Telekomunikācijas, zinātne un prakse informācijas pārraidei ar elektromagnētiskiem līdzekļiem. Mūsdienu telekomunikāciju centri risina problēmas, kas saistītas ar liela apjoma informācijas pārsūtīšanu lielos attālumos, neradot zaudējumus trokšņa un traucējumu dēļ. Mūsdienu digitālās telekomunikāciju sistēmas pamatkomponentiem jāspēj pārraidīt balss, datu, radio un televīzijas signālus. Digitālā pārraide tiek izmantota, lai sasniegtu augstu uzticamību un tāpēc, ka ciparu komutācijas sistēmu izmaksas ir daudz zemākas nekā analogo sistēmu izmaksas. Tomēr, lai izmantotu digitālo pārraidi, analogie signāli, kas veido lielāko daļu balss, radio un televīzijas komunikāciju, jāpakļauj analogo-digitālo pārveidošanai. (Datu pārraidei šis solis tiek apiets, jo signāli jau ir digitālā formā; tomēr lielākajā daļā televīzijas, radio un balss sakaru tiek izmantota analogā sistēma, un tie ir jāpārveido ciparu formātā.) Daudzos gadījumos digitalizētais signāls tiek nodots caur avotu. kodētāju, kas izmanto vairākas formulas, lai samazinātu lieks bināro informāciju. Pēc avota kodēšanas digitalizēto signālu apstrādā kanāla kodētājā, kas ievada lieku informāciju, kas ļauj atklāt un labot kļūdas. Kodētais signāls ir izveidots piemērots pārraidīšanai, modulējot uz nesējviļņa, un to var padarīt par daļu no lielāka signāla procesā, kas pazīstams kā multipleksēšana. Pēc tam multipleksētais signāls tiek nosūtīts daudzpiekļuves pārraides kanālā. Pēc pārsūtīšanas iepriekšminētais process tiek mainīts saņēmēja galā, un informācija tiek iegūta.
Šajā rakstā aprakstītas iepriekš aprakstītās digitālās telekomunikāciju sistēmas sastāvdaļas. Lai iegūtu sīkāku informāciju par konkrētām lietojumprogrammām, kas izmanto telekomunikāciju sistēmas, skatiet rakstus pa tālruni, telegrāfu, faksu, radio un televīziju. Pārraide pa elektrisko vadu, radioviļņu un optisko šķiedru tiek apskatīta telekomunikāciju medijos. Pārskatu par informācijas pārraidei izmantoto tīklu veidiem sk. Telekomunikāciju tīklā.
Analogā-digitālā konvertēšana
Pārraidot runas, audio vai video informāciju, objektam ir liela ticamība, tas ir, vislabākā iespējamā oriģinālā ziņojuma reproducēšana bez signāla kropļojumu un trokšņa radītiem pasliktinājumiem. Salīdzinoši bez trokšņiem un bez traucējumiem telekomunikāciju pamatā ir binārais signāls. Visu veidu vienkāršākais signāls, ko var izmantot ziņojumu pārsūtīšanai, binārais signāls sastāv tikai no divām iespējamām vērtībām. Šīs vērtības attēlo ar bināriem cipariem vai bitiem 1 un 0. Ja vien pārraides laikā uzņemtais troksnis un kropļojumi nav pietiekami lieli, lai mainītu bināro signālu no vienas vērtības uz otru, uztvērējs var noteikt pareizo vērtību, lai var rasties nevainojama uztveršana.
Ja pārsūtāmā informācija jau ir binārā formā (tāpat kā datu komunikācijā), signālam nav jābūt ciparu kodētam. Bet parastie balss sakari, kas notiek pa tālruni, nav binārā formā; liela daļa informācijas nav savākta pārraidīšanai no kosmosa zondes, ne arī televīzijas vai radiosignāli tiek savākti pārraidīšanai caur satelīta saiti. Par šādiem signāliem, kas pastāvīgi mainās dažādu vērtību diapazonā, tiek uzskatīts, ka tie ir analogi, un digitālo sakaru sistēmās analogie signāli jāpārveido digitālā formā. Šī signāla pārveidošanas procesu sauc par analogā-digitālā (A / D) pārveidi.
Paraugu ņemšana
Analogā-digitālā konversija sākas ar paraugu ņemšanu vai analogās viļņu formas amplitūdas mērīšanu ar vienādām atstatuma laika momentiem. Fakts, ka šī viļņa attēlošanai var izmantot pastāvīgi mainīga viļņa paraugus, balstās uz pieņēmumu, ka viļņa variācijas ātrums ir ierobežots. Tā kā sakaru signāls patiesībā ir sarežģīts vilnis - būtībā vairāku komponentu sinusoidālo viļņu summa, kuriem visiem ir savas precīzās amplitūdas un fāzes -, kompleksa viļņa variācijas ātrumu var izmērīt ar visu svārstību frekvencēm. tā sastāvdaļas. Atšķirība starp signālu veidojošo sinusoidālo viļņu maksimālo svārstību ātrumu (vai augstāko frekvenci) un minimālo svārstību ātrumu (vai zemāko frekvenci) sauc par signāla joslas platumu (B). Joslas platums tādējādi apzīmē signāla maksimālo frekvenču diapazonu. Balss signāla gadījumā ar minimālo frekvenci 300 Hz un maksimālo frekvenci 3 300 Hz, joslas platums ir 3000 Hz vai 3 kiloherci. Audio signāli parasti aizņem apmēram 20 kiloherci joslas platuma, un standarta video signāli aizņem apmēram 6 miljonus hercu vai 6 megahercus.
Joslas platuma jēdziens ir centrālais elements visā telekomunikācijā. Veicot pārveidi no analogā uz ciparu, pastāv pamata teorēma, ka analogo signālu var unikāli attēlot ar diskrētiem paraugiem, kas izvietoti ne vairāk kā viens virs divkāršas joslas platuma (1 / 2B) attālumā viens no otra. Šo teorēmu parasti sauc par izlases teorēmu, un izlases intervālu (1 / 2B sekundes) sauc par Nyquist intervālu (pēc Zviedrijā dzimušā amerikāņu elektrotehniķa Harija Nyquista). Kā Nyquist intervāla piemērs, iepriekšējā telefona praksē joslas platums, parasti fiksēts 3000 hertz, tika ņemts vismaz ik pēc 1/6000 sekundes. Pašreizējā praksē sekundē tiek ņemti 8000 paraugi, lai palielinātu runas attēlojuma frekvences diapazonu un ticamību.
