Comunicarea care are loc în viața noastră de zi cu zi se face sub formă de semnale. Aceste semnale, cum ar fi semnalele sonore, în general, sunt de natură analogică. Atunci când comunicarea trebuie să fie stabilită la distanță, atunci semnalele analogice sunt trimise prin cablu, folosind diferite tehnici pentru o transmisie eficientă.

Necesitatea digitalizării

Metodele convenționale de comunicare foloseau semnale analogice pentru comunicațiile pe distanțe lungi, care suferă de multe pierderi, cum ar fi distorsiuni, interferențe și alte pierderi, inclusiv încălcarea securității.

Pentru a depăși aceste probleme, semnalele sunt digitalizate folosind diferite tehnici. Semnalele digitizate permit comunicarea să fie mai clară și mai precisă, fără pierderi.

Figura următoare indică diferența dintre semnalele analogice și cele digitale. Semnalele digitale constau din 1s și 0s care indică valori înalte și, respectiv, joase.

Vantajele comunicării digitale

Pe măsură ce semnalele sunt digitalizate, există multe avantaje ale comunicării digitale față de comunicarea analogică, cum ar fi –

• Efectul de distorsiune, zgomot și interferență este mult mai mic în cazul semnalelor digitale, deoarece acestea sunt mai puțin afectate.

• Circuitele digitale sunt mai fiabile.

• Circuitele digitale sunt ușor de proiectat și mai ieftine decât cele analogice.

• Implementarea hardware în circuitele digitale, este mai flexibilă decât în cele analogice.

• Întâlnirea de interferențe încrucișate este foarte rară în comunicațiile digitale.

• Semnalul este nealterat, deoarece impulsul are nevoie de o perturbație mare pentru a-i modifica proprietățile, ceea ce este foarte dificil.

• Funcțiile de prelucrare a semnalului, cum ar fi criptarea și compresia, sunt utilizate în circuitele digitale pentru a menține secretul informației.

• Probabilitatea de apariție a erorilor este redusă prin utilizarea codurilor de detectare a erorilor și de corectare a erorilor.

• Tehnica de spectru împrăștiat este utilizată pentru a evita bruiajul semnalelor.

• Combinarea semnalelor digitale utilizând Multiplexarea prin diviziune în timp (TDM) este mai ușoară decât combinarea semnalelor analogice utilizând Multiplexarea prin diviziune în frecvență (FDM).

• Procesul de configurare a semnalelor digitale este mai ușor decât cel al semnalelor analogice.

• Semnalele digitale pot fi salvate și recuperate mai convenabil decât cele analogice.

• Multe dintre circuitele digitale au tehnici de codificare aproape comune și, prin urmare, dispozitive similare pot fi utilizate pentru o serie de scopuri.

• Capacitatea canalului este utilizată în mod eficient de semnalele digitale.

Elemente ale comunicațiilor digitale

Elementele care formează un sistem de comunicații digitale sunt reprezentate de următoarea schemă bloc pentru a facilita înțelegerea.

În continuare sunt prezentate secțiunile sistemului de comunicații digitale.

Sursa

Sursa poate fi un semnal analogic. Exemplu: Un semnal sonor

Transductor de intrare

Este un traductor care preia o intrare fizică și o transformă într-un semnal electric (Exemplu: microfon). Acest bloc constă, de asemenea, dintr-un convertor analog/digital în cazul în care este necesar un semnal digital pentru procese ulterioare.

Un semnal digital este reprezentat, în general, printr-o secvență binară.

Codificator sursă

Codificatorul sursă comprimă datele într-un număr minim de biți. Acest proces ajută la utilizarea eficientă a lățimii de bandă. Acesta elimină biții redundanți (biții în exces inutili, adică zerourile).

Codificator de canal

Codificatorul de canal, realizează codificarea pentru corecția erorilor. În timpul transmiterii semnalului, din cauza zgomotului din canal, semnalul poate fi alterat și, prin urmare, pentru a evita acest lucru, codificatorul de canal adaugă câțiva biți redundanți la datele transmise. Aceștia sunt biții de corectare a erorilor.

Modulator digital

Semnalul care urmează să fie transmis este modulat aici de o purtătoare. Semnalul este, de asemenea, convertit în analogic din secvența digitală, pentru a-l face să călătorească prin canal sau mediu.

Canal

Canalul sau un mediu, permite semnalului analogic să se transmită de la capătul emițătorului la capătul receptorului.

Demodulator digital

Aceasta este prima etapă la capătul receptorului. Semnalul recepționat este demodulat, precum și convertit din nou din analogic în digital. Semnalul este reconstruit aici.

Decodificator de canal

Decodificatorul de canal, după ce detectează secvența, face unele corecții de eroare. Distorsiunile care ar putea apărea în timpul transmisiei, sunt corectate prin adăugarea unor biți redundanți. Această adăugare de biți ajută la recuperarea completă a semnalului original.

Decodificator sursă

Semnalul rezultat este din nou digitizat prin eșantionare și cuantificare, astfel încât se obține o ieșire digitală pură, fără pierderi de informații. Decodificatorul de sursă recreează ieșirea sursei.

Transductor de ieșire

Este ultimul bloc care convertește semnalul în forma fizică originală, care a fost la intrarea emițătorului. Acesta transformă semnalul electric în ieșire fizică (Exemplu: difuzor puternic).

Semnal de ieșire

Aceasta este ieșirea care este produsă după întregul proces. Exemplu – Semnalul sonor recepționat.

În această unitate s-au abordat introducerea, digitizarea semnalelor, avantajele și elementele comunicațiilor digitale. În capitolele următoare, vom învăța despre conceptele comunicațiilor digitale, în detaliu.

.