Comunicación digital: analógica a digital

La comunicación que se da en nuestro día a día es en forma de señales. Estas señales, como las señales de sonido, generalmente son de naturaleza analógica. Cuando la comunicación debe establecerse a distancia, las señales analógicas se envían por cable, utilizando diferentes técnicas para una transmisión eficaz.

La necesidad de la digitalización

Los métodos convencionales de comunicación utilizaban señales analógicas para comunicaciones de larga distancia, que sufren muchas pérdidas como distorsión, interferencia y otras pérdidas, incluida la brecha de seguridad.

Para superar estos problemas, las señales se digitalizan utilizando diferentes técnicas. Las señales digitalizadas permiten que la comunicación sea más clara y precisa sin pérdidas.

La siguiente figura indica la diferencia entre señales analógicas y digitales. Las señales digitales constan de1s y 0s que indican valores altos y bajos respectivamente.

Ventajas de la comunicación digital

A medida que las señales se digitalizan, existen muchas ventajas de la comunicación digital sobre la comunicación analógica, tales como:

  • El efecto de la distorsión, el ruido y la interferencia es mucho menor en las señales digitales, ya que se ven menos afectadas.

  • Los circuitos digitales son más fiables.

  • Los circuitos digitales son fáciles de diseñar y más económicos que los circuitos analógicos.

  • La implementación del hardware en circuitos digitales es más flexible que la analógica.

  • La ocurrencia de diafonía es muy rara en la comunicación digital.

  • La señal no se modifica ya que el pulso necesita una gran perturbación para alterar sus propiedades, lo cual es muy difícil.

  • Las funciones de procesamiento de señales, como el cifrado y la compresión, se emplean en circuitos digitales para mantener el secreto de la información.

  • La probabilidad de ocurrencia de errores se reduce empleando códigos de detección y corrección de errores.

  • La técnica de espectro ensanchado se utiliza para evitar interferencias de señal.

  • La combinación de señales digitales mediante la multiplexación por división de tiempo (TDM) es más fácil que la combinación de señales analógicas mediante la multiplexación por división de frecuencia (FDM).

  • El proceso de configuración de señales digitales es más fácil que las señales analógicas.

  • Las señales digitales se pueden guardar y recuperar más convenientemente que las señales analógicas.

  • Muchos de los circuitos digitales tienen técnicas de codificación casi comunes y, por lo tanto, se pueden usar dispositivos similares para varios propósitos.

  • La capacidad del canal se utiliza eficazmente mediante señales digitales.

Elementos de la comunicación digital

Los elementos que forman un sistema de comunicación digital están representados por el siguiente diagrama de bloques para facilitar su comprensión.

Las siguientes son las secciones del sistema de comunicación digital.

Fuente

La fuente puede ser un analog señal. Example: Una señal de sonido

Transductor de entrada

Este es un transductor que toma una entrada física y la convierte en una señal eléctrica (Example: micrófono). Este bloque también consta de unanalog to digital convertidor donde se necesita una señal digital para procesos posteriores.

Una señal digital generalmente se representa mediante una secuencia binaria.

Codificador de fuente

El codificador de origen comprime los datos en un número mínimo de bits. Este proceso ayuda a la utilización eficaz del ancho de banda. Elimina los bits redundantes (bits en exceso innecesarios, es decir, ceros).

Codificador de canal

El codificador de canal realiza la codificación para la corrección de errores. Durante la transmisión de la señal, debido al ruido en el canal, la señal puede alterarse y, por lo tanto, para evitar esto, el codificador de canal agrega algunos bits redundantes a los datos transmitidos. Estos son los bits de corrección de errores.

Modulador digital

La señal a transmitir es modulada aquí por una portadora. La señal también se convierte a analógica desde la secuencia digital, para hacerla viajar a través del canal o medio.

Canal

El canal o medio permite que la señal analógica se transmita desde el extremo del transmisor al extremo del receptor.

Demodulador digital

Este es el primer paso en el extremo del receptor. La señal recibida se demodula y se convierte nuevamente de analógica a digital. La señal se reconstruye aquí.

Decodificador de canal

El decodificador de canal, después de detectar la secuencia, realiza algunas correcciones de errores. Las distorsiones que pueden ocurrir durante la transmisión se corrigen agregando algunos bits redundantes. Esta adición de bits ayuda en la recuperación completa de la señal original.

Decodificador de fuente

La señal resultante se vuelve a digitalizar mediante muestreo y cuantificación para que la salida digital pura se obtenga sin pérdida de información. El decodificador de origen recrea la salida de origen.

Transductor de salida

Este es el último bloque que convierte la señal a la forma física original, que estaba en la entrada del transmisor. Convierte la señal eléctrica en salida física (Example: altavoz).

Señal de salida

Esta es la salida que se produce después de todo el proceso. Example - La señal de sonido recibida.

Esta unidad se ha ocupado de la introducción, la digitalización de señales, las ventajas y los elementos de las comunicaciones digitales. En los próximos capítulos, aprenderemos sobre los conceptos de las comunicaciones digitales en detalle.