Telekommunikatsioon, teadus ja praktika teabe edastamiseks elektromagnetiliste vahendite abil. Kaasaegsed telekommunikatsioonikeskused käsitlevad probleeme, mis on seotud suure hulga teabe edastamisega pikkade vahemaade taga, kahjustamata seejuures müra ja häireid. Kaasaegse digitaalse telekommunikatsioonisüsteemi põhikomponendid peavad olema võimelised edastama kõne-, andme-, raadio- ja telesignaale. Digitaalset edastust kasutatakse kõrge töökindluse saavutamiseks ja seetõttu, et digitaalsete kommutatsioonisüsteemide maksumus on palju madalam kui analoogsüsteemide maksumus. Digitaalse ülekande kasutamiseks tuleb aga analoogsignaalide digitaalseks muundamiseks läbi viia analoogsignaalid, mis moodustavad suurema osa kõne-, raadio- ja televisioonisuhtlusest. (Andmeedastuses sellest etapist mööda minnakse, kuna signaalid on juba digitaalsel kujul; enamik tele-, raadio- ja kõnesidet kasutab siiski analoogsüsteemi ja see tuleb digitaliseerida.) Paljudel juhtudel edastatakse digiteeritud signaal allika kaudu kodeerija, mis kasutab arvukaid valemeid koondatud binaarse teabe vähendamiseks. Pärast allika kodeerimist töödeldakse digiteeritud signaali kanalikooderis, mis annab üleliigset teavet, mis võimaldab vigu tuvastada ja parandada. Kodeeritud signaal on kohandatud edastamiseks modulatsiooni teel kandelainele ja selle võib muuta osaks suuremast signaalist, mida nimetatakse multipleksimiseks. Seejärel saadetakse multipleksitud signaal mitme juurdepääsuga edastuskanalisse. Pärast edastamist pööratakse ülaltoodud protsess vastuvõtvas otsas ümber ja teave ekstraheeritakse.
Selles artiklis kirjeldatakse digitaalse telekommunikatsioonisüsteemi komponente, nagu eespool kirjeldatud. Üksikasju telekommunikatsioonisüsteeme kasutavate konkreetsete rakenduste kohta leiate artiklitest telefon, telegraaf, faks, raadio ja televisioon. Ülekannet elektrijuhtme, raadiolaine ja optilise kiu kaudu arutatakse telekommunikatsioonimeedias. Teabe edastamiseks kasutatavate võrgutüüpide ülevaate leiate telekommunikatsioonivõrgustikust.
Analoog-digitaalne muundamine
Kõne-, heli- või videoteabe edastamisel on objekt suure täpsusega - see on originaalsõnumi parim võimalik reprodutseerimine ilma signaali moonutamise ja müra põhjustatud halvenemiseta. Suhteliselt müra- ja moonutustevaba telekommunikatsiooni alus on binaarsignaal. Mistahes lihtsam signaal, mida saab kasutada teadete edastamiseks, koosneb binaarsignaal ainult kahest võimalikust väärtusest. Neid väärtusi tähistavad binaarsed numbrid ehk bitid 1 ja 0. Kui edastamise ajal kogutud müra ja moonutused pole piisavalt suured, et binaarsignaali ühest väärtusest teise muuta, saab vastuvõtja määrata õige väärtuse nii, et võib toimuda täiuslik vastuvõtt.
Kui edastatav teave on juba binaarses vormis (nagu andmeside puhul), pole signaali vaja digitaalselt kodeerida. Kuid tavaline telefoni teel toimuv kõneside pole binaarses vormis; samuti ei koguta suurt osa kosmosesondilt edastamiseks vajalikust infost ega ka satelliidiühenduse kaudu edastamiseks tele- või raadiosignaale. Selliseid signaale, mis varieeruvad pidevalt vahemikus väärtusi, öeldakse olevat analoogsed ja digitaalsidesüsteemides tuleb analoogsignaalid teisendada digitaalsele kujule. Selle signaali muundamise protsessi nimetatakse analoog-digitaalseks (A / D) muundamiseks.
Proovide võtmine
Analoog-digitaalne muundamine algab diskreetimisega või analooglainekuju amplituudi mõõtmisega võrdselt paigutatud diskreetse ajahetkedel. Fakt, et selle laine tähistamiseks võib kasutada pidevalt muutuva laine proove, sõltub eeldusest, et laine varieerumise kiirus on piiratud. Kuna sidesignaal on tegelikult keeruline laine - peamiselt paljude siinuslainete komponentide summa, millel kõigil on oma täpsed amplituudid ja faasid -, saab keeruka laine varieerumiskiirust mõõta kõigi võnkesageduste järgi selle komponendid. Signaali moodustavate siinuslainete maksimaalse võnkekiiruse (või kõrgeima sageduse) ja minimaalse võnkekiiruse (või madalaima sageduse) erinevust nimetatakse signaali ribalaiuseks (B). Ribalaius tähistab seega signaali maksimaalset sagedusvahemikku. Kõnesignaali minimaalse sagedusega 300 hertsi ja maksimaalse sagedusega 3 300 hertsi korral on ribalaius 3000 hertsi või 3 kilohertsi. Helisignaalid hõivavad tavaliselt umbes 20 kilohertsi ribalaiust ja standardsed videosignaalid umbes 6 miljonit hertsit ehk 6 megahertsi.
Ribalaiuse mõiste on kogu telekommunikatsiooni keskmes. Analoog-digitaalmuundamisel on olemas põhiteoreem, et analoogsignaali võivad üheselt näidata diskreetsed proovid, mis asuvad üksteisest kuni kahekordse ribalaiuse (1 / 2B) kaugusel üksteisest. Seda teoreemi nimetatakse tavaliselt diskreetimisteoreemiks ja valimivõtu intervalli (1 / 2B sekundit) nimetatakse Nyquisti intervalliks (pärast Rootsi päritolu Ameerika elektriinseneri Harry Nyquisti). Nyquisti intervalli näitena võeti varasema telefonipraktika korral ribalaiust, tavaliselt fikseerituna 3000 hertsi, vähemalt iga 1/6000 sekundi järel. Praeguses praktikas võetakse kõne esituse sagedusvahemiku ja täpsuse suurendamiseks 8000 proovi sekundis.
