Telecomunicaţie, știință și practică de transmitere a informațiilor prin mijloace electromagnetice. Telecomunicațiile moderne se concentrează asupra problemelor implicate în transmiterea unor volume mari de informații pe distanțe lungi, fără a deteriora pierderi din cauza zgomotului și a interferențelor. Componentele de bază ale unui sistem modern de telecomunicații digitale trebuie să fie capabile să transmită semnale vocale, de date, radio și televiziune. Transmisia digitală este utilizată pentru a obține o fiabilitate ridicată și deoarece costul sistemelor de comutare digitală este mult mai mic decât costul sistemelor analogice. Pentru a utiliza transmisia digitală, însă, semnalele analogice care formează cea mai mare parte a comunicațiilor de voce, radio și televiziune trebuie să fie supuse unui proces de conversie analog-digital. (În transmisia de date, această etapă este ocolită, deoarece semnalele sunt deja în formă digitală; majoritatea comunicațiilor de televiziune, radio și voce folosesc totuși sistemul analog și trebuie digitalizate.) În multe cazuri, semnalul digital este trecut printr-o sursă codificator, care utilizează o serie de formule pentru a reduce informațiile binare redundante. După codificarea sursei, semnalul digitalizat este procesat într-un codificator de canale, care introduce informații redundante care permit detectarea și corectarea erorilor. Semnalul codat este făcut adecvat pentru transmitere prin modulare pe o undă purtătoare și poate fi făcut parte dintr-un semnal mai mare într-un proces cunoscut sub numele de multiplexare. Semnalul multiplexat este apoi trimis într-un canal de transmisie cu acces multiplu. După transmitere, procesul de mai sus este inversat la capătul de primire, iar informațiile sunt extrase.
Acest articol descrie componentele unui sistem de telecomunicații digitale așa cum este prezentat mai sus. Pentru detalii despre aplicații specifice care utilizează sisteme de telecomunicații, consultați articolele de telefon, telegraf, fax, radio și televiziune. Transmisia prin cablu electric, undă radio și fibră optică este discutată în mediile de telecomunicații. Pentru o imagine de ansamblu asupra tipurilor de rețele utilizate în transmisia informațiilor, consultați rețeaua de telecomunicații.
Conversie analog-digital
În transmiterea informațiilor de vorbire, audio sau video, obiectul are o fidelitate ridicată - adică cea mai bună reproducere posibilă a mesajului original fără degradările impuse de distorsiunea semnalului și de zgomot. La baza telecomunicațiilor relativ fără zgomot și fără distorsiuni este semnalul binar. Cel mai simplu semnal posibil de orice fel care poate fi folosit pentru a transmite mesaje, semnalul binar este format doar din două valori posibile. Aceste valori sunt reprezentate de cifrele binare, sau biți, 1 și 0. Dacă zgomotul și denaturarea preluate în timpul transmisiei sunt suficient de mari pentru a schimba semnalul binar de la o valoare la alta, valoarea corectă poate fi determinată de receptor, astfel încât se poate produce o recepție perfectă.
Dacă informațiile care trebuie transmise sunt deja în formă binară (ca în comunicarea de date), nu este necesară codarea digitală a semnalului. Dar comunicațiile vocale obișnuite care se desfășoară prin telefon nu sunt în formă binară; nici o mare parte din informațiile nu sunt adunate pentru transmisie de la o sondă spațială și nici semnalele de televiziune sau radio nu sunt adunate pentru transmisie printr-o legătură prin satelit. Astfel de semnale, care variază continuu între o serie de valori, se spune că sunt analogice, iar în sistemele de comunicații digitale semnalele analogice trebuie convertite în formă digitală. Procesul de realizare a acestei conversii a semnalului se numește conversie analog-digital (A / D).
Prelevarea de probe
Conversia analog-digital începe cu eșantionarea sau măsurarea amplitudinii formei de undă analogice la instante de timp discrete la fel de distanțate. Faptul că probele unei unde care variază continuu pot fi utilizate pentru a reprezenta acea undă se bazează pe presupunerea că unda este restricționată în ritmul de variație al acesteia. Deoarece un semnal de comunicare este de fapt o undă complexă - în esență suma unui număr de unde sinusoidale componente, toate având propriile lor amplitudini și faze precise - rata de variație a undei complexe poate fi măsurată de frecvențele de oscilație ale tuturor componentele sale. Diferența dintre rata maximă de oscilație (sau frecvența cea mai mare) și rata minimă de oscilație (sau frecvența cea mai mică) a undelor sinusoase care alcătuiesc semnalul este cunoscută sub numele de lățimea de bandă (B) a semnalului. Lățimea de bandă reprezintă astfel intervalul maxim de frecvență ocupat de un semnal. În cazul unui semnal vocal cu o frecvență minimă de 300 hertz și o frecvență maximă de 3.300 hertz, lățimea de bandă este 3.000 hertz, sau 3 kilohertz. Semnalele audio ocupă în general aproximativ 20 de kilograme de lățime de bandă, iar semnalele video standard ocupă aproximativ 6 milioane de hertzi sau 6 megahertzi.
Conceptul de lățime de bandă este central pentru toate telecomunicațiile. În conversia analog-digital, există o teoremă fundamentală conform căreia semnalul analogic poate fi reprezentat în mod unic prin eșantioane discrete distanțate la cel mult două ori lățimea de bandă (1 / 2B) una de alta. Această teoremă este denumită în mod obișnuit ca teoremă de eșantionare, iar intervalul de eșantionare (1 / 2B secunde) este denumit intervalul Nyquist (după inginerul electric Harry Nyquist, născut în Suedia). Ca un exemplu al intervalului Nyquist, în practica telefonică anterioară, lățimea de bandă, fixată în mod obișnuit la 3.000 hertz, a fost prelevată cel puțin la fiecare 1/6,000 secundă. În practica curentă sunt prelevate 8.000 de probe pe secundă, pentru a crește intervalul de frecvență și fidelitatea reprezentării vorbirii.
