телекомуникация, наука и практика за предаване на информация чрез електромагнитни средства. Съвременни далекосъобщителни центрове за проблемите, свързани с предаването на голям обем информация на дълги разстояния, без да се повредят загуби поради шум и смущения. Основните компоненти на съвременна цифрова телекомуникационна система трябва да могат да предават гласови, данни, радио и телевизионни сигнали. Цифровото предаване се използва с цел постигане на висока надеждност и защото цената на цифровите комутационни системи е много по-ниска от цената на аналоговите системи. За да се използва цифрово предаване обаче, аналоговите сигнали, които съставляват повечето гласова, радио и телевизионна комуникация, трябва да бъдат подложени на процес на аналогово-цифрово преобразуване. (При предаване на данни тази стъпка се заобикаля, тъй като сигналите вече са в цифрова форма; повечето телевизия, радио и гласова комуникация обаче използват аналоговата система и трябва да бъдат дигитализирани.) В много случаи цифровизираният сигнал се предава през източник енкодер, който използва редица формули за намаляване на излишната двоична информация. След кодиране на източника, дигитализираният сигнал се обработва в канален енкодер, който въвежда излишна информация, която позволява откриването и коригирането на грешки. Кодираният сигнал е направен подходящ за предаване чрез модулация върху носеща вълна и може да бъде част от по-голям сигнал в процес, известен като мултиплексиране. След това мултиплексираният сигнал се изпраща в канал за предаване с много достъп. След предаването, горният процес се обръща в приемащия край и информацията се извлича.
Тази статия описва компонентите на цифрова телекомуникационна система, както са посочени по-горе. За подробности относно конкретни приложения, които използват телекомуникационни системи, вижте статиите телефон, телеграф, факс, радио и телевизия. Предаването по електрически проводник, радиовълни и оптични влакна се обсъжда в телекомуникационните среди. За преглед на видовете мрежи, използвани при предаване на информация, вижте телекомуникационна мрежа.
Аналогово-цифрово преобразуване
При предаване на реч, аудио или видео информация, обектът е с висока вярност - тоест най-доброто възможно възпроизвеждане на оригиналното съобщение без деградации, наложени от изкривяване на сигнала и шум. Основата на сравнително безшумната и без изкривяване телекомуникация е двоичният сигнал. Най-простият възможен сигнал от всякакъв вид, който може да бъде използван за предаване на съобщения, бинарният сигнал се състои само от две възможни стойности. Тези стойности са представени от двоичните цифри, или битове, 1 и 0. Освен ако шумът и изкривяванията, взети по време на предаване, са достатъчно големи, за да променят двоичния сигнал от една стойност на друга, правилната стойност може да бъде определена от приемника, така че може да се случи перфектен прием.
Ако информацията, която трябва да бъде предадена, вече е в двоична форма (както при комуникация с данни), няма нужда сигналът да бъде кодиран цифрово. Но обикновените гласови комуникации, осъществявани по телефона, не са в двоична форма; нито голяма част от информацията е събрана за предаване от космическа сонда, нито телевизионните или радиосигналите са събрани за предаване чрез сателитна връзка. За такива сигнали, които непрекъснато варират в диапазон от стойности, се казва, че са аналогови, а в цифровите комуникационни системи аналоговите сигнали трябва да бъдат преобразувани в цифрова форма. Процесът на извършване на това преобразуване на сигнал се нарича преобразуване аналого-цифрово (A / D).
Вземане на проби
Аналого-цифровото преобразуване започва с вземане на проби или измерване на амплитудата на аналоговата форма на вълната при еднакво разположени дискретни моменти от време. Фактът, че пробите на непрекъснато променяща се вълна могат да бъдат използвани за представяне на тази вълна, разчита на предположението, че вълната е ограничена в скоростта си на изменение. Тъй като комуникационният сигнал всъщност е сложна вълна - по същество сумата от редица компонентни синусоиди, всички от които имат свои точни амплитуди и фази - скоростта на изменение на сложната вълна може да бъде измерена от честотите на трептене на всички неговите компоненти. Разликата между максималната скорост на трептене (или най-високата честота) и минималната скорост на трептене (или най-ниската честота) на синусоидалните вълни, съставляващи сигнала, е известна като честотна лента (B) на сигнала. По този начин честотната лента представлява максималният честотен обхват, зает от сигнал. В случай на гласов сигнал с минимална честота 300 херца и максимална честота 3 300 херца, честотната лента е 3 000 херца или 3 килогерца. Аудио сигналите обикновено заемат около 20 килогерца честотна лента, а стандартните видео сигнали заемат приблизително 6 милиона херца или 6 мегагерца.
Концепцията за честотна лента е централна за всички телекомуникации. При аналогово-цифрово преобразуване има основна теорема, че аналоговият сигнал може да бъде еднозначно представен от дискретни проби, разположени не повече от една над два пъти по-голяма от честотната лента (1 / 2B) един от друг. Тази теорема обикновено се нарича теорема за вземане на проби, а интервалът за вземане на проби (1 / 2B секунди) се нарича интервал на Найквист (след американския електроинженер Хари Найквист от родения в Швеция). Като пример за интервала на Nyquist, в миналата телефонна практика честотната лента, обикновено фиксирана при 3000 херца, е взета за проба поне на всеки 1/6 000 секунди. В съвременната практика се вземат 8000 проби в секунда, за да се увеличи честотният диапазон и верността на речевото представяне.
