Digitale Telekommunikation ist wie geschaffen für Software

Digitale Signale sind Signale, die durch Binärzahlen, “1” oder “0” dargestellt werden. Die Werte 1 und 0 können verschiedenen diskreten Spannungswerten entsprechen, und jedes Signal, das nicht ganz in das Schema passt, wird einfach gerundet. Digitale Signale sind relativ rauschunempfindlich, können jedoch bei übermäßigem Rauschen vollständig zerstört werden. Bei digitalen Signalen kann Rauschen dazu führen, dass eine 1 als 0 interpretiert wird und umgekehrt, wodurch sich die empfangenen Daten von den Originaldaten unterscheiden. Glücklicherweise gibt es Software, die diese Art von Szenarien verhindern, wie Prüfsummen und CRCs, die dem Empfänger mitteilen, wenn ein Bit beschädigt wurde, und den Sender bitten, die Daten erneut zu senden. Der Hauptvorteil digitaler Signale besteht darin, dass sie von einfachen, standardisierten Empfängern und Sendern verarbeitet werden können und das Signal dann in einer Software verarbeitet werden kann (was vergleichsweise kostengünstig ist).

Obwohl analoge Systeme in vielen Fällen günstiger sind als digitale Systeme für die gleiche Anwendung, bieten digitale Systeme viel mehr Effizienz, bessere Leistung und viel größere Flexibilität.

  • 1. Effizienz: Das Source Coding Theorem ermöglicht die Quantifizierung, wie komplex eine bestimmte Nachrichtenquelle ist, und erlaubt es uns, diese Komplexität durch Quellcodierung (Kompression) auszunutzen.
  • 2. Leistung: Aufgrund des Noisy Channel Coding Theorems haben wir ein spezifisches Kriterium, nach dem wir fehlerkorrigierende Codes formulieren können, die uns der fehlerfreien Übertragung so nahe wie möglich bringen. Auch wenn wir Informationen über einen verrauschten Kanal senden, sind digitale Schemata mit Software in der Lage, fehlerfrei zu übertragen.
  • 3. Flexibilität: Digitale Kommunikationssysteme können reellwertige diskrete Zeitsignale, die durch Analog-Digital-Wandlung gewonnen werden können, und symbolisch bewertete Signale (zum Beispiel Computerdaten) übertragen. Zusätzlich zur Fähigkeit der digitalen Kommunikation, eine größere Vielfalt an Signalen als analoge Systeme zu übertragen, können digitale Punkt-zu-Punkt-Systeme in globale (und auch darüber hinaus) Systeme organisiert werden, die eine effiziente und flexible Informationsübertragung ermöglichen. Telefonanlagen nutzen moderne Software statt der rein analogen Systeme der Vergangenheit.