La comunicazione che avviene nella nostra vita quotidiana è sotto forma di segnali. Questi segnali, come i segnali sonori, generalmente, sono di natura analogica. Quando la comunicazione deve essere stabilita su una distanza, allora i segnali analogici sono inviati attraverso il filo, utilizzando diverse tecniche per una trasmissione efficace.

La necessità della digitalizzazione

I metodi convenzionali di comunicazione hanno usato segnali analogici per le comunicazioni a lunga distanza, che soffrono di molte perdite come la distorsione, l’interferenza, e altre perdite tra cui la violazione della sicurezza.

Al fine di superare questi problemi, i segnali vengono digitalizzati utilizzando diverse tecniche. I segnali digitalizzati permettono alla comunicazione di essere più chiara e precisa senza perdite.

La figura seguente indica la differenza tra segnali analogici e digitali. I segnali digitali consistono di 1 e 0 che indicano rispettivamente valori alti e bassi.

Svantaggi della comunicazione digitale

Come i segnali sono digitalizzati, ci sono molti vantaggi della comunicazione digitale rispetto a quella analogica, come –

• L’effetto di distorsione, rumore e interferenza è molto minore nei segnali digitali perché sono meno influenzati.

• I circuiti digitali sono più affidabili.

• I circuiti digitali sono facili da progettare e più economici dei circuiti analogici.

• L’implementazione dell’hardware nei circuiti digitali, è più flessibile di quella analogica.

• Il verificarsi di cross-talk è molto raro nella comunicazione digitale.

• Il segnale è inalterato poiché l’impulso ha bisogno di un disturbo elevato per alterare le sue proprietà, il che è molto difficile.

• Le funzioni di elaborazione del segnale come la crittografia e la compressione sono impiegate nei circuiti digitali per mantenere la segretezza delle informazioni.

• La probabilità di errore è ridotta impiegando codici di rilevamento e correzione degli errori.

• La tecnica dello spettro diffuso è usata per evitare il disturbo del segnale.

• Combinare segnali digitali usando il Time Division Multiplexing (TDM) è più facile che combinare segnali analogici usando il Frequency Division Multiplexing (FDM).

• Il processo di configurazione dei segnali digitali è più facile dei segnali analogici.

• I segnali digitali possono essere salvati e recuperati più comodamente dei segnali analogici.

• Molti dei circuiti digitali hanno tecniche di codifica quasi comuni e quindi dispositivi simili possono essere usati per una serie di scopi.

• La capacità del canale è efficacemente utilizzata dai segnali digitali.

Elementi della comunicazione digitale

Gli elementi che formano un sistema di comunicazione digitale sono rappresentati dal seguente schema a blocchi per facilitare la comprensione.

Seguono le sezioni del sistema di comunicazione digitale.

Fonte

La sorgente può essere un segnale analogico. Esempio: Un segnale sonoro

Trasduttore di ingresso

Questo è un trasduttore che prende un ingresso fisico e lo converte in un segnale elettrico (Esempio: microfono). Questo blocco consiste anche in un convertitore analogico-digitale dove un segnale digitale è necessario per ulteriori processi.

Un segnale digitale è generalmente rappresentato da una sequenza binaria.

Codificatore sorgente

Il codificatore sorgente comprime i dati in un numero minimo di bit. Questo processo aiuta a utilizzare efficacemente la larghezza di banda. Rimuove i bit ridondanti (bit in eccesso non necessari, cioè gli zeri).

Codificatore di canale

Il codificatore di canale fa la codifica per la correzione degli errori. Durante la trasmissione del segnale, a causa del rumore nel canale, il segnale può essere alterato e quindi per evitare questo, il codificatore di canale aggiunge alcuni bit ridondanti ai dati trasmessi. Questi sono i bit di correzione degli errori.

Modulatore digitale

Il segnale da trasmettere è modulato qui da una portante. Il segnale viene anche convertito in analogico dalla sequenza digitale, per farlo viaggiare attraverso il canale o il mezzo.

Canale

Il canale o un mezzo, permette al segnale analogico di trasmettere dall’estremità del trasmettitore all’estremità del ricevitore.

Demodulatore digitale

Questo è il primo passo all’estremità del ricevitore. Il segnale ricevuto è demodulato e convertito di nuovo da analogico a digitale. Il segnale viene ricostruito qui.

Decodificatore di canale

Il decodificatore di canale, dopo aver rilevato la sequenza, fa alcune correzioni di errore. Le distorsioni che potrebbero verificarsi durante la trasmissione, sono corrette aggiungendo alcuni bit ridondanti. Questa aggiunta di bit aiuta nel recupero completo del segnale originale.

Decoder sorgente

Il segnale risultante viene nuovamente digitalizzato tramite campionamento e quantizzazione in modo da ottenere un’uscita digitale pura senza perdita di informazioni. Il decodificatore di sorgente ricrea l’uscita della sorgente.

Trasduttore di uscita

Questo è l’ultimo blocco che converte il segnale nella forma fisica originale, che era all’ingresso del trasmettitore. Converte il segnale elettrico in output fisico (Esempio: altoparlante).

Segnale di uscita

Questo è l’output che viene prodotto dopo l’intero processo. Esempio – Il segnale sonoro ricevuto.

Questa unità ha trattato l’introduzione, la digitalizzazione dei segnali, i vantaggi e gli elementi delle comunicazioni digitali. Nei prossimi capitoli, impareremo i concetti delle comunicazioni digitali, in dettaglio.