Telekomunikacja, nauka i praktyka przekazywania informacji za pomocą środków elektromagnetycznych. Współczesna telekomunikacja koncentruje się na problemach związanych z przesyłaniem dużych ilości informacji na duże odległości bez niszczenia strat spowodowanych hałasem i zakłóceniami. Podstawowe elementy nowoczesnego cyfrowego systemu telekomunikacyjnego muszą być zdolne do przesyłania sygnałów głosowych, danych, radiowych i telewizyjnych. Transmisja cyfrowa jest stosowana w celu osiągnięcia wysokiej niezawodności i ponieważ koszt cyfrowych systemów przełączających jest znacznie niższy niż koszt systemów analogowych. Aby jednak korzystać z transmisji cyfrowej, sygnały analogowe, które składają się na większość komunikacji głosowej, radiowej i telewizyjnej, muszą zostać poddane procesowi konwersji analogowo-cyfrowej. (W transmisji danych krok ten jest pomijany, ponieważ sygnały są już w formie cyfrowej; większość komunikacji telewizyjnej, radiowej i głosowej korzysta jednak z systemu analogowego i musi zostać zdigitalizowana.) W wielu przypadkach zdigitalizowany sygnał jest przesyłany przez źródło koder, który wykorzystuje wiele formuł w celu zmniejszenia zbędnych informacji binarnych. Po kodowaniu źródłowym zdigitalizowany sygnał jest przetwarzany w koderze kanałowym, który wprowadza nadmiarowe informacje, które pozwalają wykryć i poprawić błędy. Zakodowany sygnał jest przystosowany do transmisji przez modulację na fali nośnej i może stać się częścią większego sygnału w procesie znanym jako multipleksowanie. Zmultipleksowany sygnał jest następnie wysyłany do kanału transmisji z wieloma dostępem. Po transmisji powyższy proces jest odwracany na końcu odbiorczym, a informacja jest wydobywana.
W tym artykule opisano elementy cyfrowego systemu telekomunikacyjnego, jak opisano powyżej. Szczegółowe informacje na temat konkretnych aplikacji wykorzystujących systemy telekomunikacyjne można znaleźć w artykułach telefon, telegraf, faks, radio i telewizja. Transmisja za pomocą drutu elektrycznego, fali radiowej i światłowodu jest omawiana w mediach telekomunikacyjnych. Aby zapoznać się z przeglądem rodzajów sieci wykorzystywanych do przesyłania informacji, zobacz sieć telekomunikacyjna.
Konwersja analogowo-cyfrowa
W transmisji mowy, dźwięku lub informacji wideo obiekt ma wysoką wierność - to znaczy najlepszą możliwą reprodukcję oryginalnej wiadomości bez pogorszenia narzuconego przez zniekształcenie sygnału i szum. Podstawą stosunkowo bezszumowej i pozbawionej zniekształceń telekomunikacji jest sygnał binarny. Najprostszy możliwy sygnał dowolnego rodzaju, który można wykorzystać do przesyłania wiadomości, sygnał binarny składa się tylko z dwóch możliwych wartości. Wartości te są reprezentowane przez cyfry binarne lub bity 1 i 0. O ile szumy i zniekształcenia wychwycone podczas transmisji nie są wystarczająco duże, aby zmienić sygnał binarny z jednej wartości na drugą, odbiornik może ustalić prawidłową wartość, aby może wystąpić doskonały odbiór.
Jeśli informacje, które mają zostać przesłane, są już w formie binarnej (jak w przypadku przesyłania danych), nie ma potrzeby cyfrowego kodowania sygnału. Ale zwykła komunikacja głosowa odbywająca się za pomocą telefonu nie ma formy binarnej; ani wiele informacji nie jest zbieranych do transmisji z sondy kosmicznej, ani sygnały telewizyjne ani radiowe nie są gromadzone do transmisji przez łącze satelitarne. Takie sygnały, które stale zmieniają się w zakresie wartości, uważa się za analogowe, aw systemach komunikacji cyfrowej sygnały analogowe muszą być przetwarzane na postać cyfrową. Proces konwersji sygnału nazywa się konwersją analogowo-cyfrową (A / D).
Próbowanie
Konwersja analogowo-cyfrowa rozpoczyna się od próbkowania lub pomiaru amplitudy fali analogowej w równomiernie rozmieszczonych dyskretnych momentach czasu. Fakt, że próbki stale zmieniającej się fali mogą być użyte do reprezentowania tej fali, opiera się na założeniu, że fala jest ograniczona w swoim tempie zmienności. Ponieważ sygnał komunikacyjny jest w rzeczywistości falą złożoną - zasadniczo sumą wielu składowych fal sinusoidalnych, z których każda ma swoje własne precyzyjne amplitudy i fazy - szybkość zmian fali zespolonej można zmierzyć na podstawie częstotliwości oscylacji wszystkich jego składniki. Różnica między maksymalną szybkością oscylacji (lub najwyższą częstotliwością) a minimalną prędkością oscylacji (lub najniższą częstotliwością) fal sinusoidalnych tworzących sygnał jest znana jako szerokość pasma (B) sygnału. Szerokość pasma reprezentuje zatem maksymalny zakres częstotliwości zajmowany przez sygnał. W przypadku sygnału głosowego o częstotliwości minimalnej 300 herców i maksymalnej częstotliwości 3300 herców, szerokość pasma wynosi 3000 herców lub 3 kiloherce. Sygnały audio zwykle zajmują około 20 kiloherców szerokości pasma, a standardowe sygnały wideo zajmują około 6 milionów herców, czyli 6 megaherców.
Pojęcie przepustowości ma kluczowe znaczenie dla całej telekomunikacji. W konwersji analogowo-cyfrowej istnieje fundamentalne twierdzenie, że sygnał analogowy może być jednoznacznie reprezentowany przez dyskretne próbki rozmieszczone w odległości nie większej niż jedna ponad dwa razy więcej niż szerokość pasma (1 / 2B). Twierdzenie to jest powszechnie nazywane twierdzeniem o próbkowaniu, a interwał próbkowania (1 / 2B sekund) jest określany jako interwał Nyquista (po urodzonym w Szwecji amerykańskim inżynierze elektryku, Harrym Nyquist). Jako przykład interwału Nyquista, w poprzedniej praktyce telefonicznej próbowano przepustowość, zwykle ustaloną na 3000 herców, co najmniej co 1/6 000 sekund. W obecnej praktyce pobiera się 8000 próbek na sekundę, aby zwiększyć zakres częstotliwości i wierność odwzorowania mowy.
