Преимущества цифровой связи
Еще раз обратимся к аналогии с распознаванием оттенков серого цвета. Как уже упоминалось, некоторый объект может покрыться пылью, что не позволяет в точности идентифицировать его реальный цвет (в особенности, если различные цветовые оттенки бесконечно близки друг к другу). Гарантия качества в таком случае является очень непростой задачей.
Тем не менее, если необходимо идентифицировать объекты только как черные и белые, небольшое количество пыли не сможет скрыть принадлежность этих объектов к первой или второй категории. То же самое можно сказать и о цифровых сигналах.
Принимающий механизм имеет настолько большой допуск погрешности, что обычно помехи никак не влияют на воспринимаемое значение цифрового сигнала. Даже если импульс будет немного сильнее или слабее нормального, он все равно будет распознан как импульс. Аналогично незначительные всплески в промежутках между импульсами все равно воспринимаются как отсутствие импульса.
В отличие от рассматриваемого механизма цифровой обработки сигналов системы передачи аналоговой информации накапливают помехи и неточности. Если такие аномалии появляются в линии, то от них уже не так-то легко избавиться. Любые изменения исходного сигнала безвозвратно снижают его качество, а в некоторых случаях искажения бывают настолько значительными, что сигнал не может быть распознан. Такой эффект еще больше проявляется при усилении аналогового сигнала с целью компенсации потерь. В таком случае вместе с сигналом усиливаются и все присутствующие в нем помехи.
Если вернуться к аналогии с черным и белым цветами, то можно увидеть, что в случае с оттенками серого процесс распознавания в немного затемненной комнате будет более проблематичен, чем при использовании только двух цветов. Такая аналогия является наглядным примером эффекта потери сигнала. Цвета и оттенки серого передаются при помощи относительного отражения света, поэтому чем хуже освещенность, тем слабее достигающий глаз сигнал. Фактически при полной потере сигнала (т.е. абсолютной темноте) даже белый цвет будет распознаваться как черный (отсутствие оптических данных или двоичный нуль). В таком случае уже не имеет значения, что именно распознается: оттенки серого или только два цвета, так как все равно увидеть ничего невозможно. С этой точки зрения прием одних только нулей — это полная потеря сигнала, что одинаково катастрофично как для цифровой, так и для аналоговой связи.
Если сравнивать аналоговую и цифровую связь, то усиление ослабленного аналогового сигнала связано с большими проблемами, чем регенерация ослабленного цифрового сигнала. Восстановить исходную амплитуду и форму цифрового сигнала совсем несложно, а вот восстановление потенциально искаженной исходной формы аналогового сигнала — это совсем непростая задача. Искаженный импульс все равно остается импульсом. Цифровые сигналы искажаются аналоговыми помехами, и потому такие помехи можно легко обнаружить. В то же время избавиться от такой же аналоговой помехи, скрытой в аналоговом сигнале, практически невозможно.