Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
1

Почему в последнее время цифровые технологии связи вытесняют аналоговые?

Genevieve [715] более месяца назад
категория: наука и техника
3

По множеству причин. И даже трудно выделить, какая из них главная.

Во-первых, аналоговая связь шумит. Шумит сам тракт передачи - усилители, передатчики, приёмники и т. д. Даже провода - потому что длинный провод это просто-напросто антенна, которая насасывает в себя из окружающего пространства всякой дряни, и приходится довольно сильно изощряться, чтоб минимизировать внешние помехи.

Во-вторых, аналоговая связь требует довольно широкой полосы частот. Для речи это минимум 3 кГц, для высококачественной передачи звука минимум 20 кГц, для передачи движущихся изображений это уже мегагерцы. Чтобы два сигнала друг другу не мешали, они должны быть разнесены по частоте. Меж тем полоса частот - она не резиновая. Это ограниченный ресурс, именно поэтому использование частотного диапазона довольно жёстко регламентируется.

В-третьих, аналоговая связь не является криптоустойчивой. То есть аналоговый сигнал легко перехватить, причём ни на приёмной, ни на передающей стороне даже не догадаются, что их не двое, что их ещё и товарищ капитан (а может даже герр гауптман) слушает.

В-четвёртых, аналоговая связь - это связь реального времени. Организовать задержанную передачу информации (буферизацию) в системе аналоговой связи весьма затруднительно. Ну то есть не невозможно, конечно, но - не халява (например, системы с использованием специальных магнитофонных устройств).

В-пятых - сложность обработки информации, если такая обработка нужна (частотная фильтрация, коррекция, свёртки сигналов, различные эффекты и т. д.)

И, надо полагать, ещё ещё в-шестых, в-десятых и в-двадцатых...

А теперь посмотрим, что может предложить связь цифровая.

Во-первых, помехозащищённость и отсутствие шумов тракта передачи. Искажения, вносимые в аналоговый сигнал трактом передачи, принципиально неустранимы. Если вместо 100 мВ вот в эту миллисекунду пришло 102 мВ - то привет, поезд ушёл, так и будете жить с ненастоящим сигналом. В цифровом тракте надо не 100 мВ отличить от 102, а отличить 1 от 0. Что, ясен пень, куда как проще. Более того, парактически все системы передачи цифровых сигналов работают "с избыточностью" - в сигнал специально добавляются лишние биты, по которым можно проверить целостность передачи информации, а иногда даже на лету исправлять ошибки. И как минимум появляется возможность выловить сам факт ошибки и запросить повторную передачу пакета, пришедшего с ошибками.

Во-вторых, при цифровой передаче можно использовать разные методы сжатия информации. Это особено наглядно проявляется в передачи ТВ изображения, когда за счёт сжатия можно добиться потока в сотые доли бита на пиксель. Вдумайтесь - сотые доли вместо обычных 24 бит! То есть эффективность сжатия достигает десятков и сотен. Даже для сигналов звука - сравните, сколько музыки помещается на MP3-диск и сколько - на обычный компакт-диск, без сжатия. Тем самым в тот же самый диапазон частот (ресурс, как мы помним, ограниченный), занимаемый одним каналом передачи аналогового сигнала, можно впихнуть несколько цифровых, каждый из которых эквивалентен по объёму этому аналоговому. Кстати, именно этим - возможностью в той же полосе частот передавать куда больше каналов - и вызван переход на цифровое телевидение.

В-третьих, цифровые данные можно зашифровать. Что сразу делает цифровую связь криптоустойчивой. Данные, зашифрованные каким-нибудь 256-битовым ключом, уже чертовски сложно расшифровать, на это потребуется несколько недель работы суперкомпьютера. А уж если ключ 1024-битовый, то современной технике не хватит всего возраста Вселенной, чтоб расшифровать перехваченное сообщение...

В-четвёртых в цифровой системе буферизация делается на раз. Память и два счётчика. Хотите - аппаратные, хотите - программные. Вовсю используется в мобильной связи и в квазидуплексных системах, когда реальная передача идёт полудуплексом (то есть информация в каждый момент идёт только в одну сторону - либо туда, либо оттуда), но за счёт буферизации абоненты этого не ощущают, для них оба сигнала выглядят непрерывающимися.

В-пятых, современные схемы цифровой обработки (DSP, цифровые сигнал-процессоры) могут реализовать практически любой вил обработки информации. Преобразование Фурье, фильтрацию с любой характеристикой фильтра, даже и не реализуемой аналоговыми методами, перенос спектра по частоте, эхо-эффект, любые предыскажения... да что угодно.

система выбрала этот ответ лучшим
0

В любой системе связи (хоть аналоговой, хоть цифровой) осуществляется обработка сигнала - кодирование, уплотнение, фильтрация, модуляция, декодирование и еще множество других. Так уж получилось, что схемотехника аналоговой обработки допускает весьма ограниченное количество алгоритмов преобразования (рекорд наверное в реализации цветного телевидения в полосе черно-белого на цветоразностных матрицах).

Цифровая обработка дает на многие порядки больше возможностей. Реализовать даже jpeg на аналоге скорее всего практически невозможно. Вот и перешли.

0

Цифровой сигнал намного лучше в плане помехозащищенности и возможностей.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
Быстрая регистрация
OpenID