Comunicazione digitale: da analogico a digitale
La comunicazione che avviene nella nostra vita quotidiana è sotto forma di segnali. Questi segnali, come i segnali sonori, generalmente, sono di natura analogica. Quando la comunicazione deve essere stabilita a distanza, i segnali analogici vengono inviati tramite filo, utilizzando diverse tecniche per una trasmissione efficace.
La necessità della digitalizzazione
I metodi di comunicazione convenzionali utilizzavano segnali analogici per comunicazioni a lunga distanza, che subiscono molte perdite come distorsioni, interferenze e altre perdite, inclusa la violazione della sicurezza.
Per superare questi problemi, i segnali vengono digitalizzati utilizzando diverse tecniche. I segnali digitalizzati consentono una comunicazione più chiara e precisa senza perdite.
La figura seguente indica la differenza tra segnali analogici e digitali. I segnali digitali sono costituiti da1s e 0s che indicano rispettivamente i valori High e Low.
Vantaggi della comunicazione digitale
Poiché i segnali vengono digitalizzati, ci sono molti vantaggi della comunicazione digitale rispetto alla comunicazione analogica, come:
L'effetto di distorsione, rumore e interferenza è molto minore nei segnali digitali poiché sono meno influenzati.
I circuiti digitali sono più affidabili.
I circuiti digitali sono facili da progettare e più economici dei circuiti analogici.
L'implementazione hardware nei circuiti digitali è più flessibile di quella analogica.
Il verificarsi di cross-talk è molto raro nella comunicazione digitale.
Il segnale non è alterato poiché l'impulso necessita di un elevato disturbo per alterare le sue proprietà, il che è molto difficile.
Le funzioni di elaborazione del segnale come la crittografia e la compressione sono impiegate nei circuiti digitali per mantenere la segretezza delle informazioni.
La probabilità che si verifichi un errore viene ridotta impiegando codici di rilevamento e correzione degli errori.
La tecnica dello spettro di diffusione viene utilizzata per evitare il disturbo del segnale.
La combinazione di segnali digitali utilizzando Time Division Multiplexing (TDM) è più semplice che combinare segnali analogici utilizzando Frequency Division Multiplexing (FDM).
Il processo di configurazione dei segnali digitali è più semplice dei segnali analogici.
I segnali digitali possono essere salvati e recuperati più comodamente dei segnali analogici.
Molti dei circuiti digitali hanno tecniche di codifica quasi comuni e quindi dispositivi simili possono essere utilizzati per diversi scopi.
La capacità del canale viene efficacemente utilizzata dai segnali digitali.
Elementi di comunicazione digitale
Gli elementi che formano un sistema di comunicazione digitale sono rappresentati dal seguente diagramma a blocchi per facilitarne la comprensione.
Di seguito sono riportate le sezioni del sistema di comunicazione digitale.
fonte
La fonte può essere un file analog segnale. Example: Un segnale acustico
Trasduttore di ingresso
Questo è un trasduttore che prende un ingresso fisico e lo converte in un segnale elettrico (Example: microfono). Questo blocco è costituito anche da un fileanalog to digital convertitore in cui è necessario un segnale digitale per ulteriori processi.
Un segnale digitale è generalmente rappresentato da una sequenza binaria.
Codificatore sorgente
Il codificatore sorgente comprime i dati in un numero minimo di bit. Questo processo aiuta nell'utilizzo efficace della larghezza di banda. Rimuove i bit ridondanti (bit in eccesso non necessari, ovvero zeri).
Encoder di canale
L'encoder del canale esegue la codifica per la correzione degli errori. Durante la trasmissione del segnale, a causa del rumore nel canale, il segnale può essere alterato e quindi per evitarlo, il codificatore di canale aggiunge dei bit ridondanti ai dati trasmessi. Questi sono i bit di correzione degli errori.
Modulatore digitale
Il segnale da trasmettere è qui modulato da una portante. Il segnale viene anche convertito in analogico dalla sequenza digitale, in modo da farlo viaggiare attraverso il canale o il mezzo.
Canale
Il canale o un mezzo, consente al segnale analogico di trasmettere dall'estremità del trasmettitore all'estremità del ricevitore.
Demodulatore digitale
Questo è il primo passo all'estremità del ricevitore. Il segnale ricevuto viene demodulato e riconvertito da analogico a digitale. Il segnale viene ricostruito qui.
Decodificatore di canale
Il decodificatore di canale, dopo aver rilevato la sequenza, esegue alcune correzioni di errore. Le distorsioni che potrebbero verificarsi durante la trasmissione, vengono corrette aggiungendo alcuni bit ridondanti. Questa aggiunta di bit aiuta nel recupero completo del segnale originale.
Decodificatore sorgente
Il segnale risultante viene nuovamente digitalizzato mediante campionamento e quantizzazione in modo da ottenere l'uscita digitale pura senza perdita di informazioni. Il decodificatore sorgente ricrea l'uscita sorgente.
Trasduttore di uscita
Questo è l'ultimo blocco che converte il segnale nella forma fisica originale, che era all'ingresso del trasmettitore. Converte il segnale elettrico in uscita fisica (Example: altoparlante).
Segnale di uscita
Questo è l'output che viene prodotto dopo l'intero processo. Example - Il segnale acustico ricevuto.
Questa unità si è occupata dell'introduzione, della digitalizzazione dei segnali, dei vantaggi e degli elementi delle comunicazioni digitali. Nei prossimi capitoli apprenderemo in dettaglio i concetti di comunicazione digitale.