ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 1 από 22. ιαµόρφωση φέροντος. Αποδιαµόρφωση

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 1 από 22 ΦΥΛΛΑ ΙΟ 25 ο 1 η : Η πληροφορία είναι ο συνδυασµός των διακριτών σηµάτων-συµβόλων που µεταδίδονται διαδοχικά έτσι ώστε ο δέκτης να µπορεί να την αναπαραγάγει. 2 η : Η πηγή πληροφορίας είναι το σύνολο των διακριτών συµβόλων που αποτελούν το ψηφιακό τηλεπικοινωνιακό σύστηµα. 3 η : Το πρώτο τµήµα αποτελεί την πηγή των διακριτών συµβόλων ή καταστάσεων. Πηγή διακριτών πληροφοριών Κωδικοποίη ση καναλιού ιαµόρφωση φέροντος RF Λήψη RF Αποκωδικοποίηση Αποδιαµόρφωση Πληροφο ρία 4 η : Ο ρόλος του κωδικοποιητή καναλιού, είναι ότι µετατρέπει το µήνυµα της πηγής σε µια δυαδική ακολουθία από 0 και 1. π.χ.: κώδικας ASCII. Ο τρόπος της κωδικοποίησης της πληροφορίας γίνεται µε τέτοιο τρόπο που να επιτρέπει την ανίχνευση ενδεχόµενων λαθών στην αποκωδικοποίηση του σήµατος. Στο κωδικοποιηµένο σήµα ενσωµατώνονται οι βοηθητικές πληροφορίες χρονισµού των κυκλωµάτων του δέκτη, ώστε να καταφέρει να αποκωδικοποιεί σωστά την πληροφορία (ρολόϊ χρονισµού ή παλµοί έναρξης-start ή τέλους-stop). 5 η : 1 0 0 1 1 0 1 0 t 6 η : Η πηγή διακριτών συµβόλων χαρακτηρίζεται από το σύνολο των συµβόλων που περιλαµβάνει. Θεωρώντας Κ το σύνολο των διαφορετικών καταστάσεων µιας πηγής, ορίζουµε ως ποσότητα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 2 από 22 επιλογής της πηγής τη δυνατότητα που έχει να βρεθεί σε µια από αυτέ τις καταστάσεις. Η απόφαση της επιλογής των απαιτούµενων συµβόλων για την κωδικοποίηση της κάθε κατάστασης (bits/σύµβολο) ορίζεται από τη σχέση: D= log2 K. Π.χ.: Αν Κ=2 οι καταστάσεις (άσπρο µαύρο) που πρέπει να κωδικοποιηθούν τότε απαιτείται ένα σύµβολο D=1. Αν Κ=4 οι καταστάσεις (ανοιξη-καλοκαιρι-φθινόπωρο-χειµώνας) που πρέπει να κωδικοποιηθούν τότε απαιτούνται δύο σύµβολα D=2. 7 η : Οι πρακτικές που ακολουθούνται για την µετάδοση των ψηφιακών δυαδικών συµβόλων µέσα από το κανάλι µετάδοσης είναι: Η πρακτική µετάδοσης βασικής ζώνης, όπου στο τηλεπικοινωνιακό κανάλι στέλνονται απ ευθείας τα ψηφιακά δυαδικά στοιχεία της κωδικοποιηµένης πληροφορίας ( D bits ) µαζί µε τα απαραίτητα σήµατα χρονισµού. Η πρακτική µε διαµόρφωση φέροντος, όπου η κωδικοποιηµένη πληροφορία διαµορφώνει ένα χαρακτηριστικό του φέροντος, δηλαδή το πλάτος (ASK), τη συχνότητα (FSK) ή τη φάση (PSK). Η διαµόρφωση µπορεί να γίνει ανά σύµβολο, οπότε κάθε σύµβολο αντιστοιχίζεται σε συγκεκριµένη διακριτή τιµή (από Κ διαφορετικές τιµές) πλάτους συχνότητας ή φάσης του φέροντος ή ανά bit πληροφορίας. Οπότε έχουµε τις δυαδικές (binary) διαµορφώσεις, όπου δύο διακριτές τιµές του πλάτους της συχνότητας ή της φάσης του φέροντος σήµατος αντιπροσωπεύουν τα δυαδικά στοιχεία 0 ή 1. 8 η : ειγµατοληψία, ονοµάζουµε τη διαδικασία, κατά την οποία από ένα αναλογικό σήµα λαµβάνεται ένας πεπερασµένος αριθµός τιµών του (δείγµατα). 9 η : Η δειγµατοληψία του σήµατος παρουσιάζεται από το παρακάτω σχήµα. s(t) s (t) K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 s(t) s (t) V t (t) t (t) 1 2 3 4 5 6 7 8 t t K1 K2 K3 Kn Dbits

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 3 από 22 Το αναλογικό σήµα αντικαθίσταται, απ ένα σύνολο διακριτών δειγµάτων που λαµβάνονται σε τακτά χρονικά διαστήµατα, αφού το σήµα πολλαπλασιάζεται µε ένα παλµικό σήµα (t) που ελέγχει το διακόπτη. Αν η συχνότητα µε την οποία ανοιγοκλείνει ο διακόπτης είναι f, που ονοµάζεται «συχνότητα δειγµατοληψίας», και ισχύει: f 2Fmax, τότε το σήµα πριν την διαµόρφωση s (t), περιέχει την ίδια ποσότητα πληροφορίας µε το αρχικό σήµα και µπορεί να το αντιπροσωπεύσει στην περαιτέρω διαδικασία µετάδοσης. Π.χ.: Τηλεφωνία : F max =3400Hz, συχνότητα λετουργίας f =7kHz. Σήµα φωνής: F max =4000Hz, συχνότητα λετουργίας f =8kHz. Σήµα video: F max =4,6MHz, συχνότητα λετουργίας f =9,2MHz. Ο ελάχιστος αριθµός των δειγµάτων ανά µονάδα χρόνου είναι: R S = R = f = 2Fmax. Τα δείγµατα του σήµατος, αποτελούν την πηγή των διακριτών καταστάσεων(συµβόλων) και κωδικοποιούνται µ ένα σύνολο από D bits. Η κωδικοποίηση αυτή προκαλεί την προς µετάδοση ψηφιακή πληροφορία. s(t) 1 2dB 30dB 0,001 t τ 1/2Fmax Π.χ.: Τηλεφωνικό σήµα οµιλίας: Ο λόγος του πιο δυνατού ήχου προς τον ελάχιστο ψίθυρο είναι 1000/1 ή 30dB. Η ευαισθησία του αυτιού είναι 2dB. Αυτό σηµαίνει ότι µπορούµε να µετατρέψουµε το αναλογικό σήµα ήχου σε πηγή διακριτών πληροφοριών αν κβαντοποιήσουµε τις διάφορες στάθµες µε ακρίβεια (βήµα) 2 db. ηµιουργούνται Κ=30dB/2dB=15 διακριτές καταστάσεις. Για την κωδικοποίηση απαιτούνται D 4bits(/ δείγµα) Το πλήθος bits ανά µονάδα χρόνου δίνεται:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 4 από 22 R= RS D= f 4 R= 7 10 bits R= 28.000 ή sec 3 bits δείγµα δείγµατα bits 4 sec δείγµα Bit Rate 9 η : ειγµατοληψία, ονοµάζουµε τη διαδικασία, κατά την οποία από ένα αναλογικό σήµα λαµβάνεται ένας πεπερασµένος αριθµός τιµών του (δείγµατα). 10 η : Εκείνο που χαρακτηρίζει µια ψηφιακή µετάδοση είναι η ταχύτητα µετάδοσης των συµβόλων R s (symbol rate) και µετριέται σε Bd (Baud = σύµβολα/sec). Το R s =1/T s, όπου T s είναι η διάρκεια εµφάνισης κάθε συµβόλου. Ο ρυθµός µετάδοσης R (bit rate) µετριέται σε bits/sec και ισχύει: Αν Κ=2, R=R s R s 2 = R log K. Βασικό πρόβληµα: είναι ο υπολογισµός του απαιτούµενου φασµατικού εύρους του καναλιού για δεδοµένο ρυθµό µετάδοσης δεδοµένων R. Αυτός ο ρυθµός R ενδιαφέρει το χρήστη και επιδιώκεται για δεδοµένο φασµατικό εύρος να έχουµε όσο το δυνατόν µεγαλύτερο ρυθµό. Ο µέγιστος ρυθµός µετάδοσης συµβόλων R s συνδέεται µε τη φυσική ταχύτητα µετάδοσης των σηµάτων στο τηλεπικοινωνιακό κανάλι, δηλαδή µε τη φυσική ταχύτητα εναλλαγής ενός χαρακτηριστικού του φέροντος (διακριτική ικανότητα χρόνου του καναλιού) µεταξύ K διακριτών τιµών (διακριτική ικανότητα καταστάσεων του καναλιού). ύο βασικές παράµετροι υπάρχουν για το ψηφιακό κανάλι µετάδοσης: Η µέγιστη δυνατή τιµή του ρυθµού εναλλαγής συµβόλων R s. Η δυνατότητα που παρέχεται, ώστε Κ κωδικοποιηµένα διαφορετικά σύµβολα να µπορούν να διαφοροποιηθούν και να διαχωρίζονται. 11 η : Ας υποθέσουµε ότι έχουµε ένα αναλογικό σήµα πληροφορίας S(t) περιορισµένης ζώνης συχνοτήτων και ότι f max είναι η µεγαλύτερη συχνότητα που περιέχει. Αν πάρουµε δείγµατα πλάτους του σήµατος σε κανονικά χρονικά διαστήµατα µε ρυθµό δειγµατοληψίας µεγαλύτερο από 2f max, τα δείγµατα αυτά περιέχουν όλη την πληροφορία του αρχικού αναλογικού σήµατος. Άρα σε κανάλι µε φασµατικό εύρος ζώνης Β, ο µέγιστος ρυθµός συµβόλων δίνεται από τη σχέση: Rmax = 2 B. Ο περιορισµός αυτός προέρχεται από το γεγονός, ότι τα σήµατα παρουσιάζουν ασυνέχειες, µ αποτέλεσµα να έχουν άπειρο φάσµα και παρουσιάζουν παραµορφώσεις όταν διέρχονται µέσα από κανάλι µε περιορισµένο εύρος ζώνης.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 5 από 22 (α) (β) 12 η : Ορισµοί: Φυσικό κανάλι ορίζεται ο χώρος µετάδοσης της πληροφορίας ανάµεσα στον ποµπό και στο δέκτη. Χωρητικότητα C (ή R max ) καναλιού ονοµάζουµε το µέγιστο αριθµό των συµβόλων που µπορούν να µεταφερθούν µέσω ενός καναλιού στη µονάδα του χρόνου. Θεώρηµα Shannon: Αν ο ρυθµός πληροφορίας R της πηγής είναι µικρότερος ή το πολύ ίσος µε τη χωρητικότητα C του καναλιού, δηλαδή R C, τότε υπάρχει πάντα µια τεχνική κωδικοποίησης, έτσι ώστε να είναι δυνατή η µετάδοση µέσα από το κανάλι µε οσοδήποτε µικρή πιθανότητα σφάλµατος, ανεξάρτητα από την ύπαρξη ή όχι θορύβου στο κανάλι. Αντίθετα, αν R f C, τότε δεν είναι δυνατή η µετάδοση µηνυµάτων χωρίς λάθη. Ο µέγιστος αριθµός των διακριτών καταστάσεων Κ max που εξασφαλίζει το κανάλι παρουσία θορύβου, αποδεικνύεται ότι: ( ) 2 1 K max = 1+ S, όπου S/N ο λόγος ισχύος του N ωφέλιµου σήµατος (S) προς την ισχύ του θορύβου (N). Ο περιορισµός προέρχεται από την ασάφεια που δηµιουργεί ο θόρυβος στις διακριτές καταστάσεις. Ο µέγιστος αριθµός των bits ανά κατάσταση είναι: ( S 1 1+ ) 1 2 = log ( S ) D max = log2 K max = log2 1+ N 2 2 Άρα ο µέγιστος ρυθµός R max σε bits/sec δίνεται από: R max = B log 2 1+ ( S ) N Οι επιδόσεις των τηλεπικοινωνιακών καναλιών υστερούν και συνήθως επιλέγουµε: R S = 1, 25 Bή B= 0, 8 RS N (γ)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 6 από 22 ΦΥΛΛΑ ΙΟ 26 ο 1 η : Στις ψηφιακές διαµορφώσεις αναλογικού φέροντος το φέρον είναι ηµιτονικό σήµα M(t) και το σήµα διαµόρφωσης είναι ψηφιακή πληροφορία δυαδική (δύο καταστάσεων 0, 1 ) ή Κ-αδική (Κ διαφορετικών καταστάσεων, που αντιπροσωπεύονται από οµάδες κώδικες των log2 Κ bits). Κάποια παράµετρος (το πλάτος, η συχνότητα ή η φάση) του διαµορφωµένου φέροντος Ε(t) µεταβάλλεται στο ρυθµό της πληροφορίας. 2 η : Πρόκειται για διαµόρφωση πλάτους (ASK), όπου οι Κ διακριτές καταστάσεις της πληροφορίας αντιπροσωπεύονται από διαφορετικές τιµές πλάτους του φέροντος σήµατος. Όταν Κ=2 (δυαδικές καταστάσεις) έχουµε την διαµόρφωση OOK (On Off Keying). E(t) 0 1 1 0 0 1 t Το διαµορφωµένο σήµα E(t) δίνεται από: ( t) a( t) cosω ( t) E 0 =, µε a(t)=0 ή 1. Το φάσµα περιλαµβάνει θεωρητικά δύο πλάγιες ζώνες άπειρου εύρους (ένα καθαρό δυαδικό σήµα έχει άπειρο φασµατικό εύρος) και φασµατική συνιστώσα του φέροντος που οφείλεται στη συνεχή συνιστώσα του διαµορφώνοντος σήµατος. Το block διάγραµµα του διαµορφωτή OOK δίνεται: f o - B f o +B f o f a(t) = 0 ή 1 Ε(t) (OOK) cos(ω ο t)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 7 από 22 Στην πράξη B=0.8 R, και το εύρος του φάσµατος µετά τη διαµόρφωση είναι: Βολ= 2 Β = 2 0.8 R = 1.6 R 3 η : Πρόκειται για διαµόρφωση συχνότητας (Frequency Shift Keying) όπου η συχνότητα του φέροντος για τις δύο δυαδικές καταστάσεις 0 και 1 παίρνει δύο διακριτές διαφορετικές τιµές: Για στάθµη 0 : f = fo f Για στάθµη 1 : f = fo + f Η χρονική εικόνα του σήµατος για τη διαµόρφωση FSK φαίνεται παρακάτω: E(t) 0 1 1 0 1 t Σχήµα 9.2.3: ιαµόρφωση FSK Η µαθηµατική έκφραση δίνεται από τη σχέση: E( t) = E [ 2πf t+ 2π[ a( t) f] t] όπου α(t) = 1 ή 1. Η FSK αντιστοιχεί στη διαµόρφωση FM. Ο γενικός τελεστής διαµόρφωσης FSK φαίνεται στο παρακάτω σχήµα. 0 cos 0, Ταλαντωτής συχνότητας f o - f ΟΟΚ2 Ε(t) (FSK) Ταλαντωτής συχνότητας f o + f ΟΟΚ1 a(t) Το σήµα FSK προκύπτει από το συνδυασµό δύο ανεξάρτητων ταλαντωτών µε συχνότητες fo f και fo + f διαµορφωµένων µε OOK.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 8 από 22 Ο µηχανισµός δηµιουργίας του FSK σήµατος φαίνεται στο παρακάτω σχήµα και δικαιολογεί την ύπαρξη ενδεχοµένως ασυνεχειών στη φάση του σήµατος κατά την εναλλαγή των καταστάσεων. OOK 1 0 1 0 0 1 t OOK 2 t E(t) t Μηχανισµός δηµιουργίας του σήµατος FSK Από τον τρόπο σύνθεσης του σήµατος FSK µπορεί να εκτιµηθεί εύκολα το φάσµα και το εύρος της φασµατικής ζώνης. Αυτό απεικονίζεται στο σχήµα OOK 1 f o f f o f o f + f OOK 2 f o + f f o + f o + f + f FSK Bολ = 2Β + 2 f f

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 9 από 22 απ όπου φαίνεται ότι µετά τη διαµόρφωση έχουµε: Βολ = 2Β + 2 f, Β = 0,8Rs (Rs = R σε bits/sec) 4 η : Στην πράξη τις περισσότερες φορές η διαµόρφωση FSK πραγµατοποιείται µε την αξιοποίηση ενός VCO, που ελέγχεται από το σήµα a(t). a(t) VCO Ε(t) (CPFSK) Στην περίπτωση αυτή, καθώς δε δικαιολογούνται ασυνέχειες των φάσεων του σήµατος, µιλούµε για διαµόρφωση CPFSK (Continuous Phase Freqyency Shift Keying). Στην περίπτωση της CPFSK ο ακριβής υπολογισµός του φάσµατος είναι δυσκολότερος. Το εύρος φάσµατος εξαρτάται από τις παραµέτρους f και R, ενώ η ακριβής φασµατική εικόνα εξαρτάται από το λόγο f/r. 5 η : Στη διαµόρφωση PSK (Phase Shift Keying) οι Κ διακριτές καταστάσεις της πληροφορίας επηρεάζουν την αρχική φάση του φέροντος σήµατος. Η µαθηµατική έκφραση του διαµορφωµένου φέροντος δίνεται από τη σχέση: Ε(t) = Eocos[ωοt + φο + a(t). 2π/Κ], όπου a(t) є { 0,1,2, K-1} και φο η αρχική φάση του σήµατος. 6 η : Όταν στη διαµόρφωση PSK ο αριθµός των διακριτών καταστάσεων είναι Κ =2, (η διαµόρφωση τότε αναφέρεται ως BPSK (Binary Phase Shift Keying) και a(t) = 0 ή 1. Άρα η µαθηµατική έκφραση του διαµορφωµένου σήµατος δίνεται από τη σχέση: Ε(t) = Eocos[ωοt + a(t)π ] = ± Εοcos(ωοt), Η BPSK µπορεί να θεωρηθεί ως διαµόρφωση DSBsc µε σήµα διαµόρφωσης α = ±1.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 10 από 22 Το γενικό διάγραµµα ενός διαµορφωτή BPSK είναι: α = ± 1 E(t) (BPSK) cos(ω ο t) Το φάσµα του διαµορφωµένου σήµατος BPSK είναι: E(t) 0 1 0 0 t Η φασµατική εικόνα είναι η ίδια µε την περίπτωση της ΟΟΚ, µε τη διαφορά ότι στην περίπτωση της BPSK δεν υπάρχει φασµατική συνιστώσα του φέροντος (στη συχνότητα fo). 7 η : Όταν στη διαµόρφωση PSK ο αριθµός των διακριτών καταστάσεων είναι Κ =4, (η διαµόρφωση τότε αναφέρεται ως QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Πρόκειται για διαµόρφωση φάσης τεσσάρων διακριτών καταστάσεων που αντιστοιχούν σε πληροφορία που κωδικοποιείται από ένα ζευγάρι δυαδικών στοιχείων: 00, 01, 10, 11. a2 a1 Σηµείο Α Σηµείο Β ιαν. Αποτέλεσµα 0 0 cos(ωοt) sin(ωοt) 0 1 cos(ωοt) sin(ωοt+π) 1 1 cos(ωοt+π) sin(ωοt+π) 1 0 cos(ωοt+π) sin(ωοt)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 11 από 22 Το γενικό διάγραµµα ενός διαµορφωτή QPSK, που αποτελείται από δύο διαµορφωτές BPSK οι οποίοι εργάζονται µε ορθογώνια φέροντα (παρουσιάζουν διαφορά φάσης π/2). π/2 BPSK sin(ωοt+a1π) Β (a2a1) ιάταξη ιαχωρισµού Άρτιας και Περιττής Τάξης Συµβόλων a1 a2 Ταλαντωτής φέροντος + + E(t) BPSK (co Α cos(ωοt+a2π) Τα σήµατα των δύο διαµορφωτών αθροίζονται στην έξοδο. Το διανυσµατικό αποτέλεσµα φαίνεται στον παραπάνω πίνακα. Η µαθηµατική έκφραση του διαµορφωµένου σήµατος που προκύπτει είναι: E(t) = Eocos(ωοt + π/4 + aπ/2), όπου a = 0,1,2,3. 8 η : Η αποδιαµόρφωση των σηµάτων OOK, FSK και PSK στο δέκτη γίνεται µε τη χρήση σύµφωνου (σύγχρονου) αποδιαµορφωτή. 9 η : Στην έξοδο του αποδιαµορφωτή συνήθως οι παλµοί (η ψηφιακή πληροφορία) εµφανίζονται παραµορφωµένοι, λόγω του περιορισµού που υπέστη το φάσµα τους στο τηλεπικοινωνιακό κανάλι. Γι αυτό πάντοτε µετά την αποδιαµόρφωση ακολουθεί στάδιο επαναµορφοποίησης των παλµών. Ε(t) Aποδιαµόρφωση Μορφοποίηση παλµών Αποκωδικοποίηση Σχήµα 9.2.10: Μορφοποίηση των παλµών µετά την αποδιαµόρφωση

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 12 από 22 10 η : Επειδή το ζητούµενο στις ψηφιακές τηλεπικοινωνίες είναι να επιτευχθεί όσο το δυνατόν µεγαλύτερος ρυθµός πληροφορίας ανά µονάδα χρόνου (µεγάλος όγκος πληροφορίας), µε το µικρότερο δυνατό εύρος φάσµατος και τη µικρότερη ισχύ φέροντος σήµατος. Γι αυτό η βασική παράµετρος που χαρακτηρίζει τις ψηφιακές διαµορφώσεις και δίνει ένα µέτρο σύγκρισης µεταξύ τους είναι η φασµατική αποτελεσµατικότητα η. Ορίζεται από τη σχέση: η = R/Bολ, όπου R ο ρυθµός µετάδοσης (το bit rate σε bits/sec) και Βολ η ολική φασµατική ζώνη στο τηλεπικοινωνιακό κανάλι. Το µέγεθος η εξαρτάται από τον τρόπο κωδικοποίησης του ψηφιακού σήµατος και το είδος της διαµόρφωσης που θα επιλεγεί. Μετριέται σε bits/sec 2. 11 η : Η διαµόρφωση PSK είναι πιο αποτελεσµατική από την FSK και την OOK. ιερευνώντας τις τρεις διαµορφώσεις OOK, FSK και PSK σχετικά µε τις επιδόσεις τους στο θόρυβο αποδεικνύεται ότι η διαµόρφωση PSK είναι καλύτερη. Για το ίδιο ποσοστό σφάλµατος δυαδικών στοιχείων στην έξοδο (bit error rate) η PSK απαιτεί µισή ισχύ σήµατος στην είσοδο του δέκτη.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 13 από 22 ΦΥΛΛΑ ΙΟ 27 ο 1 η :Το TELETEXT (τελετέξτ ή τηλεκείµενο) είναι ένα σύστηµα µετάδοσης πληροφοριών, µε το οποίο διάφορα στοιχεία µπορούν να διαβιβαστούν µέσω των τηλεοπτικών σηµάτων σε κοινούς δέκτες τηλεόρασης. Οι δέκτες πρέπει να είναι εφοδιασµένοι µε ειδικό ηλεκτρονικό κύκλωµα που αποκωδικοποιεί τα σήµατα του τελετέξτ και εµφανίζει τα στοιχεία στην οθόνη µε µορφή γραµµάτων, αριθµών ή γραφικών συµβόλων. Το σύστηµα αυτό είναι µονόδροµο, δηλαδή δεν προσφέρει δυνατότητα αποστολής στοιχείων ή ερωτηµάτων στην υπηρεσία εκποµπής και επιτρέπει µόνο να επιλέξουµε από το σύνολο των εκπεµπόµενων πληροφοριών αυτές που επιθυµούµε. Είναι σύστηµα συµβατό τόσο µε το έγχρωµο όσο και µε το ασπρόµαυρο τηλεοπτικό σήµα. Η κωδικοποίηση γίνεται κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να µην παρενοχλεί το κανονικό τηλεοπτικό πρόγραµµα και έτσι δεν χρειάζονται νέες συχνότητες εκποµπής γι' αυτή την υπηρεσία. Με το τελετέξτ εκπέµπονται πληροφορίες γενικού ενδιαφέροντος, όπως µετεωρολογικές προγνώσεις, δροµολόγια µέσων συγκοινωνίας, προγράµµατα τηλεοπτικών σταθµών, εµπορικές πληροφορίες, σύντοµες ειδήσεις κλπ. 2 η : Για τη µετάδοση των δεδοµένων, το τελετέξτ αξιοποιεί τους κατακόρυφους παλµούς αµαύρωσης. Οι πληροφορίες εκπέµπονται κωδικοποιηµένες µαζί µε το πρόγραµµα του σταθµού, τοποθετούνται στο χώρο των παλµών αµαύρωσης µετά τους µεταεξισωτικούς παλµούς και πριν την αρχή σάρωσης του επόµενου πεδίου. Οποιοσδήποτε τηλεοπτικός δέκτης περιέχει τον κατάλληλο αποκωδικοποιητή µπορεί να απεικονίσει τις πληροφορίες. Σήµατα εικόνας Παλµός κατακόρυφου συγχρονισµού Μεταεξισωτικοί παλµοί Σήµατα TELETEXT Στάθµη λευκού Στάθµη µαύρου Παλµός κατακόρυφης αµαύρωσης Σήµατα TELETEXT µέσα στο σύνθετο τηλεοπτικό σήµα (αρνητικής πολικότητας)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 14 από 22 3 η : Τα γράµµατα, οι αριθµοί και τα σύµβολα που αποτελούν τις ηλεκτρονικές σελίδες του τελετέξτ κωδικοποιούνται στο δυαδικό σύστηµα µε τον κώδικα ASCII και τοποθετούνται µεταξύ των παλµών συγχρονισµού γραµµών που υπάρχουν "πάνω" σε κάθε παλµό αµαύρωσης πεδίων. Η στάθµη των σηµάτων αντιστοιχεί στο 75% της διαφοράς µεταξύ των επιπέδων λευκού και µαύρου του τηλεοπτικού σήµατος. Το χρονικό διάστηµα µεταξύ δυο διαδοχικών παλµών συγχρονισµού γραµµών είναι 52 µsec. Στο διάστηµα αυτό τοποθετούνται 360 δυαδικά ψηφία. Για να υπολογίσουµε τη µέγιστη συχνότητα στην οποία αντιστοιχεί αυτό το σήµα, σκεφτόµαστε ως εξής: Ο µέγιστος ρυθµός µεταβολής των σηµάτων εµφανίζεται, αν τα δεδοµένα αποτελούνται από διαδοχικά ψηφία µηδέν και ένα. Κάθε τέτοιο ζευγάρι ψηφίων αντιστοιχεί σε µια περίοδο τετραγωνικού παλµού και έτσι έχουµε 180 περιόδους σε χρονικό διάστηµα 52 µsec. Αυτό αντιστοιχεί σε συχνότητα 180:52. 10-6 =3,46 MHz. Η συχνότητα αυτή καλύπτεται από το εύρος ζώνης των 5 MHz του τηλεοπτικού σήµατος, αλλά, επειδή προέρχεται από τετραγωνικούς παλµούς, έχει ισχυρές αρµονικές, που φτάνουν µέχρι τα 40 MHz. Για την αποκοπή αυτών των αρµονικών, το σήµα τελετέξτ διέρχεται από κατάλληλο χαµηλοπερατό φίλτρο. Από τα 360 ψηφία τα 40 πρώτα χρησιµοποιούνται για συγχρονισµό του συστήµατος. Πιο συγκεκριµένα, τα 16 πρώτα ψηφία συγχρονίζουν τη γεννήτρια ωρολογιακών παλµών που υπάρχει στον αποκωδικοποιητή του δέκτη, τα επόµενα 8 ρυθµίζουν τον αποκωδικοποιητή για λήψη άρτιου ή περιττού πεδίου και τα υπόλοιπα 16 µεταφέρουν την πληροφορία για το σηµείο στο οποίο θα εµφανιστεί πάνω στην οθόνη κάθε σειρά κειµένου. Τα 320 ψηφία που αποµένουν µεταφέρουν τις πληροφορίες που ενδιαφέρουν το χρήστη. Επειδή κάθε χαρακτήρας σχηµατίζεται από 8 ψηφία (7 ψηφία του κώδικα ASCII και ένα ψηφίο ισοτιµίας για έλεγχο της ορθότητας λήψης του χαρακτήρα), συµπεραίνουµε ότι σε κάθε γραµµή κειµένου χωρούν 40 χαρακτήρες. Κάθε σελίδα αποτελείται από 24 γραµµές µε 40 χαρακτήρες η καθεµιά. εδοµένου ότι υπάρχουν 12 γραµµές στη διάρκεια ενός παλµού αµαύρωσης πεδίου ύστερα από τους µεταεξισωτικούς παλµούς, καταλαβαίνουµε ότι απαιτούνται δύο πεδία, δηλαδή ένα πλαίσιο, για το σχηµατισµό µιας πλήρους σελίδας. Αυτό σηµαίνει ότι στο ευρωπαϊκό τηλεοπτικό σύστηµα η εκποµπή µιας σελίδας διαρκεί 1/25 του δευτερολέπτου. Περίπου 50-60 τέτοιες σελίδες απαρτίζουν ένα "περιοδικό" (magazine). Η αποστολή κάθε σελίδας

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 15 από 22 γίνεται ανά µισό δευτερόλεπτο και όλο το περιοδικό εκπέµπεται σε περίπου µισό λεπτό. Αυτό σηµαίνει ότι ο χρήστης χρειάζεται να περιµένει, αφού καλέσει µια σελίδα, το πολύ µισό λεπτό. Η καθυστέρηση µπορεί να είναι µεγαλύτερη, αν το περιοδικό περιέχει περισσότερες σελίδες. 4 η : Το κυριότερο πρόβληµα του τελετέξτ στην Ελλάδα και σε άλλες χώρες που δε χρησιµοποιούν λατινικό αλφάβητο. Με τα 7 bit του κώδικα ASCII µπορούν να οριστούν 128 διαφορετικοί χαρακτήρες. Σ' αυτούς περιλαµβάνονται 33 χαρακτήρες ελέγχου, 10 αριθµητικά ψηφία, 52 κεφαλαίοι και πεζοί (δηλαδή µικροί) λατινικοί χαρακτήρες και 33 σηµεία στίξης και χαρακτήρες για απλά γραφικά (block graphics). Στο σύνολο αυτό δεν υπάρχει χώρος για χαρακτήρες άλλων γλωσσών. Στην Ελλάδα δεν υπάρχει προς το παρόν ενιαία αντιµετώπιση του προβλήµατος. Οι κρατικοί τηλεοπτικοί σταθµοί εκπέµπουν κανονικό ελληνικό τηλεκείµενο και πρέπει να αλλάξουµε τη µνήµη ROM της γεννήτριας χαρακτήρων του αποκωδικοποιητή µας, για να µπορούµε να το διαβάζουµε. Αν δεν το κάνουµε, βλέπουµε κείµενα µε ακατάληπτους λατινικούς χαρακτήρες. Οι υπόλοιποι σταθµοί εκπέµπουν σελίδες µε ελληνικό κείµενο, αλλά γραµµένο µε κεφαλαίους λατινικούς χαρακτήρες. Αυτό έχει το πλεονέκτηµα ότι δεν απαιτεί επεµβάσεις στο κύκλωµα του αποκωδικοποιητή και προσφέρει κείµενο που διαβάζεται σχετικά εύκολα. εν πρόκειται όµως για καθαρά "ελληνικό" κείµενο. 5 η : Η υπηρεσία τελετέξτ έχει αρκετά µεγαλύτερη δυναµικότητα απ' αυτή που χρησιµοποιούµε. Μπορεί λοιπόν να χρησιµοποιηθεί και για άλλες χρήσεις, από τις οποίες µερικές ήδη ξεκίνησαν, ενώ άλλες προβλέπονται στο µέλλον. Έτσι, για παράδειγµα, µέσω τελετέξτ µεταδίδονται από το 1999 τα θέµατα των πανελλαδικών εξετάσεων στα εξεταστικά κέντρα, όπως επίσης µε τον ίδιο τρόπο µεταδίδονται πληροφορίες χρηµατοοικονοµικής φύσης, (τιµές µετοχών κλπ.) οι οποίες αξιοποιούνται από προγράµµατα ηλεκτρονικών υπολογιστών διαχείρισης χαρτοφυλακίου. 6 η : ύο είναι τα πλεονεκτήµατα: Μεγαλύτερο πλήθος γραµµών σάρωσης Μεγαλύτερο πλάτος της τηλεοπτικής οθόνης

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 16 από 22 7 η : Το ιαπωνικό NHK Hi-Vision και το αµερικάνικο DTV. Υπήρξε και το ευρωπαϊκό MAC. Το ιαπωνικό NHK Hi-Vision Το ιαπωνικό σύστηµα HDTV, που ονοµάζεται NHK Hi-Vision, χρησιµοποιεί 1125 γραµµές σάρωσης, λόγο πλευρών εικόνας 16:9, ενδιάµεση σάρωση 60 πεδίων το δευτερόλεπτο (30 άρτια, τριάντα περιττά) και ξεχωριστή εκποµπή σηµάτων φωτεινότητας και χρωµικότητας, µε εύρος ζώνης 20 MHz για τη φωτεινότητα και 10 MHz για τη χρωµικότητα. Το µεγάλο εύρος ζώνης κάνει σχεδόν αδύνατη τη χρήση του στα επίγεια κανάλια ασύρµατης εκποµπής, τα οποία είναι ήδη ασφυκτικά κατειληµµένα και από άλλες υπηρεσίες. Γι' αυτό διαδόθηκε µια παραλλαγή του συστήµατος για εκποµπή από δορυφόρους άµεσης εκποµπής (DBS), που ονοµάζεται σύστηµα MUSE. (Multiple sub-nyquist Sampling and Encoding, πολλαπλή υποδειγµατοληψία Nyquist και κωδικοποίηση). Στο σύστηµα αυτό γίνεται ψηφιακή επεξεργασία των σηµάτων, µε σκοπό τη συµπίεση του εύρους ζώνης του οπτικού σήµατος περίπου στα 8 MHz. Η συµπίεση γίνεται µε δειγµατοληψία του αρχικού σήµατος που ακολουθείται από υποδειγµατοληψία 3:1. Αυτό σηµαίνει ότι από κάθε τρεις κουκίδες µιας εικόνας εκπέµπεται µόνο η µία. Έτσι, απαιτούνται τρεις διαδοχικές σαρώσεις της ίδιας γραµµής, για να εµφανιστούν και οι τρεις κουκίδες κάθε τριάδας στην οθόνη. Με τον τρόπο αυτό τα στατικά τµήµατα της εικόνας αναπαράγονται µε την πλήρη ευκρίνεια του συστήµατος. Στα κινούµενα όµως µέρη εµφανίζεται µετατόπιση των κουκίδων από τις αρχικές τους θέσεις, η οποία προκαλεί ένα είδος "µουτζουρώµατος" που ελαττώνει την ευκρίνεια περίπου στο µισό. Αυτό συνήθως περνά απαρατήρητο, εκτός από την περίπτωση που ολόκληρη η σκηνή µετακινείται πλάγια (πχ., όταν µετατοπίζεται η κάµερα), οπότε η εικόνα χειροτερεύει αισθητά. Το αµερικάνικο DTV Το αµερικανικό σύστηµα προέκυψε από τον ανταγωνισµό τουλάχιστο 14 διαφορετικών συστηµάτων, που σύντοµα κατέληξαν σε τέσσερα. Μεταξύ αυτών

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 17 από 22 δηµιουργήθηκε συµµαχία, µε σκοπό την ενσωµάτωση των καλύτερων στοιχείων τους σε ένα µόνο σύστηµα, το οποίο, είναι εξ ολοκλήρου ψηφιακό. Για τον περιορισµό του εύρους ζώνης συχνοτήτων των σηµάτων επιλέχτηκαν τεχνικές συµπίεσης ψηφιακών δεδοµένων, γνωστές και δοκιµασµένες από τη βιοµηχανία ηλεκτρονικών υπολογιστών. Κάτω από την πίεση των εταιρειών αυτού του χώρου εγκαταλείφθηκε το αρχικό πρότυπο των 1125 γραµµών και 60 πεδίων ανά δευτερόλεπτο και υιοθετήθηκε ένα "ανοιχτό" πρότυπο, µε µόνους περιορισµούς να µη χρησιµοποιούνται περισσότερα από ένα εκατοµµύριο εικονοστοιχεία για κάθε πλαίσιο και να µην υπερβαίνει, µετά τη συµπίεση, το εύρος ζώνης του ψηφιακού σήµατος αυτό µιας συνηθισµένης εκποµπής του συστήµατος NTSC. Κάθε σταθµός εκποµπής και κάθε πιθανός θεατής µπορεί να επιλέξει την ευκρίνεια εικόνας και το είδος των υπηρεσιών που θα χρησιµοποιήσει. Π.χ.: στο κανάλι που εκπέµπεται ένα πρόγραµµα υψηλής ευκρίνειας µπορούν µε τις ίδιες τεχνικές συµπίεσης να εκπεµφθούν τέσσερα κανάλια κοινής ευκρίνειας. Γι' αυτό το αµερικανικό σύστηµα επικράτησε να ονοµάζεται DTV (Digital TV, ψηφιακή τηλεόραση). Τα πρότυπα απεικονίσεων που υποστηρίζονται µεταξύ άλλων είναι τα εξής: 480p-640 x 480 εικονοστοιχεία, προοδευτική σάρωση (4:3) 720p-1280 x 720 εικονοστοιχεία, προοδευτική σάρωση (16:9) 1080i-1920 x 1080 εικονοστοιχεία, ενδιάµεση σάρωση (16:9) Για συµπίεση του ψηφιακού σήµατος χρησιµοποιείται το σύστηµα MPEG-2. Το ευρωπαϊκό MAC (και οι παραλλαγές του B-MAC και D2-MAC) αποδείχτηκε χαµηλής ποιότητας και γι αυτό εγκαταλείφτηκε.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 18 από 22 ΦΥΛΛΑ ΙΟ 28 ο 1 η : Συµπίεση ψηφιακών δεδοµένων ονοµάζουµε την µείωση του µεγάλου όγκου δεδοµένων. Τέτοια είναι τα αρχεία ήχου ή εικόνας. Μια βασική εφαρµογή της συµπίεσης δεδοµένων είναι η την επικοινωνία των υπολογιστών καθώς και η την εν γένει διάδοση του διαδικτύου. Π.χ.: Ψηφιακή εικόνα: µεγέθος 640Χ480 εικονοστοιχεία µε 24 bit πληροφορίας χρώµατος για κάθε εικονοστοιχείο έχει συνολικό µέγεθος: (640Χ480Χ24)=7.372.800 bit, ή 7.372.800/(1024Χ8)=900kB. Ψηφιακός ήχος ποιότητας CD: 2 κανάλια 44100 δείγµατα / κανάλι 16 bit / δείγµα 3min=180 sec έχει συνολικό µέγεθος: (2Χ44100Χ16Χ180)=254.016.000 bit, ή 254.016.000/(1024Χ1024Χ8)=30.28ΜB. Όπως γίνεται αντιληπτό για να περιορίσουµε το µέγεθος αυτών των αρχείων πρέπει να τα συµπιέσουµε. Η συµπίεση στηρίζεται σε µια σειρά υπολογιστικών µεθόδων, από τις οποίες προκύπτει µια οµάδα δεδοµένων. 2 η : Υπάρχουν δύο κατηγορίες µεθόδων συµπίεσης δεδοµένων: (α) οι απωλεστικές, όπου στη µέθοδο αυτή τα δεδοµένα του ψηφιακού µειώνονται σε τέτοιο βαθµό, που χάνεται µέρος της πληροφορίας, που µεταφέρει, µε αποτέλεσµα να είναι αδύνατη η ανασύσταση του ήχου, µετά την αποσυµπίεση, στην αρχική του µορφή. Οι βαθµοί συµπίεσης που πετυχαίνουµε µ αυτή τη µέθοδο είναι 7:1 έως 11:1. Οι συµπιέσεις που ανήκουν σ αυτή είναι: JPEG ( για ακίνητες εικόνες ), MPEG ( για αρχεία κινούµενης εικόνας (video) και η MP-3 για αρχεία ήχου. (β) οι µη απωλεστικές, όπου µε τη µέθοδο αυτοί τα δεδοµένα ήχου µειώνονται σε τέτοιο βαθµό που δεν προκαλούν απώλεια πληροφοριών. Έτσι µπορούµε να ανακτήσουµε τα δεδοµένα Η συµπίεση που πετυχαίνουν δεν είναι µεγαλύτερη από 2:1.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 19 από 22 Οι συµπιέσεις που ανήκουν σ αυτή είναι: RLE, LZW και η Huffman. 3 η : Η µέθοδος JPEG (Joint Photographic Experts Group) λειτουργεί µετατρέποντας αρχικά τις RGB πληροφορίες των εικονοστοιχείων της εικόνας σε πληροφορίες φωτεινότητας και χρωµικότητας του κόκκινου και του µπλε (YC r C b ). Εκµεταλλευόµενη τη µειωµένη ευαισθησία της όρασης στα χρώµατα, η µέθοδος χρησιµοποιεί υποδειγµατοληψία και ελαττώνει τις πληροφορίες για τις χρωµικότητες στο µισό ή το ένα τέταρτο του αρχικού (µορφές 4:2:2 ή 4:2:0). Με τον τρόπο αυτό προκύπτει µια πρώτη συµπίεση των δεδοµένων. Στη συνέχεια, η εικόνα χωρίζεται σε τµήµατα µεγέθους 8 x 8 εικονοστοιχείων. Σε κάθε τέτοιο τµήµα εφαρµόζονται πολύπλοκοι µαθηµατικοί µετασχηµατισµοί και προκύπτουν 64 νούµερα που περιγράφουν τη φωτεινότητα και τη χρωµικότητα του κάθε εικονοστοιχείου της οµάδας. Οι µικρότεροι απ' αυτούς τους αριθµούς στρογγυλοποιούνται στο µηδέν. Όσο περισσότεροι αριθµοί µηδενιστούν τόσο µεγαλύτερη συµπίεση θα πετύχουµε και τόσο χειρότερη θα είναι η ποιότητα της τελικής εικόνας. Με τη µέθοδο JPEG µπορούµε να πετύχουµε συµπίεση έως και 10:1, χωρίς αισθητή υποβάθµιση της ποιότητας της εικόνας. Με µεγαλύτερους λόγους συµπίεσης αρχίζουν να γίνονται εµφανή τα τµήµατα 8 x 8, κυρίως στα σηµεία όπου υπάρχουν απαλοί χρωµατικοί τόνοι. (α) Χωρίς συµπίεση (β) µε συµπίεση 6:1 (γ) µε συµπίεση 16:1 4 η : Η συµπίεση MPEG (Motion Pictures Experts Group) και οι εκδοχές της MPEG-1, MPEG-2 καθώς και η επερχόµενη MPEG-4 στηρίζονται στη µέθοδο JPEG, για να συµπιέσουν κινούµενη εικόνα, δηλαδή ψηφιακό βίντεο. Το MPEG βασίζεται στην παρατήρηση, ότι η κινούµενη εικόνα αποτελείται από διαδοχικές ακίνητες εικόνες (πλαίσια) που διαφέρουν ελάχιστα µεταξύ τους. Έτσι, δεν είναι απαραίτητο να αποθηκεύονται ή να αποστέλλονται όλα τα δεδοµένα κάθε επόµενου πλαισίου, αλλά µονάχα εκείνα που έχουν µεταβληθεί. Τα δεδοµένα αυτά απαρτίζουν τα προβλεπτικά πλαίσια (P-Frames). Βέβαια, ανά τακτικά χρονικά διαστήµατα στέλνονται και πλήρεις εικόνες, συµπιεσµένες κατά JPEG, για να καλύψουν τις ριζικές αλλαγές των σκηνών. Αυτές οι πλήρεις εικόνες ονοµάζονται πλαίσια αναφοράς (I-Frames). Τέλος, για να καλυφθεί και η

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 20 από 22 περίπτωση, όπου τα κινούµενα αντικείµενα στην εικόνα αποκαλύπτουν άλλα αντικείµενα κρυµµένα πίσω τους, υπάρχουν από την έκδοση MPEG-2 και µετά τα προβλεπτικά πλαίσια διπλής κατεύθυνσης (B-Frames). Σ' αυτά περιέχονται οι πληροφορίες των διαφορών, όχι µόνο από το προηγούµενο πλαίσιο, αλλά και από το επόµενο. Τα παραπάνω πλαίσια διαδέχονται το ένα το άλλο σε µια σειρά της µορφής Ι Β Β Ρ Β Β Ρ κλπ. Τα πλαίσια αναφοράς εµφανίζονται τουλάχιστον µια φορά το δευτερόλεπτο. Αν στην ταινία υπάρχει έντονη δράση, τα πλαίσια αναφοράς εµφανίζονται συχνότερα, για να καλύψουν τις απότοµες αλλαγές των πλάνων και γι' αυτό ο ρυθµός ροής των δεδοµένων στην κωδικοποίηση MPEG δεν είναι σταθερός. Η µέθοδος πάντως προβλέπει ένα ανώτατο όριο σ' αυτό το ρυθµό, για να εξασφαλίσει ότι η κωδικοποίηση µπορεί να χρησιµοποιηθεί και σε εφαρµογές πραγµατικού χρόνου (πχ. ψηφιακές κάµερες). Η µέθοδος MPEG είναι πολύ απαιτητική σε υπολογιστική ισχύ, αλλά ταυτόχρονα είναι πολύ αποδοτική στη συµπίεση. Παράδειγµα: ο λόγος συµπίεσης στα πλαίσια Ι είναι 7:1, στα πλαίσια Ρ ανεβαίνει στο 20:1, ενώ στα πλαίσια Β µπορεί να φτάσει και το 50:1. Η προδιαγραφή MPEG-2 περιλαµβάνει, εκτός από τα παραπάνω, και πρόβλεψη για συµπίεση πέντε καναλιών ήχου που συνοδεύουν την εικόνα και µπορούν να χρησιµοποιηθούν για πολυγλωσσικές εφαρµογές, για αναπαραγωγή περιβάλλοντος ήχου κλπ. 5 η : Η συµπίεση MP-3 (MPEG Audio layer 3) χρησιµοποιείται για τα ηχητικά δεδοµένα και βασίζεται στην παρατήρηση, ότι η ακοή µας δεν µπορεί να αντιληφθεί έναν ήχο που έχει γειτονική συχνότητα µ' έναν άλλον ισχυρότερο ήχο. Το φαινόµενο αυτό ονοµάζεται "ηχητική σκίαση", γιατί ο δεύτερος ήχος "καλύπτει" τον πρώτο. Η ηχητική σκίαση είναι εντονότερη όσο πιο κοντά βρίσκονται οι συχνότητες των δύο ήχων και όσο µεγαλύτερη είναι η διαφορά στην έντασή τους. Τα προγράµµατα συµπίεσης MP-3 λαµβάνουν τα ψηφιακά δεδοµένα για το πλάτος του ακουστικού σήµατος στις διάφορες χρονικές στιγµές και µε περίπλοκους µαθηµατικούς µετασχηµατισµούς υπολογίζουν το πλάτος του ακουστικού σήµατος στις διάφορες συχνότητες (ανάλυση φάσµατος). Κατόπιν, χωρίζουν το ακουστικό φάσµα σε 576 διαφορετικές περιοχές και εντοπίζουν µέσα σε κάθε περιοχή το πιο ισχυρό σήµα. Τα δεδοµένα που αντιστοιχούν σε όλα τα άλλα σήµατα απαλείφονται, γιατί, εφόσον σκιάζονται από το πιο ισχυρό, δε γίνονται ακουστά.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 21 από 22 Η συµπίεση MP-3 είναι ιδιαίτερα απαιτητική σε υπολογιστική ισχύ, αλλά η αναπαραγωγή (αποσυµπίεση) των αρχείων ήχου που παράγει είναι εύκολη. Αρχεία συµπιεσµένα κατά MP-3 φτάνουν λόγους συµπίεσης 20:1, χωρίς µεγάλη υποβάθµιση της ποιότητας του ήχου. 6 η : Αµφίδροµη τηλεόραση ονοµάζουµε τη δυνατότητα που έχουν οι τηλεθεατές να επεµβαίνουν στο πρόγραµµα που παρακολουθούν στις οθόνες τους και όχι απλώς να το επιλέγουν. Το βασικό µοντέλο αµφίδροµης τηλεόρασης φαίνεται παρακάτω: Περιεχόµενα προγράµµατος Κανάλι προώθησης αλληλεπίδρασης Τηλεοπτικός σταθµός έκτης τηλεθεατή Το «περιεχόµενο προγράµµατος», που αναφέρεται στη ροή του κοινού τηλεοπτικού προγράµµατος καθώς και το «κανάλι προώθησης αλληλεπίδρασης» που υπάρχει εγκατεστηµένο εδώ και αρκετά χρόνια µε τη µορφή του τηλεκειµένου (teletext). Όµως για της αµφιδροµικότητα της τηλεόρασης, οφείλεται και η ύπαρξη του καναλιού αλληλεπίδρασης. Αυτό όµως απαιτεί κατάλληλο χειριστήριο στον τηλεθεατή, ο οποίος θα µπορεί να διαµορφώνει µ αυτό το περιεχόµενο του προγράµµατος σύµφωνα µε τις επιθυµίες του. 7 η : Η λειτουργία της αµφίδροµης τηλεόρασης εξασφαλίζεται µε δύο βασικούς τρόπους: Με την ασύρµατη εκποµπή στην περιοχή των UHF, µέσω της υπάρχουσας κεραίας του δέκτη προς τοπικούς δέκτες συγκέντρωσης των εκποµπών επιστροφής ή µέσω ενός κυψελοειδούς συστήµατος επικοινωνίας παρόµοιου µε αυτό των κινητών τηλεφώνων. Με την καλωδιακή σύνδεση µέσα από συστήµατα καλωδιακής τηλεόρασης ή µέσω των κοινών ή ISDN τηλεφωνικών συνδέσεων. Η δεύτερη περίπτωση πλεονεκτεί έναντι της πρώτης, γιατί βρίσκονται εγκαταστηµένες ουσιαστικά σε κάθε σπίτι, ακόµη και σε περιοχές που δε διαθέτουν προηγµένες τηλεοπτικές υπηρεσίες. Κανάλι επιστροφής αλληλεπίδρασης Εκποµπές του χρήστη

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Σελίδα 22 από 22 Η αµφίδροµη τηλεόραση είναι µια υπηρεσία συνδροµητική, που µπορεί να προσφέρει στους πελάτες της πλήθος από δυνατότητες, άγνωστες στην κοινή τηλεόραση. Για παράδειγµα οι συνδροµητές: µπορούν να συµµετέχουν σε τηλεπαιχνίδια, να υποβάλλουν ερωτήσεις σε συνεντεύξεις, να συµµετέχουν σε ψηφοφορίες, να κάνουν τηλε-αγορές και κυρίως να παραγγέλνουν τις τηλεοπτικές ταινίες που επιθυµούν να παρακολουθήσουν. Αυτή η τελευταία υπηρεσία της αµφίδροµης τηλεόρασης ονοµάζεται "Video On Demand" (VOD, βίντεο κατά παραγγελία) και διαφηµίζεται ως το πλέον ελκυστικό χαρακτηριστικό της. Μελλοντικές εφαρµογές: ως µέσο περιήγησης στο διαδίκτυο (internet) και ως πύλη για τη µεταφορά ("κατέβασµα") προϊόντων λογισµικού.