский доступ к инфы. Наличие глобальной сети Веб и магистральных информационных потоков (Highways) подразумевает существование общих протоколов, обеспечивающих прохождение инфы по единым каналам. Но в рамках определенных групп участников (к примеру, в рамках корпоративных сетей) существует острая необходимость доставки инфы определенным потребителям, без разрешения доступа «чужим» участникам. Способы хаотического кодировки являются комфортным средством организации таких виртуальных корпоративных сетей. Не считая того, они могут употребляться и конкретно для обеспечения определенного уровня конфиденциальности инфы, переходя в область классической криптографии.
В конце концов, еще одна функция хаотического кодировки очень животрепещуща в связи с развитием электрической коммерции и обострением трудности прав автора в Вебе. В особенности это касается реализации через сеть мультимедийных продуктов (музыки, видео, цифровой фото и др.). На базе детерминированного хаоса можно обеспечить таковой метод защиты прав автора и прав на умственную собственность, как понижение свойства информационного продукта при общем доступе. К примеру, музыкальные треки, закодированные при помощи хаоса, будут распространяться в сети без каких-то ограничений, так что каждый юзер сумеет пользоваться ими. Но при прослушивании без специального декодера качество звука будет низким. В чем смысл такового подхода? Распространяемая информация остается открытой и не подпадает под ограничения, накладываемые применением криптографических способов защиты. Не считая того, будущий покупатель имеет возможность ознакомиться с продуктом, а уже позже решить, стоит получать его высококачественную версию.
Необходимо подчеркнуть, что перечисленные выше функции хаотического кодировки далековато не исчерпывают потенциальные способности его внедрения в современных информационных разработках. В процессе предстоящего исследования и развития этой проблематики, по всей видимости, могут открыться новые грани и многообещающие области использования.
Таким образом, внедрение динамического хаоса и фракталов в информационных разработках не экзотика, как могло показаться еще пару лет вспять, а естественный путь для разработки новых подходов к созданию систем, отлично работающих в изменчивой окружающей среде.
