Komunikace, která probíhá v našem každodenním životě, má podobu signálů. Tyto signály, například zvukové signály, mají obecně analogovou povahu. Když je třeba navázat komunikaci na velkou vzdálenost, pak se analogové signály posílají po vedení, přičemž se pro efektivní přenos používají různé techniky.

Nutnost digitalizace

Konvenční metody komunikace používají pro komunikaci na velké vzdálenosti analogové signály, které trpí mnoha ztrátami, jako je zkreslení, rušení a další ztráty včetně narušení bezpečnosti.

Pro překonání těchto problémů se signály digitalizují pomocí různých technik. Digitalizované signály umožňují čistší a přesnější komunikaci bez ztrát.

Následující obrázek ukazuje rozdíl mezi analogovými a digitálními signály. Digitální signály se skládají z jedniček a nul, které označují vysoké, resp. nízké hodnoty.

Výhody digitální komunikace

Jelikož jsou signály digitalizovány, má digitální komunikace oproti analogové mnoho výhod, například –

• Vliv zkreslení, šumu a rušení je u digitálních signálů mnohem menší, protože jsou méně ovlivněny.

• Digitální obvody jsou spolehlivější.

• Digitální obvody se snadno navrhují a jsou levnější než analogové obvody.

• Hardwarová realizace v číslicových obvodech, je flexibilnější než analogová.

• Výskyt křížových přeslechů je v číslicové komunikaci velmi vzácný.

• Signál je nezměněný, protože impuls potřebuje ke změně svých vlastností velké rušení, což je velmi obtížné.

• Pro zachování utajení informace se v digitálních obvodech používají funkce zpracování signálu, jako je šifrování a komprese.

• Pravděpodobnost výskytu chyby se snižuje použitím kódů pro detekci a opravu chyb.

• Pro zamezení rušení signálu se používá technika rozprostřeného spektra.

• Slučování digitálních signálů pomocí multiplexování s časovým dělením (TDM) je jednodušší než slučování analogových signálů pomocí multiplexování s frekvenčním dělením (FDM).

• Proces konfigurace digitálních signálů je jednodušší než u analogových signálů.

• Digitální signály lze ukládat a načítat pohodlněji než analogové signály.

• Mnoho digitálních obvodů má téměř společné techniky kódování, a proto lze podobná zařízení použít pro řadu účelů.

• Kapacita kanálu je u digitálních signálů efektivně využita.

Elementy digitální komunikace

Elementy, které tvoří digitální komunikační systém, znázorňuje pro snadnější pochopení následující blokové schéma.

Následují části digitálního komunikačního systému.

Zdroj

Zdrojem může být analogový signál. Příkladem může být např: Zvukový signál

Vstupní převodník

Jedná se o převodník, který přijímá fyzický vstup a převádí jej na elektrický signál (Příklad: mikrofon). Tento blok se také skládá z analogově-digitálního převodníku, kde je pro další procesy potřeba digitální signál.

Digitální signál je obecně reprezentován binární posloupností.

Zdrojový kodér

Zdrojový kodér komprimuje data na minimální počet bitů. Tento proces pomáhá efektivně využívat šířku pásma. Odstraňuje redundantní bity (zbytečné nadbytečné bity, tj. nuly).

Kanálový kodér

Kanálový kodér, provádí kódování pro opravu chyb. Během přenosu signálu může dojít vlivem šumu v kanálu ke změně signálu, a proto, aby se tomu zabránilo, přidává kanálový kodér k přenášeným datům některé nadbytečné bity. To jsou bity pro opravu chyb.

Digitální modulátor

Přenášený signál je zde modulován nosnou. Signál se také převádí z digitální posloupnosti na analogovou, aby mohl projít kanálem nebo médiem.

Kanál

Kanál nebo médium umožňuje přenos analogového signálu z konce vysílače na konec přijímače.

Digitální demodulátor

Je to první krok na konci přijímače. Přijatý signál je demodulován a také opět převeden z analogového na digitální. Signál se zde rekonstruuje.

Kanálový dekodér

Kanálový dekodér po detekci sekvence provádí některé opravy chyb. Zkreslení, která mohou vzniknout při přenosu, se opraví přidáním některých redundantních bitů. Toto přidání bitů pomáhá při úplném obnovení původního signálu.

Dekodér zdroje

Výsledný signál se opět digitalizuje vzorkováním a kvantizováním, takže se získá čistý digitální výstup bez ztráty informace. Zdrojový dekodér znovu vytváří zdrojový výstup.

Výstupní převodník

Jedná se o poslední blok, který převádí signál do původní fyzické podoby, která byla na vstupu převodníku. Převádí elektrický signál na fyzický výstup (Příklad: hlasitý reproduktor).

Výstupní signál

Jedná se o výstup, který vznikne po celém procesu. Příklad – přijatý zvukový signál.

Tato jednotka se zabývala úvodem, digitalizací signálů, výhodami a prvky digitální komunikace. V dalších kapitolách se podrobně seznámíme s pojmy digitální komunikace.

.