Telekomunikace, věda a praxe přenosu informací elektromagnetickými prostředky. Moderní telekomunikační centra se zaměřují na problémy spojené s přenosem velkého objemu informací na velké vzdálenosti, aniž by došlo k poškození ztrát v důsledku šumu a rušení. Základní komponenty moderního digitálního telekomunikačního systému musí být schopné přenášet hlasové, datové, rozhlasové a televizní signály. Digitální přenos se používá k dosažení vysoké spolehlivosti a protože náklady na digitální přepínací systémy jsou mnohem nižší než náklady na analogové systémy. Aby bylo možné využívat digitální přenos, musí však být analogové signály, které tvoří většinu hlasové, rozhlasové a televizní komunikace, podrobeny procesu převodu z analogového na digitální. (Při přenosu dat je tento krok vynechán, protože signály jsou již v digitální podobě; většina televizní, rozhlasové a hlasové komunikace však používá analogový systém a musí být digitalizována.) V mnoha případech je digitalizovaný signál předáván zdrojem enkodér, který používá řadu vzorců ke snížení nadbytečných binárních informací. Po kódování zdroje je digitalizovaný signál zpracován v kanálovém kodéru, který zavádí redundantní informace, které umožňují detekci a opravu chyb. Kódovaný signál je vhodný pro přenos modulací na nosnou vlnu a může se stát součástí většího signálu v procesu známém jako multiplexování. Multiplexovaný signál je poté odeslán do přenosového kanálu s více přístupy. Po přenosu je výše uvedený proces obrácen na přijímacím konci a informace jsou extrahovány.
Tento článek popisuje součásti digitálního telekomunikačního systému, jak je uvedeno výše. Podrobnosti o konkrétních aplikacích využívajících telekomunikační systémy najdete v článcích telefon, telegraf, fax, rádio a televize. Přenos přes elektrický vodič, rádiové vlny a optické vlákno je diskutován v telekomunikačních médiích. Přehled typů sítí používaných při přenosu informací naleznete v telekomunikační síti.
Převod z analogového na digitální
Při přenosu řečových, zvukových nebo obrazových informací je objekt vysokou věrností - to je nejlepší možná reprodukce původní zprávy bez degradace způsobené zkreslením signálu a šumem. Základem relativně bezhlukové a zkreslené telekomunikace je binární signál. Nejjednodušší možný signál jakéhokoli druhu, který může být použit pro přenos zpráv, binární signál sestává pouze ze dvou možných hodnot. Tyto hodnoty jsou reprezentovány binárními číslicemi, nebo bity, 1 a 0. Pokud šum a zkreslení zachycené během přenosu nejsou dostatečně velké, aby změnily binární signál z jedné hodnoty na druhou, správná hodnota může být určena přijímačem, takže může dojít k dokonalému příjmu.
Pokud jsou informace, které mají být přeneseny, již v binární podobě (jako v datové komunikaci), není třeba signál kódovat digitálně. Běžná hlasová komunikace probíhající telefonicky však není v binární podobě; ani není velká část informací shromážděných pro přenos z kosmické sondy, ani televizní nebo rádiové signály shromážděné pro přenos přes satelitní spojení. O takových signálech, které se neustále mění v rozmezí hodnot, se říká, že jsou analogové, a v digitálních komunikačních systémech musí být analogové signály převedeny na digitální formu. Proces této konverze signálu se nazývá analogově-digitální (A / D) konverze.
Vzorkování
Převod z analogového na digitální začíná vzorkováním nebo měřením amplitudy analogového průběhu v rovnoměrně rozložených časových okamžicích. Skutečnost, že vzorky nepřetržitě se měnící vlny mohou být použity k reprezentaci této vlny, se spoléhá na předpoklad, že vlna je omezena svou rychlostí změny. Protože komunikační signál je ve skutečnosti složitá vlna - v podstatě součet řady složených sinusových vln, z nichž všechny mají své vlastní přesné amplitudy a fáze - rychlost změny komplexního vlnění může být měřena kmitočty oscilace všech jeho komponenty. Rozdíl mezi maximální rychlostí oscilace (nebo nejvyšší frekvencí) a minimální rychlostí oscilace (nebo nejnižší frekvencí) sinusových vln tvořících signál je známý jako šířka pásma (B) signálu. Šířka pásma tedy představuje maximální frekvenční rozsah obsazený signálem. V případě hlasového signálu, který má minimální frekvenci 300 hertzů a maximální frekvenci 3 300 hertzů, je šířka pásma 3 000 hertzů nebo 3 kilohertz. Zvukové signály obecně zabírají asi 20 kilohertz šířky pásma a standardní video signály zabírají přibližně 6 milionů hertzů nebo 6 megahertzů.
Koncept šířky pásma je ústředním bodem veškerých telekomunikací. Při převodu z analogového na digitální existuje základní věta, že analogový signál může být jedinečně reprezentován samostatnými vzorky rozmístěnými ne více než jeden přes dvojnásobek šířky pásma (1/2B) od sebe. Tato věta se běžně označuje jako vzorkovací věta a vzorkovací interval (1/2 B sekund) se označuje jako Nyquistův interval (po švédském elektrickém inženýrovi Harrym Nyquistovi). Jako příklad Nyquistova intervalu byla v minulé telefonní praxi vzorkována šířka pásma, obvykle stanovená na 3 000 hertzů, nejméně každých 1/6 000 sekund. V současné praxi se odebere 8 000 vzorků za sekundu, aby se zvýšil frekvenční rozsah a věrnost zobrazení řeči.
