通信システムの構成

通信システムとは、情報伝達プロセスを完了するために使用される技術システムの総称です。現代の通信システムは主に自由空間での電磁波の伝播と誘導媒体での伝送機構によって実現されており、前者を無線通信システム、後者を有線通信システムと呼びます。

基本システム

通常、ソース (送信デバイス)、シンク (受信デバイス)、チャネル (送信) で構成されます。メディア）およびその他のコンポーネントは、コミュニケーションの 3 要素として知られています。

方法

ソースからのメッセージ (言語、テキスト、画像、またはデータ) は、まず端末装置 (電話、テレタイプライター、FAX など) によって送信されます。ベースバンド信号は、データ端末装置など）を電気信号に変換し、送信端装置によって符号化、変調、増幅または送信された後、伝送媒体での伝送に適した形式に変換され、送信された後、伝送媒体を介して、メッセージは受信側で処理されます。受信デバイスは逆変換を実行し、メッセージを受信者に復元します。この種のポイントツーポイント通信は、ほとんどが双方向伝送です。したがって、通信オブジェクトの両端には発信デバイスと受信デバイスが存在します。

分類

通信システムは、使用される伝送媒体に応じて 2 つのカテゴリに分類できます。 ① 一般に使用される通信ケーブルなどの金属導体を伝送媒体として使用する。等 伝送媒体としてケーブルを使用する通信システムを有線電気通信システムといいます｡ ② 大気、宇宙、水、岩石、土壌その他の伝送媒体中を電波を伝播させて通信を行う通信システムであり、この通信システムは無線通信システムといいます。光通信システムにも「有線」と「無線」があり、使用する伝送媒体はそれぞれ光ファイバー、大気、宇宙、水などです。

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通信システムは、さまざまな通信サービス (つまり、送信される情報の種類) に応じて、電話、電信、FAX、データ通信システムなどに分類できます。時間的に連続的に変化する信号はアナログ信号 (電話など) と呼ばれ、時間的に離散的で振幅値も離散的な信号はデジタル信号 (電信など) と呼ばれます。アナログ信号は、アナログ - デジタル変換 (サンプリング、量子化、エンコード プロセスを含む) を通じてデジタル信号に変換することもできます。通信システムにおいて伝送されるベースバンド信号がアナログ信号である場合、そのシステムはアナログ通信システムと呼ばれ、伝送されるベースバンド信号がデジタル信号である場合、その通信システムはデジタル通信システムと呼ばれる。

通信システムはすべて、騒がしい環境で動作します。アナログ通信システムを設計する場合、最小平均二乗誤差基準が採用されます。つまり、受信端から出力される信号対雑音比が最大になります。デジタル通信システムを設計する際には、最小誤り確率基準が採用されます。つまり、選択された伝送媒体とノイズの統計的特性に基づいて、最適な変調方式が選択され、最適な信号と最適な受信機が設計されます。

アナログ通信

アナログ通信とは、アナログ信号をチャネル上でソースからシンクに伝送する通信方式を指します。導体に抵抗があるため、信号の直接伝送距離をあまり長くすることができませんが、これを解決するには、アナログ信号を搬送波で伝送します。搬送波とは、信号を送信するために変調された波形を指し、通常は高周波発振正弦波です。このように、搬送波上でアナログ信号を変調すると、直接送信よりもはるかに遠くまで送信できます。一般に、正弦波の周波数は変調信号の帯域幅よりもはるかに高い必要があります。そうしないと、エイリアシングが発生し、送信信号が歪んでしまいます。

アナログ通信システムは通常、信号源、変調器、チャネル、復調器、信号シンク、およびノイズ源で構成されます。

アナログ通信の利点は、直感的で実装が簡単であることですが、機密性が低く、耐干渉性が弱いという点があります。アナログ通信チャネルで送信される信号のスペクトルは比較的狭いため、多重化によってチャネルの利用率を向上させることができます。

デジタル通信

デジタル通信とは、デジタル信号をチャネル上でソースからシンクに伝送する通信方式を指します。アナログ通信と比較すると、強力な耐干渉性とノイズ蓄積がないこと、長距離伝送が可能で品質が確保できること、さまざまな通信ビジネス要件に適応でき、総合的な処理が容易であること、伝送されるバイナリデジタル信号が高精度に伝送できることなどの利点があります。コンピュータが直接受信して処理するため、大規模集積回路で実現しやすく、通信機器の集積化が容易である、暗号化処理が容易であり、セキュリティを確保しやすい。

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