De communicatie die in ons dagelijks leven plaatsvindt, vindt plaats in de vorm van signalen. Deze signalen, zoals geluidssignalen, zijn over het algemeen analoog van aard. Wanneer de communicatie over een afstand tot stand moet worden gebracht, dan worden de analoge signalen door draden gezonden, waarbij verschillende technieken worden gebruikt voor een doeltreffende transmissie.

De noodzaak van digitalisering

De conventionele methoden van communicatie maakten gebruik van analoge signalen voor communicatie over lange afstand, die te lijden hebben onder veel verliezen zoals vervorming, interferentie en andere verliezen, waaronder inbreuk op de veiligheid.

Om deze problemen te overwinnen, worden de signalen gedigitaliseerd met behulp van verschillende technieken. De gedigitaliseerde signalen maken de communicatie duidelijker en nauwkeuriger zonder verliezen.

De volgende figuur geeft het verschil aan tussen analoge en digitale signalen. De digitale signalen bestaan uit 1’s en 0’s die respectievelijk hoge en lage waarden aangeven.

Voordelen van digitale communicatie

Naarmate de signalen worden gedigitaliseerd, zijn er veel voordelen van digitale communicatie ten opzichte van analoge communicatie, zoals –

• Het effect van vervorming, ruis en interferentie is veel minder bij digitale signalen, omdat ze minder worden beïnvloed.

• Digitale schakelingen zijn betrouwbaarder.

• Digitale schakelingen zijn eenvoudig te ontwerpen en goedkoper dan analoge schakelingen.

• De hardware-implementatie in digitale schakelingen, is flexibeler dan analoge.

• Het optreden van overspraak is zeer zeldzaam in digitale communicatie.

• Het signaal is onveranderd omdat de puls een hoge verstoring nodig heeft om de eigenschappen te veranderen, hetgeen zeer moeilijk is.

• Signaalbewerkingsfuncties zoals codering en compressie worden in digitale schakelingen gebruikt om de geheimhouding van de informatie te waarborgen.

• De kans op het optreden van fouten wordt verminderd door het gebruik van codes voor foutdetectie en foutcorrectie.

• Spreadspectrumtechniek wordt gebruikt om signaalstoring te voorkomen.

• Het combineren van digitale signalen met behulp van Time Division Multiplexing (TDM) is eenvoudiger dan het combineren van analoge signalen met behulp van Frequency Division Multiplexing (FDM).

• Het configuratieproces van digitale signalen is eenvoudiger dan dat van analoge signalen.

• Digitale signalen kunnen handiger worden opgeslagen en opgehaald dan analoge signalen.

• Veel digitale schakelingen hebben vrijwel dezelfde coderingstechnieken en daarom kunnen soortgelijke apparaten voor een aantal doeleinden worden gebruikt.

• De capaciteit van het kanaal wordt effectief benut door digitale signalen.

Elementen van digitale communicatie

De elementen die een digitaal communicatiesysteem vormen, worden voor het gemak van begrip weergegeven door het volgende blokschema.

Volgende zijn de secties van het digitale communicatiesysteem.

Bron

De bron kan een analoog signaal zijn. Voorbeeld: Een Geluidssignaal

Input Transducer

Dit is een transducer die een fysieke input neemt en omzet in een elektrisch signaal (Voorbeeld: microfoon). Dit blok bestaat ook uit een analoog naar digitaal omzetter waar een digitaal signaal nodig is voor verdere processen.

Een digitaal signaal wordt over het algemeen weergegeven door een binaire reeks.

Bron Encoder

De bron encoder comprimeert de gegevens in een minimaal aantal bits. Dit proces helpt bij het effectief gebruik van de bandbreedte. Het verwijdert de overbodige bits (onnodige overtollige bits, d.w.z. nullen).

Kanaalencoder

De kanaalencoder, doet de codering voor foutcorrectie. Tijdens de transmissie van het signaal, wegens de ruis in het kanaal, kan het signaal worden veranderd en vandaar om dit te vermijden, voegt de kanaalencoder sommige overtollige bits aan de overgebrachte gegevens toe. Dit zijn de foutcorrigerende bits.

Digitale Modulator

Het uit te zenden signaal wordt hier gemoduleerd door een draaggolf. Het signaal wordt ook omgezet in analoog van de digitale reeks, om het door het kanaal of medium te laten reizen.

Kanaal

Het kanaal of een medium, staat het analoge signaal toe om van de zenderkant naar de ontvangereindkant te verzenden.

Digitale Demodulator

Dit is de eerste stap aan de ontvangereindkant. Het ontvangen signaal wordt gedemoduleerd en weer omgezet van analoog naar digitaal. Het signaal wordt hier gereconstrueerd.

Kanaaldecoder

De kanaaldecoder voert, na het detecteren van de sequentie, een aantal foutcorrecties uit. De vervormingen die tijdens de transmissie kunnen optreden, worden gecorrigeerd door enkele overbodige bits toe te voegen. Deze toevoeging van bits helpt bij het volledige herstel van het oorspronkelijke signaal.

Bron Decoder

Het resulterende signaal wordt opnieuw gedigitaliseerd door bemonstering en kwantisering, zodat de zuivere digitale uitgang wordt verkregen zonder verlies van informatie. De brondecoder herschept de bronoutput.

Output Transducer

Dit is het laatste blok dat het signaal omzet in de oorspronkelijke fysieke vorm, die zich aan de ingang van de zender bevond. Het zet het elektrische signaal om in een fysieke output (voorbeeld: luidspreker).

Output Signal

Dit is de output die na het hele proces wordt geproduceerd. Voorbeeld – het ontvangen geluidssignaal.

Deze eenheid heeft de inleiding, de digitalisering van signalen, de voordelen en de elementen van digitale communicatie behandeld. In de komende hoofdstukken zullen we de concepten van Digitale communicatie, in detail leren kennen.