Общение, которое происходит в нашей повседневной жизни, происходит в форме сигналов. Эти сигналы, такие как звуковые сигналы, как правило, имеют аналоговый характер. Когда связь должна быть установлена на расстоянии, тогда аналоговые сигналы передаются по проводам, используя различные методы для эффективной передачи.
Необходимость оцифровки
Традиционные методы связи используют аналоговые сигналы для связи на большие расстояния, которые страдают от многих потерь, таких как искажения, помехи и другие потери, включая нарушения безопасности.
Чтобы преодолеть эти проблемы, сигналы оцифровываются с использованием различных методов. Оцифрованные сигналы позволяют более четкой и точной связи без потерь.
На следующем рисунке показана разница между аналоговыми и цифровыми сигналами. Цифровые сигналы состоят из 1 и 0, которые указывают высокие и низкие значения соответственно.
Преимущества цифровой связи
Поскольку сигналы оцифровываются, существует много преимуществ цифровой связи по сравнению с аналоговой связью, таких как —
-
Влияние искажений, шума и помех значительно меньше в цифровых сигналах, поскольку они менее подвержены влиянию.
-
Цифровые схемы более надежны.
-
Цифровые схемы просты в разработке и дешевле аналоговых.
-
Аппаратная реализация в цифровых схемах более гибкая, чем аналоговая.
-
Появление перекрестных помех очень редко встречается в цифровой связи.
-
Сигнал не изменяется, так как импульсу требуется сильное возмущение, чтобы изменить его свойства, что очень сложно.
-
Функции обработки сигналов, такие как шифрование и сжатие, используются в цифровых каналах для сохранения секретности информации.
-
Вероятность возникновения ошибки уменьшается за счет использования кодов обнаружения ошибок и исправления ошибок.
-
Метод расширенного спектра используется, чтобы избежать помех.
-
Объединение цифровых сигналов с использованием мультиплексирования с временным разделением (TDM) проще, чем объединение аналоговых сигналов с использованием мультиплексирования с частотным разделением (FDM).
-
Процесс настройки цифровых сигналов проще, чем аналоговых сигналов.
-
Цифровые сигналы могут быть сохранены и извлечены более удобно, чем аналоговые сигналы.
-
Многие из цифровых схем имеют почти общие методы кодирования, и, следовательно, аналогичные устройства могут использоваться для ряда целей.
-
Пропускная способность канала эффективно используется цифровыми сигналами.
Влияние искажений, шума и помех значительно меньше в цифровых сигналах, поскольку они менее подвержены влиянию.
Цифровые схемы более надежны.
Цифровые схемы просты в разработке и дешевле аналоговых.
Аппаратная реализация в цифровых схемах более гибкая, чем аналоговая.
Появление перекрестных помех очень редко встречается в цифровой связи.
Сигнал не изменяется, так как импульсу требуется сильное возмущение, чтобы изменить его свойства, что очень сложно.
Функции обработки сигналов, такие как шифрование и сжатие, используются в цифровых каналах для сохранения секретности информации.
Вероятность возникновения ошибки уменьшается за счет использования кодов обнаружения ошибок и исправления ошибок.
Метод расширенного спектра используется, чтобы избежать помех.
Объединение цифровых сигналов с использованием мультиплексирования с временным разделением (TDM) проще, чем объединение аналоговых сигналов с использованием мультиплексирования с частотным разделением (FDM).
Процесс настройки цифровых сигналов проще, чем аналоговых сигналов.
Цифровые сигналы могут быть сохранены и извлечены более удобно, чем аналоговые сигналы.
Многие из цифровых схем имеют почти общие методы кодирования, и, следовательно, аналогичные устройства могут использоваться для ряда целей.
Пропускная способность канала эффективно используется цифровыми сигналами.
Элементы цифровой связи
Элементы, которые формируют цифровую систему связи, представлены следующей блок-схемой для простоты понимания.
Ниже приведены разделы цифровой системы связи.
Источник
Источником может быть аналоговый сигнал. Пример : звуковой сигнал
Входной преобразователь
Это преобразователь, который принимает физический вход и преобразует его в электрический сигнал (например, микрофон). Этот блок также состоит из аналого-цифрового преобразователя, где цифровой сигнал необходим для дальнейших процессов.
Цифровой сигнал обычно представлен двоичной последовательностью.
Исходный кодер
Исходный кодер сжимает данные в минимальное количество битов. Этот процесс помогает эффективно использовать пропускную способность. Он удаляет избыточные биты (ненужные лишние биты, т. Е. Нули).
Канальный кодер
Канальный кодер, выполняет кодирование для исправления ошибок. Во время передачи сигнала из-за шума в канале сигнал может быть изменен и, следовательно, чтобы избежать этого, канальный кодер добавляет некоторые избыточные биты к передаваемым данным. Это биты, исправляющие ошибки.
Цифровой модулятор
Передаваемый сигнал здесь модулируется несущей. Сигнал также преобразуется в аналоговый из цифровой последовательности, чтобы заставить его проходить через канал или среду.
канал
Канал или среда, позволяет аналоговому сигналу передавать от конца передатчика к концу приемника.
Цифровой демодулятор
Это первый шаг на стороне получателя. Полученный сигнал демодулируется, а также снова преобразуется из аналогового в цифровой. Сигнал восстанавливается здесь.
Канальный декодер
Канальный декодер, после обнаружения последовательности, делает некоторые исправления ошибок. Искажения, которые могут возникнуть во время передачи, исправляются путем добавления некоторых избыточных битов. Это добавление битов помогает в полном восстановлении исходного сигнала.
Исходный декодер
Результирующий сигнал снова оцифровывается путем дискретизации и квантования, так что чистый цифровой выход получается без потери информации. Исходный декодер воссоздает исходный вывод.
Выходной преобразователь
Это последний блок, который преобразует сигнал в исходную физическую форму, которая была на входе передатчика. Он преобразует электрический сигнал в физический выход (например, громкоговоритель).
Выходной сигнал
Это результат, который создается после всего процесса. Пример — Звуковой сигнал получен.
Это подразделение занималось внедрением, оцифровкой сигналов, преимуществами и элементами цифровой связи. В следующих главах мы подробно узнаем о концепции цифровой связи.