¿Cuáles son las características de la comunicación digital?

La esencia de una red informática es la comunicación mutua entre computadoras. Por lo tanto, la función más importante de una red informática es la comunicación informática. Dado que la computadora misma procesa números, la red informática es en realidad una especie de digital. comunicación. Precisamente gracias a la aparición de las redes informáticas, la comunicación digital se ha convertido en un método de comunicación muy utilizado.

¿Cuáles son los beneficios de la comunicación digital? ¿Por qué la comunicación digital debe depender de redes informáticas para realizarse plenamente? Para ello, debemos empezar a hablar de comunicación analógica.

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 transmitían información entre sí a través del "lenguaje sonoro", el "lenguaje conductual" y el "lenguaje olfativo". Es posible que hayas visto lindas abejitas bailando alegremente en el aire. De hecho, se están comunicando entre sí. Tal vez muchos de ustedes hayan escuchado a las abejas bailar la figura del "8" cuando eran niños, que es para decirle a sus compañeros: "Es. no muy lejos de aquí hay mucho néctar”.

Después de la aparición de los humanos, los medios de comunicación se volvieron más diversos. En la antigüedad, los chinos aprendieron a utilizar el fuego de baliza para transmitir mensajes. Este es el llamado "el fuego de baliza transmite la guerra y los gansos cisne transmiten cartas a casa". En el campo de batalla de la antigua China, los gongs y los tambores se utilizaban como trompetas. Tocar los tambores conducía al avance y tocar el oro conducía a la retirada.

Cuando apareció la comunicación eléctrica, el ser humano rompió del 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 y en 1844 abrió la primera comunicación telegráfica entre Washington y Baltimore. El teléfono fue inventado por Alexander Graham Bell en Estados Unidos en 1876. En 1894, el italiano Marconi inventó el telégrafo inalámbrico.

Desde la invención de los teléfonos, han existido muchos tipos de teléfonos. Pero no importa cómo se desarrolle, es inseparable de los micrófonos y receptores. Cuando la gente habla por el micrófono, la vibración del sonido hace que el diafragma vibre y un electrodo en el centro del diafragma también vibra. La corriente a través del micrófono cambia con el cambio de la voz que habla y se convierte en la corriente de voz. es el mango del micrófono. Los cambios en el sonido se convierten en cambios en la corriente eléctrica. Bajo la acción de la corriente de voz enviada por el auricular, el campo magnético se vuelve débil y fuerte, lo que hace que el diafragma cambie con el cambio de la corriente de voz, y el oído recibe el sonido emitido, es decir, el auricular convierte el cambios eléctricos en cambios sonoros. Por lo tanto, 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 y se envía al teléfono de la otra parte, luego se restablece en una señal de sonido y la otra parte puede escuchar lo que se escucha. dice la persona del otro lado.

El teléfono es un método de comunicación analógico, que utiliza cambios de corriente para simular cambios de sonido para expresar información original. La televisión que generalmente vemos hoy en día también es un tipo de comunicación analógica. Los cambios en la señal de televisión emitida por la cámara de televisión simulan la intensidad y el color de la luz reflejada por la escena que se está fotografiando.

La formación de señales analógicas es relativamente simple e intuitiva, pero se distorsiona fácilmente por interferencias externas durante el proceso de transmisión, lo que reduce la calidad de la comunicación. La comunicación digital es otro método de comunicación diferente de la comunicación analógica. La transmisión, grabación y procesamiento de señales digitales utilizan señales digitales ("0" y "1"). Debido a que las señales digitales tienen una fuerte antiinterferencia y producen pequeñas distorsiones que son fáciles de eliminar, pueden mejorar en gran medida la calidad de la comunicación y son la tendencia actual en la tecnología de la comunicación.

Características de la comunicación digital

El principio de la comunicación digital moderna es utilizar dos símbolos, "0" y "1", para transmitir datos, texto, sonido, imágenes y otra información. . Del mismo modo, la voz que originalmente era transmitida por un teléfono que transmite señales analógicas luego de ser "digitalizada" también puede transmitirse mediante "códigos" compuestos por dos símbolos, "0" y "1", ordenados y combinados según ciertos reglas. Esto se llama comunicación telefónica digital, también conocida como comunicación por código de pulso. Primero digitaliza la señal telefónica en una cadena de códigos similar a la señal del telégrafo y luego transmite el código a la otra parte. Una vez que la otra parte recibe el código telegráfico, lo restablece a la señal telefónica original, logrando 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, existiendo una tendencia a 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 la comunicación digital de bajo nivel (comunicación telegráfica) apareció muy temprano, la comunicación digital se desarrolló mucho más lentamente que la comunicación analógica durante un largo período histórico. El equipo de comunicación real también se utilizó menos que la comunicación analógica. Hoy en día, la tecnología de comunicación analógica ha alcanzado un nivel muy completo. A través de los equipos de comunicación existentes, los familiares que se encuentran a miles de kilómetros de distancia ya pueden reunirse y conversar como si estuvieran cerca. Además, la razón del desarrollo de la comunicación digital es que, además de las características de las señales digitales en sí, 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 y nosotros Solo escuchará una señal que indica que la línea está ocupada. Sonido "Bip, bip...". 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 estas líneas troncales están ocupadas, los usuarios posteriores no podrán comunicarse. Cuantos más teléfonos haya y cuanto más frecuentemente utilice el teléfono cada usuario, más líneas telefónicas se necesitarán. Si se quiere añadir cables entre las dos centrales telefónicas, estará restringido por obra civil, lo que será más difícil y requerirá una mayor inversión. Al principio, se intentó conectar varias llamadas analógicas al mismo tiempo en un par de líneas troncales. Sin embargo, debido a las malas características de alta frecuencia de la línea, la escasa capacidad antiinterferencias y las graves interferencias, el efecto de la llamada. no fue bueno. Desde principios de la década de 1960, se empezaron a probar las comunicaciones digitales en los teléfonos. Debido a la forma de onda simple de las señales digitales mencionadas anteriormente y a las características distintivas de "0" y "1", las comunicaciones digitales tienen capacidades antiinterferencias extremadamente fuertes y pueden realizarse. en un solo lugar se conectan simultáneamente decenas de pares de llamadas telefónicas en la línea troncal.

Con el desarrollo de la ciencia, los enlaces de comunicación son cada vez más perfectos. En cable y radio, los "amplificadores intermedios" a menudo se instalan adecuadamente a lo largo del 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, este "aliasing" es difícil de eliminar por completo, lo que resulta en una distorsión de la señal en el extremo receptor. Pero para las señales digitales, la señal generalmente tiene solo dos estados. Aunque la forma de la onda se deteriora en el extremo receptor después de transmitirse a una cierta distancia, no necesitamos preocuparnos por la precisión de la forma de onda. Dos estados de la señal digital que podemos utilizar. El dispositivo electrónico regenera la forma de onda del pulso deteriorada y restaura el pulso a su forma 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 militares y de producción, los requisitos para transmitir información digital también están creciendo rápidamente. Actualmente, en la transmisión digital de larga distancia, no es posible utilizar completamente la transmisión directa por cable. Aquí surge una pregunta muy práctica: ¿se pueden transmitir señales digitales utilizando los circuitos analógicos establecidos que se extienden en todas direcciones? Para transmitir señales digitales en circuitos analógicos, se debe instalar un dispositivo de interfaz con modulación y demodulación como cuerpo principal entre el equipo terminal digital y el circuito analógico, generalmente llamado máquina de transmisión de datos. Dado que las señales digitales solo tienen dos estados, "0" y "1", la modulación digital puede entenderse como un proceso similar al de un operador de telégrafo que utiliza una tecla de interruptor para controlar la onda portadora. Por lo tanto, la modulación de la señal digital es muy simple. Hay tres tipos de métodos de modulación:

Modulación de amplitud digital: se refiere al uso de señales digitales para controlar una onda portadora continua, haciendo que la onda portadora sea intermitente. Cuando la onda portadora oscila, significa enviar un ". 1" digital, cuando no hay oscilación de la portadora, significa enviar dígitos "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 y se convierte en una señal más compleja.

Modulación de frecuencia digital: Su idea principal es que cuando se envía el código "1", la frecuencia portadora de la señal digital es f1; cuando se envía el código "0", la frecuencia portadora es f2; La señal se realiza cambiando la frecuencia.

Modulación de fase digital: es decir, controlar la fase de la onda portadora según la señal digital. ¿Qué es la fase? Por ejemplo, hay dos personas A y B corriendo una carrera. Si el ritmo de las dos personas es el mismo y se les ordena comenzar al mismo tiempo, entonces si tomamos una foto en cualquier momento, se verán los pasos. dos personas en la foto siempre serán consistentes. Cuando A levanta la pierna, B también levanta la pierna. Cuando A baja el pie, B también baja el pie. El ritmo de los movimientos es siempre el mismo. En este caso, podemos decir que las dos personas están en "la misma fase"; si a A recibe la orden de comenzar inmediatamente y B duda antes de comenzar, entonces es posible que no estén "en la misma fase". Es posible que cuando A levanta la pierna, B ya haya aterrizado, cuando A aterrizó, B levantó las piernas aunque corrían paso a paso, los movimientos de B siempre fueron un poco más tarde que 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 un valor máximo positivo al mismo tiempo, un valor cero al mismo tiempo y un valor máximo negativo en el momento. Al mismo tiempo, deben estar en el estado "en fase" si uno de ellos comienza tarde. Si es un poco diferente, puede ser diferente. Si uno alcanza un valor máximo positivo mientras que el otro alcanza un valor máximo negativo, se llama "inversión". Generalmente, la señal oscila una vez (una semana) como 360 grados. Si una onda tiene medio período de diferencia respecto a otra onda, decimos que las dos ondas están desfasadas 180 grados, es decir, desfasadas. Al transmitir señales digitales, el código "1" controla la transmisión de la fase de 0 grados y el código "0" controla la transmisión de la fase de 180 grados. La fase inicial de la onda portadora se mueve y con ella se transporta información.

La modulación digital generalmente se logra mediante circuitos digitales. Por lo tanto, tiene las características de rápida transformación de forma 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 analógicas

En aviones que vuelan a través de nubes y niebla, en tanques que avanzan rápidamente y en buques de guerra navegando por el viento y las olas, mantener la comunicación por radio puede ser posible. Se puede decir que es la única manera de mantener un contacto constante con la sede y una estrecha coordinación entre sí. Sin embargo, en las comunicaciones por radio, las ondas de radio se difunden por todas partes, y no solo la otra parte puede recibirlas, sino que también otras personas pueden recibirlas, al igual que cuando una radio transmite, cualquiera puede recibirlas con una radio. El secreto en las comunicaciones es muy importante, especialmente durante las guerras, y la filtración de secretos suele tener consecuencias muy graves. Después de realizar la comunicación digital, es más fácil implementar medidas de cifrado que la comunicación analógica. No requiere muchos equipos complejos, siempre que se utilicen operaciones lógicas simples, puede mantener la confidencialidad y el efecto es mucho mejor que la comunicación analógica. El llamado cifrado consiste en realizar operaciones lógicas como "suma" y "resta" en el código que contiene la información de voz de acuerdo con la contraseña de acuerdo con ciertas reglas, es decir, "agregar" la contraseña al código de voz, haciendo Es un código impredecible. El teléfono digital seguro digitaliza la señal de voz en el extremo emisor y la transmite después del cifrado. Se descifra en el extremo receptor y se restaura a la señal de voz mediante 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 el extremo receptor de su lado puede descifrar y restaurar la señal de voz original.

4. Detectar y controlar errores automáticamente

Por lo general, la psicología general de las personas es que es mejor evitar errores en la transmisión de datos durante la comunicación, y cuanto más precisos, mejor. Sin embargo, en el pasado, debido a las malas características de la línea analógica y a las interferencias externas, era muy probable que se produjeran errores al transmitir datos. La tecnología de control de errores se puede utilizar en las comunicaciones digitales, que puede detectar errores automáticamente y corregirlos de inmediato, y mejorar la calidad de la transmisión.

5. Fácil de combinar con computadoras electrónicas

Obviamente, la comunicación digital es adecuada para combinarse con computadoras digitales, y la computadora procesa las señales, lo que hace que el sistema de comunicación sea más versátil y Flexible, tiene buena aplicabilidad y compatibilidad.

Además, debido a las señales simples utilizadas en la comunicación digital, los requisitos para los circuitos utilizados en los equipos de comunicación son relativamente simples, por lo que el costo es bajo. En la actualidad, la mayoría de los circuitos utilizados en las comunicaciones digitales son circuitos integrados, que tienen las ventajas de simplicidad, ligereza, bajo consumo de energía y dificultad de falla.

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 del uso de computadoras en las comunicaciones, han surgido las redes de comunicaciones informáticas. Todas las redes de comunicación digitales modernas están controladas por computadoras, por lo que desde el punto de vista de la comunicación, es una red de comunicación digital por computadora y, desde el punto de vista de la computadora, es una red de computadoras;

En una central telefónica sencilla, si dos usuarios quieren tener una llamada, sólo necesitan conectar sus teléfonos. Sin embargo, cuando dos de 3 o más usuarios necesitan hablar, no pueden simplemente conectar a todos los usuarios entre sí. Deben pasar por un conmutador telefónico (también llamado centralita), y el conmutador conecta a los dos usuarios especificados para hablar. DE ACUERDO. La capacidad del intercambio de una ciudad puede ser tan grande como decenas de miles o incluso cientos de miles de usuarios, y puede haber cientos de miles de pares de usuarios hablando al mismo tiempo. De esta manera, la conmutación manual no puede cumplir con los requisitos. comunicaciones telefónicas cada vez más ocupadas y se debe utilizar tecnología de conmutación automática avanzada.

El intercambio de señales digitales puede ocurrir de dos maneras. Uno es como un teléfono, la información digital debe enviarse entre sí en dos direcciones de manera oportuna. En este caso, se debe utilizar la conmutación de circuitos, que utiliza control por computadora para conectar la línea de entrada y la línea de salida entre sí. que las dos partes involucradas pueden comunicarse directamente digitalmente la otra es. Este método se llama método de intercambio de información y puede usarse en situaciones donde solo se requiere transmisión unidireccional, como señales telegráficas. La información enviada desde el terminal se almacena primero en el dispositivo de memoria de la computadora y luego la computadora reenvía la información tan pronto como el circuito correspondiente está inactivo.

Normalmente, así es como los ordenadores controlan las llamadas telefónicas. La operación más básica para realizar una llamada en la vida normal es primero levantar el teléfono y luego marcar el número del usuario llamado. El usuario llamado levanta el teléfono y comienza a hablar, y luego cuelga el teléfono después de hablar. Correspondiente a 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 la llamada. está completo.

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 de la llamada de acuerdo con el programa programado al realizar una llamada. En ese momento, la computadora reemplazó por completo la operación del operador y pudo completar el trabajo que el operador no podía hacer de manera muy rápida y precisa, realizando llamadas telefónicas controladas por computadora.

La introducción de las computadoras en la tecnología de intercambio digital le da al intercambio una nueva apariencia y brinda a las personas más comodidad. Por ejemplo, cuando las personas hablan por teléfono y alguien más llama, el método de comunicación anterior solo puede recibirlos en orden. Ahora es posible elegir entre dos convocatorias o convocatorias alternas. En el pasado, sólo después de completar la llamada se podía realizar otra llamada para encontrar a alguien. Ahora los usuarios pueden alternar llamadas entre dos usuarios llamados o formar una conferencia telefónica de tres personas. Hoy en día, los teléfonos también pueden cooperar con los televisores para proporcionar datos de televisión. Los usuarios sólo necesitan marcar un número en el teléfono, y los datos pueden extraerse del centro de datos de televisión 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. La red de comunicación informática puede poner los ordenadores de un centro informático de una ciudad a disposición de muchos usuarios de la ciudad, o también puede ser utilizada por una región o incluso por todo el país. En este momento, las señales de datos generadas por los terminales de datos del usuario y las computadoras deben intercambiarse de manera efectiva dentro de la red de comunicación para formar el intercambio de datos. Con el mayor desarrollo de la comunicación digital, la tecnología informática se aplica a todos los aspectos del campo de la comunicación. Diversos equipos terminales digitales, como teléfonos digitales, faxes digitales y televisores digitales, han aumentado significativamente. Los cables de medios de transmisión existentes, los relés de microondas y las comunicaciones por satélite adoptarán cada vez más la transmisión digital. El intercambio de información también provocará cambios tremendos, que requerirán el procesamiento y control de computadoras.

La comunicación por computadora puede utilizar computadoras para conectar circuitos, o usar la memoria de la computadora para guardar información y luego reenviarla.

El equipo terminal de datos instalado en una ubicación remota tiene circuitos de entrada controlados por el ordenador principal, así como circuitos de salida tales como cinta de papel, tarjetas, impresión y visualización. La información de datos se transmite al controlador de comunicación a través de la línea. El controlador de comunicación es un dispositivo de interfaz que conecta la línea con la unidad central de procesamiento y escanea continuamente cada terminal de entrada. unidad central de procesamiento. Cuando los datos almacenados alcanzan el tamaño de grupo de palabras especificado, la unidad central de procesamiento realiza el procesamiento necesario de los datos y transfiere los resultados a una memoria externa de gran capacidad. Una vez que las líneas de salida, como los datos almacenados en la memoria, están libres, se envían al terminal de la otra parte 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 en los sistemas de defensa aérea, sino que también se utiliza ampliamente en sistemas civiles como banca, ferrocarriles, gestión comercial, gestión de almacenes, meteorología, atención médica, reserva de aviones, edición de periódicos y Recuperación de datos de inteligencia.