Os sistemas de telecomunicações tiveram um desenvolvimento extraordinário desde a invenção do telégrafo - um sistema de transmissão digital. Com a invenção do telefone, a comunicação passou a ser predominantemente analógica. Ou seja, a informação de natureza contínua, como a voz, era transmitida através de sinais elétricos que reproduziam continuamente, ao longo do tempo, o comportamento desta informação. A partir da década de 50, porém, com o desenvolvimento da computação e da eletrônica digital, começaram a surgir diversas formas de comunicação digital, anteriormente restrita à telegrafia. As últimas décadas têm se caracterizado pela tremenda evolução dos sistemas de comunicações digitais. Os primeiros sistemas modernos de comunicação digital foram os sistemas de transmissão de dados entre computadores, durante muito tempo realizadas através das linhas telefônicas. A partir daí foram sendo desenvolvidos, progressivamente, sistemas com maior confiabilidade e capacidade. Atualmente, qualquer informação, seja ela uma conversação telefônica, uma imagem de TV, uma transmissão radiofônica ou uma mensagem gerada em um computador pode ser transmitida na forma digital.

A característica básica de um sistema de comunicação digital é a codificação da informação em símbolos binários, denominados bits, geralmente representados por 0 e 1. Esta operação, denominada codificação de fonte, é, portanto, uma operação presente em todo sistema de comunicação digital. Se a fonte é de natureza analógica, como voz ou vídeo, a operação é também conhecida como conversão A/D (analógico/digital).

A expressão física de uma informação codificada em bits é normalmente referida como o sinal digital. Este sinal, na sua forma mais simples, é uma seqüência de pulsos elétricos que podem assumir dois níveis de tensão, um deles associado ao dígito 0 e o outro ao dígito 1. O sinal digital, na sua forma original, não se presta à comunicação remota feita através de um dado meio físico - fio, cabo metálico, fibra ótica, atmosfera, antenas, amplificadores, etc - denominado canal. Para isto, este sinal deve ser modificado de acordo com as características do canal. Caso contrário, o sinal poderá sofrer severa atenuação e distorção, inviabilizando a comunicação. A operação que modifica o sinal digital para permitir a sua transmissão remota é denominada, genericamente, de modulação digital. O modulador digital, portanto, é um dispositivo que associa a uma seqüência de bits, um sinal adequado para a transmissão.

As operações de codificação de fonte e modulação digital introduzidas acima estão associadas às operações inversas de demodulação e decodificação de fonte após o sinal ter sido transmitido através do canal. Os elementos básicos que compõem um sistema de comunicações digitais estão mostrados na Figura 1. Na Figura 2 tem-se uma versão ampliada de um sistema de comunicações digitais onde se incluem as operações de compartilhamento (multiplex e múltiplo acesso) e codificação de canal. A codificação de canal pode ser definida como uma regra de associação entre os bits de entrada e os parâmetros do sinal transmitido. Muitas vezes isto implica na introdução de redundância nos bits de informação visando a torná-la mais imune a erros na transmissão.

Existem muitas razões pelas quais os sistemas de comunicações digitais estão, progressivamente, substituindo todas as formas de comunicação analógica. Uma delas é a possibilidade de uma transmissão de melhor qualidade, pois o processamento digital traz inúmeras alternativas de proteção contra ruídos e distorções. Em uma transmissão a longa distância, onde o sinal é amplificado por estações repetidoras, é possível "regenerar" a informação digital após cada amplificação, eliminando-se virtualmente o ruído que, no caso da transmissão analógica vai se acumulando e deteriorando progressivamente a mensagem. Por outro lado, a desvantagem dos sistemas de transmissão digital é a necessidade de maior faixa passante. Isto, porém, está sendo contornado com o desenvolvimento de sofisticadas técnicas de codificação de fonte.

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