A mindennapi életünkben előforduló kommunikáció jelek formájában történik. Ezek a jelek, mint például a hangjelzések, általában analóg jellegűek. Amikor a kommunikációt nagy távolságon keresztül kell létrehozni, akkor az analóg jeleket vezetéken keresztül küldik, különböző technikákat használva a hatékony átvitelhez.

A digitalizálás szükségessége

A hagyományos kommunikációs módszerek analóg jeleket használtak a nagy távolsági kommunikációhoz, amelyek számos veszteséggel járnak, mint például torzítás, interferencia és egyéb veszteségek, beleértve a biztonság megsértését.

Az említett problémák leküzdése érdekében a jeleket különböző technikákkal digitalizálják. A digitalizált jelek lehetővé teszik, hogy a kommunikáció veszteségek nélkül tisztább és pontosabb legyen.

A következő ábra az analóg és a digitális jelek közötti különbséget mutatja. A digitális jelek 1-ekből és 0-kból állnak, amelyek a magas és alacsony értékeket jelzik.

A digitális kommunikáció előnyei

Mivel a jeleket digitalizálják, a digitális kommunikációnak számos előnye van az analóg kommunikációval szemben, például –

• A digitális jeleknél sokkal kisebb a torzítás, a zaj és az interferencia hatása, mivel kevésbé befolyásolják azokat.

• A digitális áramkörök megbízhatóbbak.

• A digitális áramkörök könnyen tervezhetők és olcsóbbak, mint az analóg áramkörök.

• A digitális áramkörök hardveres megvalósítása, rugalmasabb, mint az analóg.

• A digitális kommunikációban nagyon ritka a keresztbeszélgetés előfordulása.

• A jel változatlan, mivel az impulzus tulajdonságainak megváltoztatásához nagy zavar kell, ami nagyon nehéz.

• A digitális áramkörökben olyan jelfeldolgozási funkciókat alkalmaznak, mint a titkosítás és a tömörítés az információ titkosságának megőrzése érdekében.

• A hiba előfordulásának valószínűségét hibadetektáló és hibajavító kódok alkalmazásával csökkentik.

• A jelzavarás elkerülésére szórt spektrumú technikát alkalmaznak.

• A digitális jelek kombinálása időosztásos multiplexeléssel (TDM) egyszerűbb, mint az analóg jelek kombinálása frekvenciaosztásos multiplexeléssel (FDM).

• A digitális jelek konfigurálási folyamata egyszerűbb, mint az analóg jeleké.

• A digitális jeleket kényelmesebben lehet elmenteni és visszakeresni, mint az analóg jeleket.

• A digitális áramkörök közül soknak szinte közös a kódolási technikája, ezért hasonló eszközök számos célra használhatók.

• A csatorna kapacitását a digitális jelek hatékonyan kihasználják.

A digitális kommunikáció elemei

A digitális kommunikációs rendszert alkotó elemeket a könnyebb megértés érdekében az alábbi blokkdiagrammal ábrázoljuk.

A következőkben a digitális kommunikációs rendszer szakaszai következnek.

Forrás

A forrás lehet analóg jel. Példa: Hangjel

Bemeneti átalakító

Ez egy olyan átalakító, amely egy fizikai bemenetet vesz fel és alakítja át elektromos jellé (Példa: mikrofon). Ez a blokk egy analóg-digitális átalakítóból is áll, ahol a további folyamatokhoz digitális jelre van szükség.

A digitális jelet általában bináris szekvenciával ábrázolják.

Forráskódoló

A forráskódoló az adatokat minimális számú bitbe tömöríti. Ez a folyamat segít a sávszélesség hatékony kihasználásában. Eltávolítja a redundáns biteket (a felesleges felesleges biteket, azaz a nullákat).

Csatorna kódoló

A csatorna kódoló, elvégzi a kódolást a hibajavítás érdekében. A jel átvitele során a csatorna zaja miatt a jel megváltozhat, ezért ennek elkerülése érdekében a csatornakódoló néhány felesleges bitet ad az átvitt adathoz. Ezek a hibajavító bitek.

Digitális modulátor

A továbbítandó jelet itt egy vivőjel modulálja. A jelet a digitális szekvenciából szintén analóggá alakítják, hogy a csatornán vagy a közegen keresztül haladjon.

Csatorna

A csatorna vagy a közeg, lehetővé teszi az analóg jel továbbítását az adó végéről a vevő végére.

Digitális demodulátor

Ez az első lépés a vevő végén. A fogadott jelet demodulálják, valamint újra átalakítják analógról digitálisra. A jelet itt rekonstruálják.

Csatorna dekóder

A csatorna dekóder a szekvencia felismerése után hibajavításokat végez. Az átvitel során esetlegesen fellépő torzulásokat néhány redundáns bit hozzáadásával korrigálja. Ez a bitek hozzáadása segít az eredeti jel teljes helyreállításában.

Source Decoder

A kapott jelet ismét digitalizálják mintavételezéssel és kvantálással, hogy tiszta digitális kimenetet kapjunk információveszteség nélkül. A forrásdekóder újra létrehozza a forráskimenetet.

Kimeneti átalakító

Ez az utolsó blokk, amely a jelet abba az eredeti fizikai formába alakítja át, amely az adó bemenetén volt. Az elektromos jelet fizikai kimenetté alakítja át (Példa: hangszóró).

Kimeneti jel

Ez az a kimenet, amely az egész folyamat után keletkezik. Példa – A kapott hangjel.

Ez az egység a bevezetéssel, a jelek digitalizálásával, a digitális kommunikáció előnyeivel és elemeivel foglalkozott. A következő fejezetekben részletesen megismerkedünk a digitális kommunikáció fogalmaival.