Telekomunikacije, znanost in praksa prenosa informacij z elektromagnetnimi sredstvi. Sodobni telekomunikacijski centri obravnavajo težave, povezane s prenosom velikih količin informacij na dolge razdalje, ne da bi škodo povzročili zaradi hrupa in motenj. Osnovne komponente sodobnega digitalnega telekomunikacijskega sistema morajo biti sposobne oddajati glasovne, podatkovne, radijske in televizijske signale. Digitalni prenos se uporablja za doseganje visoke zanesljivosti in ker so stroški digitalnih preklopnih sistemov veliko nižji od stroškov analognih sistemov. Za uporabo digitalnega prenosa pa je treba analogne signale, ki sestavljajo večino glasovne, radijske in televizijske komunikacije, podvržiti procesu analogno-digitalne pretvorbe. (Pri prenosu podatkov je ta korak mimo, ker so signali že v digitalni obliki; večina televizijskih, radijskih in govornih komunikacij pa uporablja analogni sistem in mora biti digitalizirana.) V mnogih primerih digitalizirani signal prehaja skozi vir kodirnik, ki uporablja številne formule za zmanjšanje odvečnih binarnih informacij. Po kodiranju vira se digitalizirani signal obdela v kodirniku kanala, ki vnese odvečne informacije, ki omogočajo odkrivanje in odpravljanje napak. Zakodiran signal je narejen kot primeren za prenos z modulacijo na nosilni val in je lahko del večjega signala v postopku, ki ga poznamo kot multipleksiranje. Nato je multipleksiran signal poslan v prenosni kanal z več dostopi. Po prenosu se zgornji postopek obrne na koncu sprejema in informacije se črpajo.
Ta članek opisuje sestavne dele digitalnega telekomunikacijskega sistema, kot so opisane zgoraj. Za podrobnosti o posebnih aplikacijah, ki uporabljajo telekomunikacijske sisteme, glejte članke telefon, telegraf, faks, radio in televizija. Prenos prek električne žice, radijskih valov in optičnih vlaken je obravnavan v telekomunikacijskih medijih. Za pregled vrst omrežij, ki se uporabljajo pri prenosu informacij, glejte telekomunikacijsko omrežje.
Analogno-digitalna pretvorba
Predmet pri prenosu govornih, zvočnih ali video informacij ima visoko zvestobo - torej najboljšo možno reprodukcijo izvirnega sporočila brez degradacij, ki jih povzročajo izkrivljanje signala in hrup. Osnova razmeroma brez hrupa in izkrivljanja telekomunikacij je binarni signal. Najpreprostejši možni signal katere koli vrste, ki ga lahko uporabimo za prenos sporočil, je binarni signal sestavljen iz samo dveh možnih vrednosti. Te vrednosti so predstavljene z binarnimi števkami ali bitov, 1 in 0. Razen če sta hrup in popačenje, ujeti med prenosom, dovolj velika, da spremenita binarni signal iz ene vrednosti v drugo, lahko sprejemnik določi pravilno vrednost, tako da lahko pride do popolnega sprejema.
Če so informacije, ki jih je treba posredovati, že v binarni obliki (kot pri podatkovni komunikaciji), signala ni treba digitalno kodirati. Toda navadne govorne komunikacije, ki potekajo po telefonu, niso v binarni obliki; prav tako ni veliko informacij, zbranih za prenos s vesoljske sonde, niti televizijski ali radijski signali niso zbrani za prenos prek satelitske povezave. Takšni signali, ki se nenehno razlikujejo med različnimi vrednostmi, naj bi bili analogni, v digitalnih komunikacijskih sistemih pa morajo biti analogni signali pretvorjeni v digitalno obliko. Postopek pretvorbe tega signala imenujemo analogno-digitalna (A / D) pretvorba.
Vzorčenje
Analogno-digitalna pretvorba se začne z vzorčenjem ali merjenjem amplitude analogne valovne oblike pri enako odmaknjenih diskretnih trenutkih. Dejstvo, da se vzorci nenehno spreminjajočega vala lahko uporabijo za predstavljanje tega vala, temelji na predpostavki, da je val omejen v svoji hitrosti spreminjanja. Ker je komunikacijski signal pravzaprav zapleten val - v bistvu je vsota več sestavnih sinusnih valov, ki imajo svoje natančne amplitude in faze - hitrost variacije kompleksnega vala lahko merimo s frekvencami nihanja vseh njegove komponente. Razlika med največjo hitrostjo nihanja (ali najvišjo frekvenco) in najmanjšo hitrostjo nihanja (ali najnižjo frekvenco) sinusnih valov, ki sestavljajo signal, je znana kot pasovna širina (B) signala. Pasovna širina tako predstavlja največje frekvenčno območje, ki ga zaseda signal. V primeru govornega signala z minimalno frekvenco 300 hertz in največjo 3.300 hertz, je pasovna širina 3.000 hertz ali 3 kiloherc. Avdio signali običajno zavzemajo približno 20 kilohercev pasovne širine, standardni video signali pa zavzemajo približno 6 milijonov hertov ali 6 megahercev.
Koncept pasovne širine je osrednji za vse telekomunikacije. Pri analogno-digitalni pretvorbi obstaja temeljni izrek, da je analogni signal lahko edinstveno predstavljen z diskretnimi vzorci, ki so razporejeni na največ dvakrat večjo pasovno širino (1/2). Ta izrek se običajno imenuje izrek teorema, interval vzorčenja (1/2 sekunde) pa se imenuje interval Nyquist (po ameriškem ameriškem elektroinženirju Harryju Nyquistu). Kot primer intervala Nyquist je bila v pretekli telefonski praksi pasovna širina, običajno določena na 3000 hertz, vzorčena vsaj vsakih 1 / 6.000 sekund. V trenutni praksi se odvzame 8000 vzorcev na sekundo, da bi povečali frekvenčni razpon in zvestobo govorne reprezentacije.
