Телекомуникација , наука и пракса преноса информација електромагнетним средствима. Савремени телекомуникациони центри баве се проблемима преноса великих количина информација на велике даљине без штетних губитака услед буке и сметњи. Основне компоненте модерног дигиталног телекомуникационог система морају бити способне да преносе глас, податке, радио и телевизијске сигнале. Дигитални пренос се користи да би се постигла висока поузданост и зато што су трошкови дигиталних преклопних система много нижи од трошкова аналогни системима. Међутим, да би се користио дигитални пренос, аналогни сигнали чине већину гласа, радија и телевизије комуникација мора бити подвргнут процесу аналогно-дигиталне конверзије. (У преносу података овај корак се заобилази јер су сигнали већ у дигиталном облику; међутим, већина телевизијских, радио и говорних комуникација користи аналогни систем и мора се дигитализовати.) У многим случајевима дигитализовани сигнал се преноси кроз извор кодер који користи бројне формуле за смањење сувишан бинарне информације. Након изворног кодирања, дигитализовани сигнал се обрађује у кодеру канала, који уводи сувишне информације које омогућавају откривање и исправљање грешака. Кодирани сигнал је погодан за пренос путем модулација на носећи талас и може бити део већег сигнала у процесу познатом као мултиплексирање. Мултиплексирани сигнал се затим шаље у преносни канал са вишеструким приступом. Након преноса, горњи поступак се обрће на крају пријема и информације се издвајају.
Блок дијаграм дигиталног телекомуникационог система. Енцицлопӕдиа Британница, Инц.
колико милијарди је једнако билијуну
Овај чланак описује компоненте дигиталног телекомуникационог система како је горе наведено. За детаље о одређеним апликацијама које користе телекомуникационе системе, погледајте чланке телефон, телеграф , факс , радио , и телевизија. Пренос преко електричне жице, радио таласа и оптичких влакана разматран је у телекомуникационим медијима. За преглед типова мрежа које се користе у преносу информација, погледајте телекомуникациона мрежа .
У преношењу говора, звука или видео информација, објекат је високе верности - то јест најбоља могућа репродукција оригиналне поруке без деградације наметнуто изобличењем сигнала и бука . Основа телекомуникација без буке и изобличења је бинарни сигнал. Најједноставнији могући сигнал било које врсте који се може користити за пренос порука, бинарни сигнал се састоји од само две могуће вредности. Ове вредности су представљене бинарним цифрама, или битовима, 1 и 0. Осим ако шум и изобличење који се појаве током преноса нису довољно велики да промене бинарни сигнал из једне вредности у другу, тачну вредност може одредити пријемник тако да може доћи до савршеног пријема.
Основни кораци у аналогно-дигиталној конверзији Аналогни сигнал узоркује се у редовним интервалима. Амплитуда на сваком интервалу се квантизује или јој се додељује вредност и вредности се пресликавају у низ бинарних цифара или битова. Информације се као дигитални сигнал преносе на пријемник, где се декодирају и аналогни сигнал реконституише. Енцицлопӕдиа Британница, Инц.
Ако су информације које се преносе већ у бинарном облику (као у комуникацији података), нема потребе за дигиталним кодирањем сигнала. Али уобичајена гласовна комуникација која се одвија путем телефона није у бинарном облику; нити се велики део информација прикупља за пренос из свемирске сонде, нити се телевизијски или радио сигнали прикупљају за пренос сателитском везом. За такве сигнале, који се непрестано разликују у распону вредности, каже се да су аналогни, а у дигиталним комуникационим системима аналогни сигнали морају да се претворе у дигитални облик. Процес ове конверзије сигнала назива се аналогно-дигитална (А / Д) конверзија.
који је био немачки проналазач штампарије и покретног типа
Аналогно-дигитална конверзија започиње узорковањем или мерењем амплитуде аналогног таласног облика у једнако размакнутим дискретним тренуцима времена. Чињеница да се узорци непрекидно променљивог таласа могу користити за представљање тог таласа ослања се на претпоставку да је талас ограничен у својој брзини варијације. Будући да је комуникацијски сигнал заправо сложени талас - у суштини збир низа компонентних синусних таласа, који сви имају своје прецизне амплитуде и фазе - брзина варијације сложеног таласа може се мерити фреквенцијама осциловања свих његове компоненте. Разлика између максималне брзине осцилације (или највише фреквенције) и минималне брзине осцилације (или најниже фреквенције) синусних таласа који чине сигнал је позната као пропусни опсег ( Б. ) сигнала. Пропусни опсег тако представља максимални опсег фреквенција који заузима сигнал. У случају да гласовни сигнал има минималну фреквенцију од 300 херца и максималну фреквенцију од 3.300 херца, пропусни опсег је 3.000 херца или 3 килохерца. Аудио сигнали обично заузимају око 20 килохерца ширине опсега, а стандардни видео сигнали заузимају приближно 6 милиона херца или 6 мегахерца.
Концепт пропусности је централни за све телекомуникације. У аналогно-дигиталној конверзији постоји основна теорема да аналогни сигнал може бити јединствено представљен дискретним узорцима распоређеним не више од једног преко двоструке ширине опсега (1/2 Б. ) одвојено. Ова теорема се обично назива теоремом узорковања, а интервал узорковања (1/2 Б. секунде) назива се Никуист интервал (по америчком инжењеру електротехнике Харрију Никуисту, рођеном у Шведској). Као пример Никуист-овог интервала, у прошлој телефонској пракси, пропусни опсег, уобичајено фиксиран на 3.000 херца, узоркован је најмање сваке 1/6000 секунде. У тренутној пракси узима се 8.000 узорака у секунди, како би се повећао фреквенцијски опсег и верност представљања говора.
Да би се узорковани сигнал могао сачувати или пренети у дигиталном облику, свака узоркована амплитуда мора бити претворена у једну од коначног броја могућих вредности или нивоа. Ради лакше конверзије у бинарни облик, број нивоа је обично степен 2 - то јест 8, 16, 32, 64, 128, 256 и тако даље, у зависности од степена прецизности који је потребан. У дигиталном преносу гласа обично се користи 256 нивоа, јер су тестови показали да ово пружа адекватну верност просечном слушаоцу телефона.
Улаз у квантизатор је секвенца узоркованих амплитуда за коју постоји бесконачно број могућих вредности. Излаз квантизера, с друге стране, мора бити ограничен на коначан број нивоа. Додељивање бесконачно променљивих амплитуда ограниченом броју нивоа неизбежно доводи до непрецизности, а нетачност резултира одговарајућом количином изобличења сигнала. (Из тог разлога се квантизација често назива системом са губицима.) Степен нетачности зависи од броја излазних нивоа које користи квантизатор. Више нивоа квантизације повећава тачност приказа, али такође повећава капацитет складиштења или потребну брзину преноса. Боље перформансе са истим бројем излазних нивоа могу се постићи разумним постављањем излазних нивоа и амплитуде прагови потребан за додељивање тих нивоа. Ово постављање заузврат зависи од природе таласног облика који се квантизује. Генерално, оптимални квантизатор поставља више нивоа у опсеге амплитуда тамо где је већа вероватноћа да ће се сигнал појавити и мање нивоа где је сигнал мање вероватан. Ова техника је позната као нелинеарна квантизација. Нелинеарна квантизација се такође може постићи пропуштањем сигнала кроз коло компресора, што појачава слабе компоненте сигнала и пригушује његове јаке компоненте. Компримовани сигнал, који сада заузима ужи динамичан опсег, може се квантизовати равномерним или линеарним размаком прагова и излазних нивоа. У случају телефонског сигнала, компримовани сигнал се једнолико квантише на 256 нивоа, при чему је сваки ниво представљен секвенцом од осам битова. На крају пријема, реконституисани сигнал се проширује на свој изворни опсег амплитуда. Ова секвенца компресије и проширења, позната као компандовање, може дати ефикасан динамички опсег еквивалентан 13 бита.
