デジタル通信とは、2 つ以上のデバイス間でデジタル データを転送するプロセスです。これには、テキスト、画像、音声、ビデオが含まれます。デジタル通信はコンピューター サイエンスにおいて重要な役割を果たしており、インターネットからモバイル ネットワークまで、現代のコンピューティングのほぼすべての側面に影響を与えています。
デジタル データは、2 進数、つまりビットを使用して表されます。各ビットは 0 または 1 の値を持ちます。複雑なデータ タイプは、これらのビットをバイト (8 ビット)、キロバイト (1024 バイト) などのより大きな構造に組み合わせて表されます。たとえば、ASCII エンコードの文字「A」は 01000001 として表されます。
エンコードとは、データを特定の形式に変換して、効率的に送信または保存することです。変調とは、デジタル データを電話回線や電波などの通信媒体で伝送できるアナログ信号に変換するプロセスです。一般的な変調技術は振幅偏移変調 (ASK) で、搬送信号の振幅がデジタル データ ビットに応じて変化します。
デジタル データは、有線や無線など、さまざまな媒体を介して送信できます。一般的な有線媒体には、同軸ケーブル、光ファイバー、ツイストペア ケーブルなどがあり、無線送信では空気または空間を経由する電磁波が使用されます。
ネットワーク プロトコルは、ネットワーク デバイス間の通信に関するルールと規則です。例としては、データの確実な配信を保証する伝送制御プロトコル (TCP) や、複数のネットワークにわたってデータ パケットを宛先にルーティングするインターネット プロトコル (IP) などがあります。
デジタル データの送信中にエラーが発生することがあります。パリティ ビットやチェックサムなどのエラー検出技術を使用すると、エラーを検出できます。ハミング コードなどのエラー訂正コードは、エラーを検出できるだけでなく、再送信せずにエラーを訂正することもできます。
DSP は、デジタル信号を操作して品質を改善したり、情報を抽出したりします。これには、ノイズのフィルタリング、保存または送信のためのデータの圧縮、および他の処理技術を容易にするための信号の変換が含まれます。
1.インターネット:インターネットは、デジタル通信を行うデバイスの広大なネットワークです。TCP/IP などのプロトコルを使用して、複数の種類のネットワーク間でデータが世界中を移動できるようにします。
2.モバイル通信:携帯電話は携帯電話ネットワークとデジタル通信し、音声、テキスト、データをワイヤレスで送信できます。
3.衛星通信:衛星を介したデジタル通信により、世界的な放送、GPS サービス、天気予報が可能になります。
4.ホーム ネットワーキング:ルーター、コンピューター、スマート ホーム デバイスなどのデバイスは、デジタル通信を使用して家庭内で接続し、データを共有します。
電話で音声を送信する場合を考えてみましょう。アナログ通信では、音声は音波に似た連続信号に変換されます。デジタル通信では、音声は離散的な間隔でサンプリングされ、バイナリ データに変換されて送信されます。デジタル通信には、乗算や保存が容易で、ノイズ耐性があるなどの利点があります。
「Hello World」という文章を ASCII バイナリ表現に変換してみましょう。スペースを含む各文字は、8 ビット コードで表されます。バイナリの文字「H」は 01001000、「e」は 01100101 などです。この演習では、コンピューターがテキスト データをデジタルで変換して通信する方法を紹介します。
デジタル通信はコンピュータ サイエンスの基礎であり、さまざまな媒体間で効率的かつ信頼性の高いデータ転送を可能にします。技術の進歩に伴い、デジタル通信のアプリケーションと手法は拡大し続け、コンピューティングおよび通信技術のさらなる革新を推進しています。
