數字通訊 - 模擬到數字
我們日常生活中發生的通訊是以訊號的形式存在的。這些訊號，例如聲音訊號，通常是模擬的。當需要建立遠距離通訊時，模擬訊號透過電線傳輸，並使用不同的技術來實現有效的傳輸。
數字化的必要性
傳統的通訊方法使用模擬訊號進行遠距離通訊，這會造成許多損耗，例如失真、干擾和其他損耗，包括安全漏洞。
為了克服這些問題，使用不同的技術對訊號進行數字化。數字化訊號允許通訊更加清晰和準確，不會造成損失。
下圖顯示了模擬訊號和數字訊號的區別。數字訊號由1和0組成，分別表示高電平和低電平。
數字通訊的優勢
由於訊號已數字化，數字通訊比模擬通訊具有許多優勢，例如：
數字訊號受失真、噪聲和干擾的影響要小得多，因為它們受影響較小。
數位電路更可靠。
數位電路的設計比類比電路更容易，成本也更低。
數位電路的硬體實現比類比電路更靈活。
數字通訊中串擾的發生非常罕見。
由於脈衝需要很大的干擾才能改變其特性，因此訊號不會被改變，這非常困難。
數位電路中採用加密和壓縮等訊號處理功能來維護資訊的機密性。
透過採用檢錯碼和糾錯碼來降低錯誤發生的機率。
使用擴頻技術來避免訊號干擾。
使用時分多路複用 (TDM) 組合數字訊號比使用頻分多路複用 (FDM) 組合模擬訊號更容易。
數字訊號的配置過程比模擬訊號更容易。
數字訊號比模擬訊號更方便儲存和檢索。
許多數位電路幾乎具有相同的編碼技術，因此類似的裝置可用於多種用途。
數字訊號有效地利用了通道的容量。
數字通訊的組成部分
為方便理解，數字通訊系統組成的部分用下圖的框圖表示。
以下是數字通訊系統的各個部分。
信源
信源可以是模擬訊號。例如：聲音訊號
輸入感測器
這是一個感測器，它接收物理輸入並將其轉換為電訊號（例如：麥克風）。此模組還包含一個模擬到數字轉換器，在需要數字訊號進行進一步處理時使用。
數字訊號通常用二進位制序列表示。
信源編碼器
信源編碼器將資料壓縮到最少的位元數。此過程有助於有效利用頻寬。它去除冗餘位（不必要的冗餘位，即零）。
通道編碼器
通道編碼器進行糾錯編碼。在訊號傳輸過程中，由於通道噪聲，訊號可能會發生改變，因此為了避免這種情況，通道編碼器會向傳輸資料新增一些冗餘位。這些是糾錯位。
數字調製器
此處將待傳輸的訊號透過載波調製。為了使其能夠透過通道或介質傳輸，訊號還從數字序列轉換為模擬訊號。
通道
通道或介質允許模擬訊號從發射端傳輸到接收端。
數字解調器
這是接收端的第一個步驟。接收到的訊號被解調並再次從模擬轉換為數字。訊號在此處被重建。
通道解碼器
通道解碼器在檢測到序列後進行一些糾錯。傳輸過程中可能發生的失真透過新增一些冗餘位來糾正。新增這些位有助於完全恢復原始訊號。
信源解碼器
透過取樣和量化再次對所得訊號進行數字化，以便獲得純數字輸出，而不會丟失資訊。信源解碼器重建信源輸出。
輸出感測器
這是最後一個模組，它將訊號轉換為原始物理形式，該形式在發射機的輸入端。它將電訊號轉換為物理輸出（例如：揚聲器）。
輸出訊號
這是整個過程產生的輸出。例如 - 接收到的聲音訊號。
本單元介紹了數字通訊的介紹、訊號數字化、優勢和組成部分。在接下來的章節中，我們將詳細學習數字通訊的概念。