Кодирование данных при их цифровой и аналоговой передаче

В основе передачи аналоговых сигналов лежит передача не­прерывного сигнала постоянной частоты, называемого несущим сигналом. Дискретные данные при передаче по аналоговым лини­ям связи модулируются изменением одной из трех характеристик несущего сигнала: амплитуды, частоты или фазы (или некоторой комбинацией из них). Три основные формы модуляции несущего аналогового сигнала при передаче дискретных данных представ­лены на рис. 16.3.

Наиболее общим примером использования дискретных сигна­лов для передачи непрерывных данных является оцифровывание речи. На рис. 16.4 показан базирующийся на одной из основных теорем терии информации пример оцифровывания фрагмента непрерывного сигнала путем разбиения его на части со скоростью, превышающей более чем вдвое частоту оригинала.

Основными достоинствами современной цифровой передачи данных по сравнению с традиционной аналоговой являются, во-пер­вых, относительная дешевизна использования дискретных сигналов, во-вторых, их меньшая подверженность воздействию шумов, а сле­довательно, и большая сопротивляемость к возможному искажению передаваемой информации. Основным же недостатком цифровой пе­редачи по сравнению с аналоговой является более быстрое затухание сигнала при его движении в передающей среде. Затухание дискрет­ного сигнала усиливается как при увеличении расстояния, так и при увеличении частоты смены двоичных импульсов напряжения.

Для устранения негативных последствий затухания сигналов в дис­кретных системах передачи данных через определенное расстояние ис­пользуются устройства-повторители, которые, получая затухающий сигнал, полностью восстанавливают содержащиеся в нем данные (со­стоящие из 0 и 1) и передают далее восстановленный и усиленный сиг­нал. Данные устройства выгодно отличаются от используемых для борь­бы с затуханием сигналов в традиционных аналоговых системах пере­дачи данных устройств-усилителей, которые через определенное расстояние усиливают передаваемый сигнал. Простое усиление энергии принятого сигнала увеличивает также и наложенные на него компонен­ты шума. В этом случае, проходя значительное расстояние через каскад усилителей, смысловое содержание сигнала все более и более теряется. Поэтому современная технология передачи дискретных данных, с помощью непрерывных сигналов также использует аналоги устройств-повторителей, которые извлекают из аналогового сигнала дискретные данные, восстанавливая их, а затем генерируют и передают далее новый, «чистый» аналоговый сигнал.

Рис. 16.3. Базовые модуляции несущего аналогового

сигнала для дискретных данных

Величина сигнала

Рис. 16.4. Оцифровывание аналогового сигнала