Sinjalet analoge dhe dixhitale - dallimet, avantazhet dhe disavantazhet. Sinjali dixhital dhe analog: cilat janë ngjashmëritë dhe ndryshimet, avantazhet dhe disavantazhet? Kanalet e komunikimit pa tela

Zakonisht nuk na intereson se si funksionon linja telefonike (por jo kur duhet të bërtasim në majë të mushkërive në telefon: "Ju lutem përsërisni, nuk mund të dëgjoj asgjë!").

Kompanitë telefonike ofrojnë një shumëllojshmëri të gjerë shërbimesh për klientët. Nuk është aq e lehtë të kuptosh listat e çmimeve të këtyre shërbimeve - çfarë ofrohet në të vërtetë dhe sa duhet të paguani për cilin shërbim. Ne nuk do të flasim për çmimet në këtë artikull, por do të përpiqemi të zbulojmë se cilat janë ndryshimet midis produkteve dhe shërbimeve telefonike më të ofruara.

LINJA ANALOG, LINJA DIGJITALE

Së pari, linjat mund të jenë analoge dhe dixhitale. Sinjali analog ndryshon vazhdimisht; ka gjithmonë një vlerë specifike, që përfaqëson, për shembull, vëllimin dhe lartësinë e zërit që transmetohet, ose ngjyrën dhe shkëlqimin e një zone të caktuar të imazhit. Sinjalet dixhitale kanë vetëm vlera diskrete. Si rregull, sinjali është ose i ndezur ose i fikur, ose është i pranishëm ose nuk është. Me fjalë të tjera, vlera e tij është ose 1 ose 0.

Linjat analoge telefonike janë përdorur në telefon që nga kohra të lashta. Edhe telefonat pesëdhjetë vjeçarë ka shumë të ngjarë të lidhen me një lak lokal - linjën midis prizës telefonike të shtëpisë dhe centralit telefonik qendror. (Një zyrë qendrore telefonike nuk është një rrokaqiell me shkëlqim në qendër të një qyteti; laku mesatar i pajtimtarëve nuk është më shumë se 2.5 milje (katër kilometra) i gjatë, kështu që një "zyrë qendrore telefonike" zakonisht ndodhet në ndonjë ndërtesë të papërshkrueshme aty pranë.)

Gjatë një bisede telefonike, mikrofoni i integruar në celularin e konverton të folurin në një sinjal analog, i cili transmetohet në centralin telefonik qendror, nga ku shkon ose në një qark tjetër abonenti ose në pajisje të tjera komutuese nëse numri i thirrur është jashtë zonës së mbulimit. të këtij shkëmbimi. Kur telefononi një numër, telefoni gjeneron sinjale brenda brezit të transmetuar në të njëjtin kanal kryesor, duke treguar se për kë synohet thirrja.

Gjatë ekzistencës së tyre, kompanitë telefonike kanë grumbulluar përvojë të gjerë në transmetimin e zërit. Është vërtetuar se diapazoni i frekuencës nga 300 në 3100 Hz është përgjithësisht i mjaftueshëm për të kryer këtë detyrë. Le të kujtojmë se sistemet audio hi-fi janë të afta të riprodhojnë tingull pa shtrembërim në intervalin e frekuencës 20-20000 Hz, që do të thotë se diapazoni i telefonit zakonisht është i mjaftueshëm që pajtimtari të njohë telefonuesin me zë (për aplikacione të tjera kjo diapazoni ka të ngjarë të jetë shumë i ngushtë - për transmetimin e muzikës, për shembull, komunikimi telefonik është plotësisht i papërshtatshëm). Kompanitë telefonike ofrojnë një rënie të qetë në përgjigjen e frekuencës amplitudë në frekuenca të larta dhe të ulëta duke përdorur një kanal telefonik analog prej 4000 Hz.

Centrali qendror telefonik, si rregull, dixhitalizon sinjalin e destinuar për transmetim të mëtejshëm përmes rrjetit telefonik. Me përjashtim të Gilbeth County (Arkansas) dhe Rat Fork (Wyoming), të gjitha rrjetet telefonike amerikane transmetojnë sinjale midis stacioneve qendrore në mënyrë dixhitale. Megjithëse shumë kompani përdorin shkëmbime dixhitale private dhe lehtësira të transmetimit të të dhënave, dhe të gjitha pajisjet ISDN bazohen në kodimin dixhital, unazat e pajtimtarëve janë ende "bastioni i fundit" i komunikimeve analoge. Kjo shpjegohet me faktin se shumica e telefonave në shtëpi private nuk kanë mjete dixhitalizimi të sinjalit dhe nuk mund të punojnë me linja me gjerësi brezi mbi 4000 Hz.

PËR ÇFARË MJAFTON 4000 Hz?

Një modem është një pajisje që konverton sinjalet dixhitale të kompjuterit në sinjale analoge me frekuenca brenda gjerësisë së brezit të një linje telefonike. Rrjedha maksimale e një lidhjeje lidhet drejtpërdrejt me gjerësinë e brezit. Më saktësisht, sasia e xhiros (në bit/sek) përcaktohet nga gjerësia e brezit dhe toleranca e raportit sinjal-zhurmë. Aktualisht, xhiroja maksimale e modemeve - 33.6 Kbps - është tashmë afër këtij kufiri. Përdoruesit e modemëve 28,8 Kbps e dinë mirë se linjat analoge të zhurmshme rrallë ofrojnë xhiron e tyre të plotë, e cila shpesh është shumë më e ulët. Kompresimi, ruajtja në memorie dhe truket e tjera ndihmojnë për të përmirësuar disi situatën, por megjithatë, ne kemi më shumë gjasa të shohim shpikjen e një makinerie me lëvizje të përhershme sesa të shohim ardhjen e modemeve me një gjerësi brezi prej 50 ose të paktën 40 Kbps në të zakonshëm linja analoge.

Kompanitë telefonike zgjidhin problemin e kundërt - dixhitalizojnë sinjalin analog. Për të transmetuar sinjalin dixhital që rezulton, përdoren kanale me një gjerësi brezi prej 64 Kbit/s (ky është standardi botëror). Ky kanal, i quajtur DS0 (sinjal dixhital, niveli zero), është blloku themelor i ndërtimit nga i cili ndërtohen të gjitha linjat e tjera telefonike. Për shembull, mund të kombinoni (termi i saktë është kondensimi) 24 kanale DS0 në një kanal DS1. Duke marrë me qira një linjë T-1, përdoruesi në fakt merr një kanal DS1. Gjatë llogaritjes së xhiros totale të DS1, duhet të kujtojmë se pas çdo 192 bit të dhënash (d.m.th., 8000 herë në sekondë), transmetohet një bit sinkronizimi: një total prej 1.544 Mbps (64000 herë 24 plus 8000).

Linja me qira, linja të ndërruara

Përveç linjës T-1, klienti mund të marrë me qira linja me qira ose të përdorë linja të rregullta komutimi. Duke marrë me qira një qark T-1 ose një linjë të dhënash me shpejtësi të ulët, siç është një shërbim dixhital i telefonit të dhënash (DDS), nga një kompani telefonike, pajtimtari po merr me qira një lidhje të drejtpërdrejtë dhe, si rezultat, bëhet përdoruesi i vetëm i një Qarku 1,544 Mbps (T-1 ) ose 56 Kbit/s (linja me shpejtësi të ulët).

Megjithëse teknologjia e transmetimit të kornizës përfshin ndërrimin e kornizave individuale, shërbimet përkatëse i ofrohen përdoruesit në formën e kanaleve virtuale të komunikimit midis pikave fundore fikse. Nga pikëpamja e arkitekturës së rrjetit, frame rele duhet të konsiderohet një linjë e dedikuar dhe jo një linjë dial-up; Një fakt i rëndësishëm është se çmimi i një shërbimi të tillë me të njëjtën gjerësi bande është dukshëm më i ulët.

Shërbimet komutuese (një shembull i kësaj do të ishte shërbimi i një telefoni të rregullt rezidencial) janë shërbime të blera nga kompania telefonike. Me kërkesë, pajtimtari pajiset me një lidhje nëpërmjet një rrjeti të ndërprerësve publikë në çdo nyje të rrjetit telefonik. Ndryshe nga situata me linjat me qira, në këtë rast tarifa ngarkohet për kohën e lidhjes ose vëllimin aktual të trafikut dhe varet shumë nga frekuenca dhe vëllimi i përdorimit të rrjetit. Shërbimet e komunikimit dixhital mund të ofrohen bazuar në protokollet X.25, Switched 56, ISDN Basic Rate Interface (BRI), ISDN Primary Rate Interface (PRI), Switched Multimegabit Data Service (SMDS) dhe ATM. Disa organizata, si universitetet, hekurudhat ose bashkitë, krijojnë rrjete private duke përdorur çelësat e tyre dhe linjat me qira, dhe ndonjëherë edhe linjat e tyre.

Nëse linja që merrni nga kompania telefonike është dixhitale, atëherë shkëmbimi i të dhënave ndërmjet rrjetit telefonik dhe pajisjes terminale (që është termi i kompanisë telefonike për pajisje të tilla si kompjuterë, faks, telefona video dhe telefona dixhitalë) nuk ndodh. kërkojnë konvertim dixhital në analog dhe për këtë arsye nuk ka nevojë për një modem. Megjithatë, në këtë rast, përdorimi i rrjetit telefonik i imponon disa kërkesa abonentit. Në veçanti, duhet të siguroheni që qarku lokal të përfundojë saktë, që trafiku të kryhet në mënyrë korrekte dhe që të mbështetet diagnostikimi i kompanisë telefonike.

Linja që mbështet protokollin ISDN BRI duhet të lidhet me një pajisje të quajtur NT1 (përfundimi i rrjetit 1). Përveç përfundimit të linjës dhe mbështetjes së procedurave diagnostikuese, pajisja NT1 koordinon një lak abonenti me dy tela me një sistem pajisjeje terminali dixhital me katër tela. Kur përdorni linja dixhitale të marra me qira T-1 ose DDS ose shërbimet e komunikimit dixhital, një njësi shërbimi kanali (CSU) duhet të përdoret si ngarkesë e linjës. CSU punon si një terminator, siguron ngarkesën e saktë të linjës dhe përpunon komandat diagnostikuese. Pajisja terminale e klientit ndërvepron me një njësi të shërbimit të të dhënave (DSU), e cila konverton sinjalet dixhitale në një formë standarde dhe i transmeton ato në CSU. Strukturisht, CSU dhe DSU shpesh kombinohen në një modul të quajtur CSU/DSU. DSU mund të ndërtohet në një router ose multiplekser. Kështu, në këtë rast (megjithëse modemet nuk nevojiten këtu), do të kërkohet instalimi i pajisjeve të caktuara të ndërfaqes.

MEDIA PËR KOMUNIKIM TELEFONIK

Shumica e sytheve analoge të abonentëve mund të ofrojnë një xhiro prej 33.6 Kbps vetëm në kushte shumë të favorshme. Nga ana tjetër, i njëjti kabllo me çift të përdredhur që lidh zyrën me zyrën qendrore mund të përdoret lehtësisht për të ekzekutuar ISDN BRI, duke dhënë 128 Kbps xhiro të dhënash dhe 16 Kbps të tjera për menaxhimin dhe konfigurimin. Per Cfarë bëhet fjalë? Sinjali i transmetuar përmes linjave telefonike analoge filtrohet për të shtypur të gjitha frekuencat mbi 4 kHz. Kur përdorni linja dixhitale, një filtrim i tillë nuk kërkohet, kështu që gjerësia e brezit të çiftit të përdredhur është dukshëm më e gjerë dhe rrjedhimisht rritet xhiroja.

Linjat me qira me kapacitet 56 dhe 64 Kbps janë linja dixhitale me dy ose katër tela (në rastin e fundit, njëra palë përdoret për transmetim dhe tjetra për pritje). Të njëjtat linja janë të përshtatshme si bartës për ofrimin e shërbimeve të komunikimit dixhital, për shembull, rele kornizë ose 56 me ndërprerje. Linjat me katër tela apo edhe kabllot optike përdoren shpesh si bartës për T-1, si dhe ISDN PRI dhe stafetë kornizë . Linjat T-3 ndonjëherë janë kabllo koaksiale, por më shpesh ato bazohen në kabllo optike.

Edhe pse ISDN vazhdon të marrë vëmendjen më të madhe si një mjet për transmetimin e sinjalit me shpejtësi të lartë në distanca të gjata, mjetet më të reja të komunikimit të miljes së fundit (dmth., qarku lokal) janë shfaqur kohët e fundit. PairGain dhe AT&T Paradyne ofrojnë produkte të bazuara në teknologjinë e ciklit të pajtimtarëve dixhital me shpejtësi të lartë (HDSL) të Bellcore. Këto produkte ju lejojnë të barazoni aftësitë e të gjitha sytheve ekzistuese të pajtimtarëve; Duke instaluar pajisje HDSL në të dy skajet e linjës, ju mund të merrni xhiron DS1 (1,544 Mbit/s) në pothuajse të gjitha nyjet ekzistuese të pajtimtarëve. (HDSL deri në 3.7 km e gjatë mund të përdoret në unazat e abonentëve pa përsëritës në rastin e telave standarde me 24 matës. Që linjat e rregullta T-1 të funksionojnë, përsëritësit duhet të instalohen çdo kilometër e gjysmë). Një alternativë ndaj HDSL në arritjen e xhiros së fundit të DS1 është ose përdorimi i kabllos optike (që është mjaft i shtrenjtë) ose instalimi i përsëritësve të shumtë në secilën linjë (jo aq i shtrenjtë sa teknologjia me fibra optike, por gjithsesi jo i lirë). Përveç kësaj, në këtë rast rriten ndjeshëm kostot e kompanisë telefonike, e për rrjedhojë edhe klientit, për të mbajtur linjën në gjendje pune.

Por edhe HDSL nuk është fjala e fundit në teknologji në fushën e rritjes së kapacitetit në miljen e fundit. Pasardhësi i HDSL-së, teknologjia e linjës asimetrike dixhitale të pajtimtarëve (ASDL), pritet të ofrojë xhiro 6 Mbps në një drejtim; xhiroja e tjetrit është dukshëm më e ulët - diçka rreth 64 Kbps. Në mënyrë ideale, ose të paktën në mungesë të një monopoli - duke supozuar se kostoja e shërbimit për klientin është afërsisht e barabartë me koston e tij për kompaninë telefonike - një pjesë e madhe e klientëve mund të përdorin ISDN PRI (ose shërbime të tjera të bazuara në T-1 ) me një kosto , të krahasueshme me çmimin aktual ISDN BRI.

Sot, megjithatë, përkrahësit e ISDN-së ka të ngjarë të kenë pak për t'u shqetësuar; Në shumicën e rasteve, kompanitë telefonike do të zgjedhin të rrisin kapacitetin e linjës dhe të marrin të gjitha fitimet pa ulur koston e shërbimit ndaj klientit. Nuk është aspak e qartë se tarifat për shërbimet duhet të bazohen në sensin e shëndoshë.

Tabela 1. Llojet e shërbimeve telefonike

Sinjali dixhital dhe analog: karakteristikat krahasuese

A është një telekomandë një mjet i njohur komunikimi?

• Shkëmbeni menjëherë mesazhe
• Flisni me disa njerëz në të njëjtën kohë
• E qëndrueshme në përdorim dhe në punë në çdo kusht

Walki-talkies analoge: avantazhet dhe disavantazhet

• Tingulli transmetohet i pakoduar, gjë që është shumë e popullarizuar me shumicën e përdoruesve
• Një gamë e madhe modelesh të ndryshme dhe një përzgjedhje e të gjitha llojeve të aksesorëve
• Lehtësia e funksionimit dhe kuptimi i përdoruesit për përdorimin e frekuencës

• Mund të keni vetëm një bisedë në një kohë në një kanal
• Nevoja për një transmetues dhe marrës të akorduar posaçërisht në të njëjtën frekuencë
• Pamundësia për të përdorur programe të krijuara për biznes

Walki-talkies dixhitale: avantazhet dhe disavantazhet

• Reduktim i shkëlqyeshëm i zhurmës
• Cilësi e shkëlqyer e zërit në çdo distancë
• Mundësia për të zhvilluar disa biseda njëkohësisht në një kanal
• Mundësia e dërgimit të mesazheve të shkurtra
• Dendësi e lartë e kanalit
• Sinjalet merren nga antenat standarde
• Përpunimi dixhital zvogëlon zhurmën e sfondit
• Disponueshmëria e softuerit
• Platforma dixhitale ju lejon të përdorni radiot analoge dhe dixhitale njëkohësisht
• Ju mund të gjurmoni lëvizjen e bashkëbiseduesve në të njëjtin rrjet

• Cmim i larte
• Trajnim i gjatë për përdorim
• Zhurma RF ndërhyn me sinjalin dixhital, mund të ndodhë një gabim

Nga të gjitha sa më sipër, mund të konkludojmë se stacionet radio dixhitale ndryshojnë nga ato analoge duke pasur karakteristika më të larta operacionale dhe funksionale. Avantazhi kryesor i pajisjeve dixhitale është stabiliteti më i lartë i sinjalit në prani të ndërhyrjeve. Kjo është arsyeja pse ato bëhen të njohura.

Çdo sinjal, analog ose dixhital, është një lëkundje elektromagnetike që përhapet në një frekuencë të caktuar, në varësi të çfarë sinjali transmetohet, pajisja që merr këtë sinjal e përkthen atë në informacion tekst, grafik ose audio që është i përshtatshëm për perceptim nga përdoruesi ose pajisja. vetë. Për shembull, një sinjal televiziv ose radio, një kullë ose stacion radio mund të transmetojë një sinjal analog dhe, për momentin, një sinjal dixhital. Pajisja marrëse, duke marrë këtë sinjal, e shndërron atë në imazh ose zë, duke e plotësuar atë me informacion teksti (marrës radio moderne).

Tingulli transmetohet në formë analoge dhe, përmes pajisjes marrëse, shndërrohet në dridhje elektromagnetike, dhe siç u përmend tashmë, dridhjet përhapen në një frekuencë të caktuar. Sa më e lartë të jetë frekuenca e zërit, aq më të larta do të jenë dridhjet, që do të thotë se tingulli në dalje do të jetë më i fortë. Në terma të përgjithshëm, një sinjal analog përhapet vazhdimisht, ndërsa një sinjal dixhital përhapet me ndërprerje (diskrete).

Meqenëse sinjali analog përhapet vazhdimisht, lëkundjet përmblidhen dhe në dalje shfaqet një frekuencë bartëse, e cila në këtë rast është kryesore dhe marrësi është i sintonizuar me të. Në vetë marrësin, kjo frekuencë është e ndarë nga dridhjet e tjera, të cilat tashmë janë shndërruar në zë. Disavantazhet e dukshme të transmetimit duke përdorur një sinjal analog përfshijnë një sasi të madhe ndërhyrjesh, siguri të ulët të sinjalit të transmetuar, si dhe një sasi të madhe informacioni të transmetuar, disa prej të cilave janë të tepërta.

Nëse flasim për një sinjal dixhital, ku të dhënat transmetohen në mënyrë diskrete, ia vlen të theksohen avantazhet e tij të dukshme:

• niveli i lartë i mbrojtjes së informacionit të transmetuar për shkak të kriptimit të tij;
• lehtësia e marrjes së sinjalit dixhital;
• mungesa e "zhurmës" së jashtme;
• transmetimi dixhital mund të sigurojë një numër të madh kanalesh;
• cilësi e lartë e transmetimit - sinjali dixhital siguron filtrimin e të dhënave të marra;

Për të kthyer një sinjal analog në një sinjal dixhital dhe anasjelltas, përdoren pajisje speciale - një konvertues analog në dixhital (ADC) dhe një konvertues dixhital në analog (DAC). ADC është i instaluar në transmetues, DAC është i instaluar në marrës dhe konverton sinjalin diskret në analog.

Për sa i përket sigurisë, pse një sinjal dixhital është më i sigurt se një sinjal analog? Sinjali dixhital transmetohet në formë të koduar dhe pajisja që merr sinjalin duhet të ketë një kod për të deshifruar sinjalin. Vlen gjithashtu të përmendet se ADC mund të transmetojë gjithashtu adresën dixhitale të marrësit, nëse sinjali përgjohet, do të jetë e pamundur ta deshifroni plotësisht atë, pasi një pjesë e kodit mungon - kjo qasje përdoret gjerësisht në komunikimet celulare.

Për ta përmbledhur, ndryshimi kryesor midis një sinjali analog dhe dixhital është struktura e sinjalit të transmetuar. Sinjalet analoge janë një rrymë e vazhdueshme lëkundjesh me amplitudë dhe frekuencë të ndryshme. Një sinjal dixhital përbëhet nga lëkundje diskrete, vlerat e të cilave varen nga mediumi transmetues.

Sinjalet janë kode informacioni që njerëzit përdorin për të përcjellë mesazhe në një sistem informacioni. Sinjali mund të jepet, por nuk kërkohet të merret. Ndërsa një mesazh mund të konsiderohet vetëm një sinjal (ose një grup sinjalesh) që është marrë dhe deshifruar nga marrësi (sinjal analog dhe dixhital).

Një nga metodat e para të transmetimit të informacionit pa pjesëmarrjen e njerëzve ose qenieve të tjera të gjalla ishin zjarret me sinjal. Kur u ngrit rreziku, zjarret ndizeshin radhazi nga një post në tjetrin. Tjetra, ne do të shqyrtojmë metodën e transmetimit të informacionit duke përdorur sinjale elektromagnetike dhe do të ndalemi në detaje në temën sinjal analog dhe dixhital.

Çdo sinjal mund të përfaqësohet si një funksion që përshkruan ndryshimet në karakteristikat e tij. Ky përfaqësim është i përshtatshëm për studimin e pajisjeve dhe sistemeve të inxhinierisë radio. Përveç sinjalit në radio-inxhinieri, ka edhe zhurmë, që është alternativa e saj. Zhurma nuk mbart informacion të dobishëm dhe shtrembëron sinjalin duke ndërvepruar me të.

Vetë koncepti bën të mundur abstragimin nga sasi të veçanta fizike kur merren parasysh dukuritë që lidhen me kodimin dhe dekodimin e informacionit. Modeli matematikor i sinjalit në kërkime lejon që njeriu të mbështetet në parametrat e funksionit të kohës.

Llojet e sinjaleve

Sinjalet e bazuara në mjedisin fizik të bartësit të informacionit ndahen në elektrike, optike, akustike dhe elektromagnetike.

Sipas metodës së vendosjes, sinjali mund të jetë i rregullt ose i parregullt. Një sinjal i rregullt përfaqësohet si një funksion përcaktues i kohës. Një sinjal i parregullt në inxhinierinë radio përfaqësohet nga një funksion kaotik i kohës dhe analizohet nga një qasje probabiliste.

Sinjalet, në varësi të funksionit që përshkruan parametrat e tyre, mund të jenë analoge ose diskrete. Një sinjal diskret që është kuantizuar quhet sinjal dixhital.

Përpunimi i sinjalit

Sinjalet analoge dhe dixhitale përpunohen dhe drejtohen për të transmetuar dhe marrë informacionin e koduar në sinjal. Pasi të nxirret informacioni, ai mund të përdoret për qëllime të ndryshme. Në raste të veçanta, informacioni formatohet.

Sinjalet analoge amplifikohen, filtrohen, modulohen dhe demodulohen. Të dhënat dixhitale gjithashtu mund t'i nënshtrohen kompresimit, zbulimit, etj.

Sinjali analog

Shqisat tona perceptojnë të gjithë informacionin që hyn në to në formë analoge. Për shembull, nëse shohim një makinë që kalon, shohim lëvizjen e saj të vazhdueshme. Nëse truri ynë mund të merrte informacion për pozicionin e tij një herë në 10 sekonda, njerëzit do të goditeshin vazhdimisht. Por ne mund ta vlerësojmë distancën shumë më shpejt dhe kjo distancë është e përcaktuar qartë në çdo moment të kohës.

Absolutisht e njëjta gjë ndodh me informacione të tjera, ne mund të vlerësojmë volumin në çdo moment, të ndjejmë presionin që gishtat tanë ushtrojnë mbi objektet, etj. Me fjalë të tjera, pothuajse të gjitha informacionet që mund të lindin në natyrë janë analoge. Mënyra më e lehtë për të transmetuar një informacion të tillë është me sinjale analoge, të cilat janë të vazhdueshme dhe të përcaktuara në çdo kohë.

Për të kuptuar se si duket një sinjal elektrik analog, mund të imagjinoni një grafik që tregon amplituda në boshtin vertikal dhe kohën në boshtin horizontal. Nëse, për shembull, matim ndryshimin e temperaturës, atëherë një vijë e vazhdueshme do të shfaqet në grafik, duke shfaqur vlerën e saj në çdo moment në kohë. Për të transmetuar një sinjal të tillë duke përdorur rrymë elektrike, duhet të krahasojmë vlerën e temperaturës me vlerën e tensionit. Kështu, për shembull, 35.342 gradë Celsius mund të kodohet si një tension prej 3.5342 V.

Sinjalet analoge përdoreshin në të gjitha llojet e komunikimeve. Për të shmangur ndërhyrjet, një sinjal i tillë duhet të përforcohet. Sa më i lartë të jetë niveli i zhurmës, domethënë interferenca, aq më shumë sinjali duhet të përforcohet në mënyrë që të mund të merret pa shtrembërim. Kjo metodë e përpunimit të sinjalit shpenzon shumë energji duke gjeneruar nxehtësi. Në këtë rast, sinjali i përforcuar mund të shkaktojë vetë ndërhyrje në kanalet e tjera të komunikimit.

Në ditët e sotme, sinjalet analoge përdoren ende në televizion dhe radio, për të kthyer sinjalin hyrës në mikrofona. Por në përgjithësi, ky lloj sinjali po zëvendësohet ose zëvendësohet me sinjale dixhitale kudo.

Sinjali dixhital

Një sinjal dixhital përfaqësohet nga një sekuencë vlerash dixhitale. Sinjalet më të përdorura sot janë sinjalet dixhitale binare, pasi ato përdoren në elektronikën binare dhe janë më të lehta për t'u koduar.

Ndryshe nga lloji i mëparshëm i sinjalit, një sinjal dixhital ka dy vlera "1" dhe "0". Nëse kujtojmë shembullin tonë me matjen e temperaturës, atëherë sinjali do të gjenerohet ndryshe. Nëse voltazhi i furnizuar nga sinjali analog korrespondon me vlerën e temperaturës së matur, atëherë një numër i caktuar pulsesh të tensionit do të furnizohen në sinjalin dixhital për secilën vlerë të temperaturës. Vetë impulsi i tensionit do të jetë i barabartë me "1", dhe mungesa e tensionit do të jetë "0". Pajisja marrëse do të dekodojë pulset dhe do të rivendosë të dhënat origjinale.

Pasi të kemi imagjinuar se si do të duket një sinjal dixhital në një grafik, do të shohim se kalimi nga zero në maksimum është i papritur. Është kjo veçori që lejon pajisjet marrëse të "shikojnë" sinjalin më qartë. Nëse ndodh ndonjë ndërhyrje, është më e lehtë për marrësin të dekodojë sinjalin sesa me transmetimin analog.

Sidoqoftë, është e pamundur të rivendosni një sinjal dixhital me një nivel shumë të lartë zhurme, ndërkohë që është ende e mundur të "nxjerrëni" informacionin nga një lloj analog me shtrembërim të madh. Kjo është për shkak të efektit të shkëmbit. Thelbi i efektit është se sinjalet dixhitale mund të transmetohen në distanca të caktuara, dhe pastaj thjesht të ndalen. Ky efekt ndodh kudo dhe zgjidhet thjesht duke rigjeneruar sinjalin. Aty ku sinjali prishet, duhet të futni një përsëritës ose të zvogëloni gjatësinë e linjës së komunikimit. Përsëritësi nuk e amplifikon sinjalin, por njeh formën e tij origjinale dhe prodhon një kopje të saktë të tij dhe mund të përdoret në çdo mënyrë në qark. Metoda të tilla të përsëritjes së sinjalit përdoren në mënyrë aktive në teknologjitë e rrjetit.

Ndër të tjera, sinjalet analoge dhe dixhitale ndryshojnë edhe në aftësinë për të koduar dhe enkriptuar informacionin. Kjo është një nga arsyet e kalimit të komunikimeve celulare në ato dixhitale.

Sinjali analog dhe dixhital dhe konvertimi dixhital në analog

Duhet të flasim pak më shumë për mënyrën sesi transmetohet informacioni analog përmes kanaleve të komunikimit dixhital. Le të përdorim përsëri shembuj. Siç është përmendur tashmë, zëri është një sinjal analog.

Çfarë ndodh në celularët që transmetojnë informacion përmes kanaleve dixhitale

Tingulli që hyn në mikrofon i nënshtrohet konvertimit analog në dixhital (ADC). Ky proces përbëhet nga 3 hapa. Vlerat individuale të sinjalit merren në intervale të barabarta kohore, një proces i quajtur kampionim. Sipas teoremës së Kotelnikov mbi kapacitetin e kanalit, frekuenca e marrjes së këtyre vlerave duhet të jetë dy herë më e lartë se frekuenca më e lartë e sinjalit. Kjo do të thotë, nëse kanali ynë ka një kufi frekuence prej 4 kHz, atëherë frekuenca e kampionimit do të jetë 8 kHz. Më pas, të gjitha vlerat e zgjedhura të sinjalit janë të rrumbullakosura ose, me fjalë të tjera, të kuantizuara. Sa më shumë nivele të krijohen, aq më e lartë është saktësia e sinjalit të rindërtuar në marrës. Të gjitha vlerat më pas konvertohen në kod binar, i cili transmetohet në stacionin bazë dhe më pas arrin te pala tjetër, që është marrësi. Një procedurë e konvertimit dixhital në analog (DAC) zhvillohet në telefonin e marrësit. Kjo është një procedurë e kundërt, qëllimi i së cilës është të marrë një sinjal në dalje që të jetë sa më identik me atë origjinal. Më pas, sinjali analog del në formën e zërit nga altoparlanti i telefonit.

Një person flet në telefon çdo ditë, shikon kanale të ndryshme televizive, dëgjon muzikë dhe shfleton internetin. Të gjitha komunikimet dhe mjediset e tjera të informacionit bazohen në transmetimin e sinjaleve të llojeve të ndryshme. Shumë njerëz bëjnë pyetje se si informacioni analog ndryshon nga llojet e tjera të të dhënave dhe çfarë është një sinjal dixhital. Përgjigja për to mund të merret duke kuptuar përkufizimin e sinjaleve të ndryshme elektrike dhe duke studiuar dallimet e tyre themelore midis njëri-tjetrit.

Sinjali analog

Një sinjal analog (i vazhdueshëm) është një sinjal informacioni natyror që ka një numër të caktuar parametrash që përshkruhen nga një funksion kohor dhe një grup i vazhdueshëm i të gjitha vlerave të mundshme.

Shqisat njerëzore kapin të gjithë informacionin nga mjedisi në formë analoge. Për shembull, nëse një person sheh një kamion që kalon afër, atëherë lëvizja e tij vërehet dhe ndryshon vazhdimisht. Nëse truri merr informacion për lëvizjen e automjeteve një herë në 15 sekonda, atëherë njerëzit do të binin gjithmonë nën rrotat e tij. Një person vlerëson distancën në çast, dhe në çdo moment në kohë ajo është e përcaktuar dhe e ndryshme.

E njëjta gjë ndodh me informacione të tjera - njerëzit dëgjojnë zërin dhe vlerësojnë volumin e tij, vlerësojnë cilësinë e sinjalit video dhe të ngjashme. Prandaj, të gjitha llojet e të dhënave kanë natyrë analoge dhe ndryshojnë vazhdimisht.

Në një shënim. Sinjalet analoge dhe dixhitale përfshihen në transmetimin e të folurit të bashkëbiseduesve që komunikojnë me telefon, Interneti funksionon në bazë të shkëmbimit të këtyre kanaleve të sinjalit përmes një kablloje rrjeti. Këto lloj sinjalesh janë të natyrës elektrike.

Një sinjal analog përshkruhet nga një funksion matematikor kohor i ngjashëm me një valë sinus. Nëse bëni matje, për shembull, të temperaturës së ujit, duke e ngrohur dhe ftohur periodikisht atë, atëherë grafiku i funksionit do të shfaqë një vijë të vazhdueshme që pasqyron vlerën e tij në çdo periudhë kohore.

Për të shmangur ndërhyrjet, sinjale të tilla duhet të përforcohen duke përdorur mjete dhe pajisje speciale. Nëse niveli i ndërhyrjes së sinjalit është i lartë, atëherë ai duhet të përforcohet më shumë. Ky proces shoqërohet me shpenzime të mëdha të energjisë. Një sinjal radio i përforcuar, për shembull, shpesh vetë mund të bëhet një ndërhyrje për kanalet e tjera të komunikimit.

Interesante të dihet. Sinjalet analoge janë përdorur më parë në të gjitha llojet e komunikimeve. Megjithatë, tani ai po zëvendësohet kudo ose tashmë është zëvendësuar (komunikimet celulare dhe interneti) me sinjale dixhitale më të avancuara.

Televizioni analog dhe ai dixhital ende bashkëjetojnë, por lloji dixhital i transmetimit televiziv dhe radio po zëvendëson me shpejtësi metodën analoge të transmetimit të të dhënave për shkak të avantazheve të tij të rëndësishme.

Për të përshkruar këtë lloj sinjali informacioni, përdoren tre parametra kryesorë:

• frekuenca;
• gjatësia e valës;
• amplituda.

Disavantazhet e një sinjali analog

Një sinjal analog ka vetitë e mëposhtme, të cilat tregojnë ndryshimin e tyre nga versioni dixhital:

1. Ky lloj sinjali karakterizohet nga tepricë. Kjo do të thotë, informacioni analog në to nuk filtrohet - ato mbajnë shumë të dhëna informacioni të panevojshme. Sidoqoftë, është e mundur të kaloni informacion përmes një filtri, duke ditur parametrat shtesë dhe natyrën e sinjalit, për shembull, duke përdorur metodën e frekuencës;
2. Siguria. Ai është pothuajse plotësisht i pafuqishëm ndaj ndërhyrjeve të paautorizuara nga jashtë;
3. Pafuqia absolute përballë llojeve të ndryshme të ndërhyrjeve. Nëse imponohet ndonjë ndërhyrje në kanalin e transmetimit të të dhënave, ajo do të transmetohet e pandryshuar nga marrësi i sinjalit;
4. Nuk ka asnjë diferencim specifik të niveleve të kampionimit - cilësia dhe sasia e informacionit të transmetuar nuk kufizohet në asnjë mënyrë.

Vetitë e mësipërme janë disavantazhet e metodës analoge të transmetimit të të dhënave, në bazë të së cilës mund ta konsiderojmë atë plotësisht të vjetëruar.

Sinjale dixhitale dhe diskrete

Sinjalet dixhitale janë sinjale informacioni artificial, të paraqitura në formën e vlerave të rregullta dixhitale që përshkruajnë parametra specifikë të informacionit të transmetuar.

Për informacion. Në ditët e sotme, përdoret kryesisht një rrymë biti e thjeshtë për t'u koduar - një sinjal dixhital binar. Ky është lloji që mund të përdoret në elektronikën binare.

Dallimi midis llojit dixhital të transmetimit të të dhënave dhe versionit analog është se një sinjal i tillë ka një numër të caktuar vlerash. Në rastin e një transmetimi bit, ka dy prej tyre: "0" dhe "1".

Kalimi nga zero në maksimum në një sinjal dixhital është i papritur, duke i lejuar pajisjet marrëse ta lexojnë atë më qartë. Nëse ndodh zhurma dhe interferenca e caktuar, do të jetë më e lehtë për marrësin të dekodojë një sinjal elektrik dixhital sesa me transmetimin analog të informacionit.

Sidoqoftë, sinjalet dixhitale ndryshojnë nga versioni analog në një pengesë: me një nivel të lartë ndërhyrjeje, ato nuk mund të rikthehen, por është e mundur të nxirren informacion nga një sinjal i vazhdueshëm. Një shembull i kësaj do të ishte një bisedë telefonike midis dy personave, gjatë së cilës fjalë të tëra dhe madje edhe fraza të njërit prej bashkëbiseduesve mund të zhduken.

Ky efekt në mjedisin dixhital quhet efekti i ndërprerjes, i cili mund të lokalizohet duke zvogëluar gjatësinë e linjës së komunikimit ose duke instaluar një përsëritës, i cili kopjon plotësisht llojin origjinal të sinjalit dhe e transmeton atë më tej.

Informacioni analog mund të transmetohet përmes kanaleve dixhitale pasi të kalojë procesin e dixhitalizimit me pajisje speciale. Ky proces quhet konvertim analog në dixhital (ADC). Ky proces gjithashtu mund të rikthehet - konvertimi dixhital në analog (DAC). Një shembull i një pajisjeje DAC do të ishte një marrës televiziv dixhital.

Sistemet dixhitale dallohen edhe nga aftësia për të enkriptuar dhe koduar të dhënat, e cila është bërë një arsye e rëndësishme për dixhitalizimin e komunikimeve celulare dhe internetit.

Sinjali diskret

Ekziston një lloj i tretë informacioni - diskret. Një sinjal i këtij lloji është i ndërprerë dhe ndryshon me kalimin e kohës, duke marrë ndonjë nga vlerat e mundshme (të përshkruara paraprakisht).

Transferimi diskret i informacionit karakterizohet nga fakti se ndryshimet ndodhin sipas tre skenarëve:

1. Sinjali elektrik ndryshon vetëm në kohë, duke mbetur i vazhdueshëm (i pandryshuar) në madhësi;
2. Ai ndryshon vetëm në madhësi, ndërsa mbetet i vazhdueshëm në kohë;
3. Ai gjithashtu mund të ndryshojë njëkohësisht si në madhësi ashtu edhe në kohë.

Diskretiteti ka gjetur aplikim në transmetimin grupor të sasive të mëdha të të dhënave në sistemet kompjuterike.

Bazuar në sa më sipër, mund të përcaktohet se vazhdimësia dhe shumëfishimi i vlerave janë ndryshimet kryesore midis informacionit analog dhe informacionit diskret dhe dixhital. Transmetimi dixhital i të dhënave po zëvendëson transmetimin analog, jo më kot njerëzimi jeton në epokën dixhitale.

Video