¿Cuáles son las características de la comunicación digital?
¿Cuáles son los beneficios de la comunicación digital? ¿Por qué la comunicación digital debe depender de redes informáticas para realizarse plenamente? Por lo tanto, debemos comenzar con la comunicación simulada.
Comunicación y comunicación analógica
La llamada comunicación es en realidad la transmisión de información de un lugar a otro. Mucho antes de que aparecieran los humanos, los animales se comunicaban entre sí mediante el "lenguaje sonoro", el "lenguaje conductual" y el "lenguaje olfativo". Es posible que hayas visto lindas abejitas volando en el aire. De hecho, se están comunicando entre sí. Quizás muchas personas han escuchado el "8" danzado por las abejas cuando eran jóvenes, que es para decirle a sus compañeros: "No está lejos de aquí y hay muchos, muchos nectarios".
Después de la aparición de los humanos , los medios de comunicación se volvieron más coloridos. Los chinos aprendieron a usar hogueras para transmitir mensajes en la antigüedad, es decir, las llamadas "hogueras transmiten informes de guerra y los gansos cisne envían cartas a casa". En los antiguos campos de batalla chinos, los gongs y los tambores se usaban como trompetas, los tambores se usaban para avanzar y el oro para la retirada.
Cuando apareció la comunicación eléctrica, el ser humano rompió el aislamiento y la lentitud y avanzó hacia la apertura, la eficiencia y la civilización. En 1831, Faraday descubrió la ley de la inducción electromagnética. En 1837, Morse utilizó esta ley para inventar la máquina de telégrafo Morse. En 1844, se abrió la primera comunicación telegráfica entre Washington y Baltimore. Alexander Graham Bell en Estados Unidos inventó el teléfono. En 1894, el italiano Marconi inventó la telegrafía inalámbrica.
Desde la invención del teléfono, han existido varios tipos. Pero no importa cómo se desarrolle, no puede prescindir de micrófonos y receptores. Cuando la gente habla por un micrófono, el diafragma vibra debido a la vibración del sonido y un electrodo en el centro del diafragma también vibra. La corriente que pasa a través del micrófono cambia a medida que cambia el sonido, que es como el sonido se convierte en corriente. Bajo la acción de la corriente de voz emitida por el receptor, el campo magnético cambia de débil a fuerte, lo que hace que el diafragma cambie con el cambio de la corriente de voz, y el oído recibe el sonido, es decir, el receptor convierte el cambios eléctricos en cambios sonoros. De esta manera, cuando la gente habla por un lado del teléfono, el sonido se convierte en una corriente eléctrica, que se transmite a través de la línea telefónica al teléfono del otro lado y luego se transforma en una señal sonora para que la persona del otro lado lado también puede escuchar a la persona aquí.
El teléfono es un método de comunicación analógico que utiliza cambios de corriente para simular cambios de sonido para expresar información original. En la actualidad, la televisión que vemos habitualmente también es de comunicación analógica. Los cambios en la señal de televisión emitida por una cámara de televisión simulan la intensidad y el color de la luz reflejada en la escena que se está filmando.
La formación de señales analógicas es simple e intuitiva, pero se distorsionan fácilmente por interferencias externas durante el proceso de transmisión, reduciendo así la calidad de la comunicación; la comunicación digital es otro método de comunicación diferente a la comunicación analógica. Las señales digitales ("0" y "1") se utilizan para la transmisión, grabación y procesamiento de señales digitales. Debido a la fuerte antiinterferencia de las señales digitales, la distorsión durante la producción es pequeña y fácil de eliminar, lo que puede mejorar en gran medida la calidad de la comunicación y es la tendencia actual de la tecnología de la comunicación.
Características de la comunicación digital
El principio de la comunicación digital moderna es utilizar "0" y "1" para transmitir datos, caracteres, sonidos, imágenes y otra información. De la misma manera, la voz que originalmente se transmitía por un teléfono que transmite señales analógicas a digitales también se puede transmitir utilizando dos símbolos, "0" y "1", ordenados y combinados según ciertas reglas para formar un "código" para transmisión. A esto se le llama telefonía digital, también llamada comunicación por código de pulso. Primero digitaliza la señal telefónica en una cadena de códigos similares a las señales telegráficas y luego transmite el código a la otra parte. Una vez que la otra parte recibe el código, lo restablece a la señal telefónica original, logrando así el propósito de transmitir información.
¿Cuáles son las características del uso de señales digitales para su transmisión?
Desde mediados del siglo XX, las comunicaciones digitales se han ido desarrollando día a día, y ha comenzado a surgir la tendencia de que las comunicaciones digitales sustituyan a las analógicas. En la actualidad, se han utilizado ampliamente tanto la comunicación analógica como la comunicación digital. Desde la perspectiva de la historia del desarrollo de las comunicaciones, aunque las comunicaciones digitales de bajo nivel (comunicaciones telegráficas) aparecieron muy temprano, durante un largo período histórico, el desarrollo de las comunicaciones digitales fue mucho más lento que el de las comunicaciones analógicas, y el número de comunicaciones reales El equipo utilizado también fue menor que el de comunicaciones analógicas. Hoy en día, la tecnología de comunicación analógica ha alcanzado un nivel bastante completo. A través de los equipos de comunicación existentes, los familiares que se encuentran a miles de kilómetros de distancia ya pueden verse como si estuvieran cerca.
Además, la razón del desarrollo de la comunicación digital es que, además de las características de las señales digitales, la comunicación digital tiene muchas ventajas sobresalientes sobre la comunicación analógica.
1. La comunicación digital tiene una mayor capacidad antiinterferencias que la comunicación analógica.
Cuando estamos hablando por teléfono, a veces después de marcar el número de la otra parte, la llamada no se puede conectar. Sólo el sonido de "bip, bip..." significa que la línea está ocupada. Esto puede deberse a que la otra parte está hablando con otra persona o a que la línea que conecta los dos teléfonos puede estar ocupada. Debido a que las líneas troncales entre las dos centrales telefónicas son limitadas, si muchas personas llaman al mismo tiempo y ocupan todas estas líneas troncales, los usuarios posteriores no podrán comunicarse. Cuantos más teléfonos haya y cuanto más los utilicen los usuarios, más líneas troncales telefónicas se necesitarán. Si se desea agregar un cable entre dos centrales telefónicas, estará restringido por la construcción civil, lo que será más difícil y requerirá mayor inversión. Al principio, se intentó conectar varios teléfonos analógicos simultáneamente en un par de líneas troncales debido a las malas características de alta frecuencia, la escasa capacidad antiinterferencias, las graves interferencias y la mala calidad de las llamadas. La comunicación digital se ha intentado en los teléfonos desde principios de los años 1960. Debido a que la forma de onda de la señal digital es simple y la diferencia entre "0" y "1" es obvia, la comunicación digital tiene una gran capacidad antiinterferente y puede conectar docenas de pares de teléfonos simultáneamente en un par de líneas troncales.
Con el desarrollo de la ciencia, los enlaces de comunicación se han vuelto cada vez más perfectos. En cable y radiodifusión, a menudo se utiliza agregar un "amplificador intermedio" en el camino para amplificar la señal de modo que la señal siempre mantenga una cierta intensidad. La señal se debilitará después de transmitirse a una cierta distancia y puede tener un "alias". Para la transmisión de señales analógicas, aunque la señal se puede fortalecer mediante amplificación, es difícil eliminar por completo este "aliasing", lo que resulta en una distorsión de la señal en el extremo receptor. Sin embargo, para las señales digitales, generalmente sólo existen dos estados. Aunque la forma de la onda en el extremo receptor empeora después de una cierta distancia de transmisión, no tenemos que preocuparnos por la precisión de la forma de onda. Siempre que se puedan identificar los dos estados de la señal digital, se pueden utilizar equipos electrónicos para regenerar la forma de onda del pulso degradada y restaurarla a la forma del pulso original. Con la regeneración, la calidad de la transmisión es casi independiente de la distancia.
2. Las señales digitales son más fáciles de modular que las señales analógicas.
Con el desarrollo de las necesidades productivas y militares, la necesidad de transmitir información digital también ha aumentado rápidamente. Actualmente, no es posible utilizar completamente la transmisión directa por cable para la transmisión digital a larga distancia. Aquí surge una pregunta muy práctica: ¿es posible transmitir señales digitales utilizando circuitos analógicos establecidos que se extiendan en todas direcciones? Para transmitir señales digitales en circuitos analógicos, es necesario instalar un dispositivo de interfaz con un módem como cuerpo principal, generalmente llamado transmisor de datos, entre el equipo terminal digital y el circuito analógico. Dado que las señales digitales solo tienen dos estados: "0" y "1", la modulación digital puede entenderse como un proceso en el que el operador utiliza una tecla de interruptor para controlar la onda portadora, por lo que la modulación de la señal digital es muy simple. Hay tres métodos de modulación * * *:
Modulación de amplitud digital: se refiere al uso de señales digitales para controlar una portadora continua para hacer que la portadora sea intermitente. Cuando hay oscilación de la portadora, significa enviar un código "1". ; cuando no hay oscilación de la portadora, significa enviar código "0". Después de la modulación de amplitud digital, la onda portadora ya no es una simple onda sinusoidal, sino que cambia con el estado de la señal digital para convertirse en una señal más compleja.
FM digital: La idea principal es que cuando se envía el código "1", la frecuencia portadora de la señal digital es f 1; cuando se envía el código "0", la frecuencia portadora es f2, y el reconocimiento de la señal se logra cambiando la frecuencia.
Modulación de fase digital: es decir, controlar la fase de la portadora en base a señales digitales. ¿Qué es la fase? Por ejemplo, hay dos personas, A y B, corriendo una carrera. Si dos personas siguen el mismo ritmo y comienzan al mismo tiempo con un comando, entonces podremos tomar fotografías en cualquier momento, y los pasos de las dos personas en la foto siempre serán los mismos. A levanta la pierna y B también levanta la pierna. Cuando A queda aturdido, B también queda aturdido. El ritmo de la acción es siempre el mismo. En este caso, podemos decir que los dos están en fase; si le das al siguiente equipo una orden para comenzar inmediatamente, pero B retrasa el inicio, entonces es posible que no estén "en fase". Quizás cuando A levanta la pierna, B ya se ha calmado, y después de que A se ha calmado, B levanta la pierna. Aunque todos corren paso a paso, los movimientos de B siempre son un poco posteriores a los de A. Lo mismo ocurre con las señales. Si dos portadoras con la misma frecuencia comienzan a oscilar al mismo tiempo y las dos frecuencias alcanzan el valor máximo positivo, el valor cero y el valor máximo negativo al mismo tiempo, deberían estar en un estado "en fase"; uno de ellos comienza un poco más tarde, puede ser diferente. Si uno alcanza un valor máximo positivo y el otro alcanza un valor máximo negativo, se denomina "inversión". Generalmente, la señal oscila una vez (una vez por semana) durante 360 grados.
Si la diferencia de fase entre una onda y otra es de medio período, decimos que las dos ondas están desfasadas 180 grados, es decir, desfasadas. Al transmitir señales digitales, el código "1" controla la fase de transmisión de 0 grados y el código "0" controla la fase de transmisión de 180 grados. La fase inicial del transportista se desplaza, trayendo la información.
La modulación digital suele completarse mediante circuitos digitales. Por lo tanto, tiene las características de conversión rápida de formas de onda, ajuste y prueba convenientes, tamaño pequeño y alta confiabilidad del equipo. Este método es ampliamente utilizado en las comunicaciones digitales.
3. Las señales digitales son más confidenciales que las señales analógicas.
En aviones que vuelan a través de nubes y niebla, en tanques con minas que se mueven rápidamente y en buques de guerra que avanzan a través de ondas, se puede decir que la comunicación por radio es la única forma de mantener un contacto constante y una estrecha coordinación con el cuartel general. Pero en la comunicación por radio, las ondas de radio están esparcidas por todas partes, no solo la otra parte puede recibirlas, sino que otros también pueden recibirlas, al igual que cuando se transmite, cualquiera puede recibirlas por radio. El secreto en las comunicaciones es muy importante, especialmente en tiempos de guerra, cuando la filtración de secretos a menudo puede tener consecuencias muy graves. Una vez implementada la comunicación digital, es más fácil implementar medidas de cifrado que la comunicación analógica y no requiere una gran cantidad de equipos complejos. Siempre que se utilicen operaciones lógicas simples, se puede lograr la confidencialidad y el efecto es mucho mejor que la comunicación analógica. El llamado cifrado consiste en sumar y restar códigos que contienen información de voz de acuerdo con ciertas reglas, es decir, "agregar" una contraseña al código de voz para hacerlo impredecible. El teléfono digital seguro digitaliza la señal de voz en el extremo emisor, la cifra y la transmite, la descifra en el extremo receptor y la restaura a la señal de voz después de una transformación inversa. Incluso si el enemigo intercepta el código de voz cifrado en el aire, no podrá conocer el contenido de la señal por un tiempo, pero podrá descifrar y restaurar la señal de voz original en su propio extremo receptor.
4. Detección y control automático de errores
Normalmente, la psicología general de las personas es que no debe haber errores en la transmisión de datos durante la comunicación, y cuanto más precisos, mejor. Sin embargo, en el pasado, era probable que se produjeran errores al transmitir datos debido a las malas características de las líneas analógicas y a interferencias externas. La tecnología de control de errores se puede utilizar en las comunicaciones digitales para detectar errores automáticamente y corregirlos inmediatamente para mejorar la calidad de la transmisión.
5. Es fácil de combinar con ordenadores electrónicos.
Obviamente, la comunicación digital es adecuada para combinarse con computadoras electrónicas digitales, y las señales son procesadas por la computadora, lo que hace que el sistema de comunicación sea más versátil y flexible, con buena aplicabilidad y compatibilidad.
Además, debido a que las señales utilizadas en la comunicación digital son simples y los requisitos de circuito para los equipos de comunicación son relativamente simples, el costo es bajo. Actualmente, la mayoría de los circuitos utilizados en las comunicaciones digitales son circuitos integrados, los cuales tienen las ventajas de simplicidad, portabilidad, bajo consumo de energía y resistencia a fallas. Con el desarrollo de circuitos integrados a gran escala, los costos de los equipos se podrán reducir aún más, los equipos de comunicación digital serán cada vez más comunes y sus aplicaciones serán cada vez más amplias.
Comunicaciones digitales y redes informáticas
Con el desarrollo de las comunicaciones digitales, especialmente después de que se utilizan las computadoras en las comunicaciones, surgieron las redes de comunicaciones informáticas. Todas las redes de comunicación digitales modernas están controladas por computadoras, por lo que desde una perspectiva de comunicación, es una red de comunicación digital por computadora; desde una perspectiva de computadora, esta es una red de computadoras;
En una simple centralita de red telefónica, si dos usuarios quieren hablar, sólo necesitan conectar sus teléfonos. Sin embargo, cuando dos de tres o más usuarios necesitan hablar, no todos los usuarios pueden simplemente conectarse entre sí. Deben conectar dos usuarios designados a través de una central telefónica (también llamada conmutador). La capacidad de conmutación de una ciudad puede llegar a decenas de miles o incluso cientos de miles de usuarios, y cientos de usuarios pueden hablar al mismo tiempo. De esta manera, la conmutación manual ya no puede satisfacer los requisitos de unas comunicaciones telefónicas cada vez más ocupadas, y se debe utilizar tecnología de conmutación automática avanzada.
Existen dos formas de intercambiar señales digitales. En primer lugar, al igual que una llamada telefónica, la información digital debe transmitirse en ambas direcciones en el tiempo. En este momento, se debe utilizar el método de conmutación de circuito, es decir, la línea de entrada y la línea de salida están conectadas entre sí bajo control de computadora, de modo que las dos partes involucradas puedan comunicarse directamente digitalmente, el otro método se llama intercambio de información; que se puede utilizar en situaciones en las que solo se requiere transmisión unidireccional, como señales de telégrafo. La información enviada por el terminal se almacena primero en el dispositivo de almacenamiento de la computadora y luego la computadora reenvía la información mientras el circuito correspondiente esté inactivo.
Normalmente, así es como una computadora controla un teléfono. La operación más básica para realizar una llamada en la vida diaria es primero levantar el teléfono y luego marcar el número del usuario llamado. El usuario llamado levanta el teléfono, comienza a hablar y luego lo cuelga.
En correspondencia con esta serie de operaciones, el conmutador debe completar las siguientes seis secuencias de conmutación: enviar tono de marcado, recibir tono de marcado, analizar los dígitos marcados, "llamar" al usuario llamado, conectar la llamada y cortar el circuito después de finalizar la llamada. terminado.
Si la secuencia de intercambio anterior se programa en un programa correspondiente y una serie de instrucciones y se almacena en la computadora, la computadora controlará la conexión del teléfono de acuerdo con el programa programado al realizar una llamada. En este momento, la computadora reemplaza completamente la operación del operador y puede completar de manera rápida y precisa el trabajo que el operador no puede hacer y realizar el control por computadora de la llamada.
La introducción de la tecnología de intercambio digital en las computadoras ha aportado una nueva apariencia al intercambio y ha brindado a las personas más comodidad. Por ejemplo, si una persona está hablando por teléfono y otra está llamando, el método de comunicación anterior solo se puede recibir en secuencia. Ahora puedes elegir entre dos llamadas o una llamada alternativa. En el pasado, la gente sólo podía marcar un número después de realizar una llamada. Los usuarios ahora pueden alternar llamadas entre dos interlocutores llamados o realizar una conferencia telefónica con tres personas. Actualmente, los teléfonos también pueden funcionar con televisores para proporcionar datos de televisión. Los usuarios solo necesitan marcar un número en el teléfono y los datos se pueden extraer del centro de datos del televisor y presentarse en la pantalla del televisor para que los usuarios los seleccionen y revisen.
En un campo más amplio, la combinación de tecnología de redes informáticas y tecnología de comunicación digital forma una red de comunicación informática. Las redes de comunicación informática pueden hacer que los ordenadores del centro informático de una ciudad estén disponibles para muchos usuarios de la ciudad, de una región o incluso de todo el país. En este momento, las señales de datos generadas por el terminal de datos del usuario y la computadora deben intercambiarse de manera efectiva en la red de comunicación para formar el intercambio de datos. Con el mayor desarrollo de la comunicación digital, la tecnología informática se ha aplicado a todos los aspectos del campo de la comunicación. Los equipos terminales digitales, como teléfonos digitales, faxes digitales y televisores digitales, han aumentado significativamente. Los cables de medios de transmisión existentes, los repetidores de microondas y las comunicaciones por satélite utilizarán cada vez más la transmisión digital. El intercambio de información también provocará grandes cambios, que requieren urgentemente ordenadores para su procesamiento y control.
La comunicación por computadora puede usar una computadora para conectar circuitos, o usar la memoria de la computadora para guardar información y luego reenviarla. Los equipos terminales de datos remotos tienen circuitos de entrada controlados por la computadora principal, así como circuitos de salida tales como cintas de papel, tarjetas, impresión y visualización. La información de datos se transmite al controlador de comunicación a través de líneas. El controlador de comunicaciones es el dispositivo de interfaz que conecta las líneas a la unidad central de procesamiento. Escanea continuamente todas las entradas y, si hay algún dato que deba procesarse, se envía a la CPU y se almacena en la memoria. Cuando los datos almacenados alcanzan el grupo de palabras especificado, la unidad central de procesamiento realiza el procesamiento necesario de los datos y transfiere los resultados a la memoria externa de gran capacidad. Una vez que los datos almacenados en la memoria y otras líneas de salida están disponibles, se envían a otro terminal a través de la unidad central de procesamiento y el controlador de comunicaciones. Este método de intercambio de información no sólo se utiliza en el ejército, como los sistemas de defensa aérea, sino que también se utiliza ampliamente en sistemas civiles, como la banca, los ferrocarriles, la gestión comercial, la gestión de almacenes, la meteorología, la atención médica, la reserva de billetes, la edición de periódicos, y recuperación de información.