טלקומוניקציהמדע ותרגול העברת מידע באמצעים אלקטרומגנטיים. טלקומוניקציה מודרנית מרכזת את הבעיות הכרוכות בהעברת נפחי מידע גדולים למרחקים ארוכים מבלי לפגוע באובדן בגלל רעש והפרעות. המרכיבים הבסיסיים במערכת טלקומוניקציה דיגיטלית מודרנית חייבים להיות מסוגלים להעביר אותות קול, נתונים, רדיו וטלוויזיה. השידור הדיגיטלי משמש כדי להשיג אמינות גבוהה ומכיוון שעלות מערכות מיתוג דיגיטליות נמוכה בהרבה מעלות מערכות אנלוגיות. אולם על מנת להשתמש בהעברה דיגיטלית, האותות האנלוגיים המרכיבים את מרבית התקשורת הקולית, הרדיו והטלוויזיונית חייבים להיות נתונים לתהליך של המרה אנלוגית-דיגיטלית. (בהעברת נתונים עוקף שלב זה מכיוון שהאותות כבר נמצאים בצורה דיגיטלית; רוב התקשורת בטלוויזיה, רדיו ותקשורת קולית, לעומת זאת, משתמשים במערכת האנלוגית וחייבים לעבור דיגיטציה.) במקרים רבים האות הדיגיטלי מועבר דרך מקור המקודד, המעסיק מספר נוסחאות להפחתת מידע בינארי מיותר. לאחר קידוד המקור, האות הדיגיטלי מעובד במקודד הערוץ, המציג מידע מיותר המאפשר לאתר שגיאות ותיקון. האות המקודד נעשה מתאים להעברה על ידי אפנון על גל מנשא ועשוי להיות חלק מאותם גדול יותר בתהליך המכונה "מולטיפלקסינג". לאחר מכן האות המרובה נשלח לערוץ שידור מרובה גישה. לאחר ההעברה התהליך לעיל מתהפך בסוף הקבלה, והמידע מופק.
מאמר זה מתאר את הרכיבים של מערכת טלקומוניקציה דיגיטלית כמפורט לעיל. לפרטים אודות יישומים ספציפיים המשתמשים במערכות טלקומוניקציה, עיין במאמרים טלפון, טלגרף, פקס, רדיו וטלוויזיה. העברה על חוט חשמלי, גל רדיו וסיבים אופטיים נדונה במדיה התקשורת. סקירה כללית של סוגי הרשתות המשמשות בהעברת מידע, ראו רשת טלקומוניקציה.
המרה אנלוגית לדיגיטלית
בהעברת מידע על דיבור, שמע או וידאו, האובייקט הוא נאמנות גבוהה - כלומר, ההעתקה הטובה ביותר של ההודעה המקורית ללא השפלות המוטלות על ידי עיוות ורעש. הבסיס לטלקומוניקציה נטולת רעש יחסית וללא עיוותים הוא האות הבינארי. האות הפשוט ביותר האפשרי מכל סוג שניתן להשתמש בו להעברת הודעות, האות הבינארי מורכב משני ערכים אפשריים בלבד. ערכים אלה מיוצגים על ידי הספרות הבינאריות, או ביטים, 1 ו -0. אם הרעש והעיוות שנאספו במהלך השידור הם גדולים מספיק בכדי לשנות את האות הבינארי מערך אחד למשנהו, הערך הנכון ניתן לקבוע על ידי המקלט כך קבלת פנים מושלמת יכולה להתרחש.
אם המידע שישודר כבר קיים בצורה בינארית (כמו בתקשורת נתונים), אין צורך לקודד את האות דיגיטלית. אולם תקשורת קולית רגילה שמתרחשת באמצעות טלפון איננה בצורה בינארית; לא הרבה מהמידע שנאסף להעברה מבדיקת חלל, וגם לא אותות הטלוויזיה או הרדיו שנאספו לשידור דרך קישור לוויני. אומרים כי אותות כאלה, המשתנים ללא הרף בין מגוון ערכים, הם אנלוגיים, ובמערכות תקשורת דיגיטלית יש להמיר אותות אנלוגיים לצורה דיגיטלית. תהליך ביצוע המרת האות נקרא המרה אנלוגית-דיגיטלית (A / D).
דגימה
המרה אנלוגית-לדיגיטלית מתחילה עם דגימה, או מדידת המשרעת של צורת הגל האנלוגית במוקדי זמן נפרדים באותה מידה. העובדה שמדגם של גל משתנה ללא הרף עשוי לשמש לייצוג אותו גל מסתמך על ההנחה שהגל מוגבל בקצב השונות שלו. מכיוון שאות תקשורת הוא למעשה גל מורכב - בעצם סכום של מספר גלי סינוס רכיבים, שלכולם משרעות ומצבים מדויקים משלהם - ניתן למדוד את קצב השונות של הגל המורכב על פי תדרי התנודה של כולם מרכיביו. ההבדל בין קצב התנודה המרבי (או התדר הגבוה ביותר) לבין קצב התנודה המינימלי (או התדר הנמוך ביותר) של גלי הסינוס המרכיבים את האות מכונה רוחב הפס (B) של האות. רוחב הפס מייצג אפוא את טווח התדרים המרבי שתפוס אות. במקרה של אות קולי עם תדר מינימלי של 300 הרץ ותדר מרבי של 3,300 הרץ, רוחב הפס הוא 3,000 הרץ, או 3 קילוהרץ. אותות שמע בדרך כלל תופסים כ -20 קילו-הרץ רוחב פס, ואותות וידאו סטנדרטיים תופסים כ -6 מיליון הרץ, או 6 מגה-הרץ.
הרעיון של רוחב הפס הוא מרכזי בכל התקשורת. בהמרה אנלוגית לדיגיטלית, קיימת משפט יסודי לפיה האות האנלוגי עשוי להיות מיוצג באופן ייחודי על ידי דגימות נפרדות המרווחות לא יותר מאחת מעל פי שניים מרוחב הפס (1 / 2B) זה מזה. משפט זה מכונה בדרך כלל משפט הדגימה, ומרווח הדגימה (1 / 2B שניות) מכונה מרווח Nyquist (על שם מהנדס החשמל האמריקני יליד שוודיה, הארי ניקוויסט). כדוגמה למרווח של Nyquist, בפועל טלפוני בעבר, נדגם רוחב הפס, המקובל בדרך כלל ל -3,000 הרץ, לפחות כל 1/6000 שניות. בתרגול הנוכחי נלקחות 8,000 דגימות בשנייה, על מנת להגדיל את טווח התדרים ואת נאמנות ייצוג הדיבור.
