Na počátku celého výkladu je třeba si uvědomit, že při přenosu všech druhů telekomunikačních signálů musíme kompromisně řešit vztah dvou protichůdných požadavků. Prvním z nich je snaha o dosažení co nejvěrnějšího přenosu a vyhodnocení původní zprávy, tj. dosažení co nejmenší odlišnosti zpráv Z a Z. To ve své podstatě vede k maximalistickým nárokům na konstrukci všech měničů ve sdělovacím řetězci a na vlastnosti přenosové cesty. Druhým požadavkem je technicko ekonomické hledisko, které naopak vyžaduje, aby složitost jednotlivých telekomunikačních bloků a jejich realizace a provoz představovaly přiměřené finanční náklady. Z tohoto důvodu jsou např. frekvenční šířky telekomunikačních kanálů menší, než by odpovídalo maximálním fyziologickým schopnostem člověka nebo zcela věrnému přenosu tvaru digitálních signálů. Požadovaný stupeň věrnosti přenosu dané době, ale vždy musí být alespoň takový, aby se dosáhlo účelu, pro který má být zpráva vysílána.
Prvotní elektrický signál na výstupu měniče zprávy hodnotíme po technické stránce pomocí třech, vzájemně svázaných, veličin, jejichž souhrn nazýváme objem signálu Vs.
První z nic je tzv. dynamický rozsah signálu Ds,který např. u hovorového signálu představuje změnu amplitudy signálu vyjadřují rozsah masitosti od šepotu až po nejhlasitějšího výkřiku, u hudebního signálu pak změnu vyjadřující rozsah od pianissima do fortissimo. V praktických případech se však musí přihlížet i k odstupu amplitudy signálu od amplitudy šumu a dynamický rozsah signálu se proto často vyjadřuje jako odstup střední hodnoty výkonu signálu ps ku střední hodnotě výkonu šumu Pš.
Druhou veličinou je tzv. šířka pásma (šířka frekvenčního spektra) signálu Fs. reálné telekomunikační signály jsou složeny z jednoduchých sinusových složek o různých frekvencích a souhrn všech těchto složek právě vytváří šířku pásma signálu. U akustických signálů je tato veličina ohraničena nejnižšími a nejvyššími slechem vnímatelnými frekvencemi (cca od 20 Hz do 200 kHz).
Třetí veličinou je pak tzv. doba trvání signálového prvku Ts. Prvkem (elementem) signálu nazýváme nejmenší část signálu, která musí být samostatně rozlišena (např., slabika v hovorovém signálu, bit v datovém znaku, bezový element apod.). Doba trvání signálového prvku se vyjadřuje v časových jednotkách (např. v ms).
Vlastnosti telekomunikačního kanálu pak vyjadřujeme obdobnými veličinami tj. dynamickým rozsahem kanálu Dk, šířkou pásma kanálu Fk a minimální doby trvání signálového prvku Tk, jehož přenos kanál umožňuje. Tyto veličiny pak vyjadřují tzv. propustnost telekomunikačního kanálu Pk.
Aby bylo možno daným telekomunikačním kanálem možné přenášet signál s definovanými vlastnostmi, musí být propustnost kanálu větší nebo rovna objemu příslušného signálu a měnič signálu musí mít parametry signálu přizpůsobit parametrům kanálu. Vzájemná optimalizace vlastností signálů a kanálů za účelem minimalizace ekonomických nákladů na přenos zpráv je jedním z nejdůležitějších úkolů telekomunikační techniky.
V informačních systémech se používá velké množství různorodých signálů. Pro jejich dálkový přenos se však využívá mnohem menší počet typů telekomunikačního kanálů, jejichž přenosové vlastnosti jsou většinou mezinárodně standardizovány. Následující přehled základních druhů signálů podle jejich účelu a telekomunikačních kanálů, kterými se většinou přenášejí, objasní důležité souvislosti při dalším podrobnějším výkladu.
Měničem i zpětným měničem zprávy je hovorová část klasického telefonního přístroje. Prvotní elektrický signál má spojitý (analogový) charakter a maximální frekvenční pásmo je dáno frekvenčními složkami řeči. Při určování frekvenční šířky při přenosu telefonního signálu se však vycházelo z analýzy lidské řeči pomocí telefonometrických metod. Dolní mezní frekvence byla určena vzhledem k přenosu energeticky bohatých složek hlasu, horní mezní frekvence vzhledem ke srozumitelnosti. Na základě těchto zásad bylo pro telefonní kanál v základním pásmu stanoveno:
telefonní kanál
pásmo: 300Hz až 3400 Hz
šířka pásma: 3100 Hz
Telefonní kanál je doposud nejdůležitějším telekomunikačním kanálem, kromě telefonního signálu se mohou přenášet i další signály. Může se dělit na užší subkanály anebo se z několika telefonních kanálů vytváří sdružený kanál v přeloženém frekvenčním pásmu
Používá se pro přenos relací bezdrátového i drátového rozhlasu a zvukového doprovodu bezdrátové i drátové televize v režimu jednosměrného provozu. Měničem zprávy pro živé přenosy je mikrofon, prvotní elektrický signál je spojitý. Zpětným měničem zprávy je reproduktor. Na rozdíl od telefonního přenosu, kde hlavním kritériem srozumitelnost, vyžadujeme od rozhlasového přenosu zachování co největší věrnosti původní informace (řeči či hudby). Požadujeme tedy přenos nízkých i vysokých kmitočtů, zachování barvy zvuku (tj. přenos základního tónu a jeho harmonických) a zachování dynamického rozpětí. Šířka rozhlasového kanálu musí být tedy větší. Vzhledem k různým technickým možnostem při dálkovém přenosu a dalšímu zpracování rozhlasového signálu jsou mezinárodními standardizačními organizacemi doporučeny tři typy rozhlasových kanálů:
pásma rozhlasových kanálů
normální typu B: 50 Hz až 7 kHz
normální typu A: 50 Hz až 10 kHz
vysoce kvalitní Q: 40 Hz až 15 kHz
Rozhlasové kanály se vytvářejí přímo ve své základní frekvenční poloze nebo sdružením dvou, tří, čtyř i více telefonních kanálů v přeložené frekvenční poloze.
Měničem i zpětným měničem zprávy je dálnopisný přístroj. Vysílací část dálnopisu vytváří na svém výstupu proudové impulzy, jejichž kombinace jsou dány dálnopisnou abecedou. Přenos dálnopisného signálu vyžaduje relativně malou šířku pásma, ať pro přenášení v základní poloze nebo v přeložené poloze.
Z hlediska potřebné šířky pásma má v telegrafní kanál tyto parametry:
Telegrafní (dálnopisné) kanály
pásmo telegrafie stejnosměrným proudem (50 Bd): 0 až 40 Hz
šířka pásma tónové telegrafie (50Bd): f = 120 Hz
Dálnopisné zprávy slouží jednak k účastnickému styku (mezinárodní služba TELEX), jednak pro přenos telegramů (mezinárodní služba GENTEX).
Obrazová telegrafie se používá pro přenos nepohyblivých (statických) obrazů. Předloha určená pro přenos se rozkládá na obrazové prvky, kterým se přiřazují elektrické signálové prvky přenášené telekomunikačním kanálem. Tyto se potom na přijímací straně přeměňují na optické obrazové prvky. Měničem i zpětným měničem zprávy je koncové zařízení obrazové telegrafie. Podle typu předlohy a účelu přenosu členíme obrazovou telegrafii na dva základním druhy:
Půltónová telegrafie (telefoto) je určena zejména pro přenos fotografií, protože pomocí relativně složitého koncového zařízení umožňuje rozlišovat tóny barev )odstíny šedi, sytost). Přenosy mají obvykle služební charakter, např. fotografie pro tisk, letecké a družicové snímky apod.
Dokumentová telegrafie (faksimile) je naopak určen pro přenos takových předloh, kde je zapotřebí reprodukovat jen černé a bílé plochy. Jde například o dálkou reprodukci náčrtů, map, rukou psaného textu, strojopisu atd. Zařízení je relativně jednoduché, používá se proto i v účastnickém provozu (služba telefax). Nejprve se používá signál analogový, nyní již digitální.
Parametry signálu obrazové telegrafie závisí na druhu zařízení, použité modulaci, požadované kvalitě reprodukce a době přenosu předlohy. Šířka frekvenčního pásma signálu u běžných zařízení obrazové telegrafie obvykle nepřesahuje šířku telefonního kanálu, proto je možné prohlásit, že signály obrazové telegrafie se nejčastěji přenášejí telefonním kanálem.
Pomocí televizního signálu se přenášejí pohyblivé (dynamické) obrazy. Měničem zprávy na vysílací straně je televizní kamera, na přijímací straně obrazový monitor anebo obrazová část televizního přijímače. Obraz snímané scény se rozkládá na obrazové řádky, jejichž počet je dán příslušnou normou. Postupně se snímají nejprve liché a potom sudé řádky (půlsnímky). Skladba úplného obrazového signálu závisí na televizní normě. Obrazový signál má složku jasovou (luminiscenční) a barvonosnou (chromizační). Jasová složka obrazu je většinou vyjádřena negativní polaritu, tj. bílá barva scény se elektricky vyjadřuje nižším napětím (10% maxima). Televizní signál kromě toho obsahuje ještě zatemňovací (75%) a synchronizační (100%) signály. Časový průběh části videosignálu principálně ukazuje obrázek. Normy (ITU-R D/K) dále definují obdélníkový rastr obrazu (4:3 nebo 16:9), počet obrazových řádků (625), počet nezatemněných řádků (575), počet snímků za sekundu (25) a z toho vyplívající šířku televizního kanálu:
Televizní kanál
Pásmo: 50 Hz až 6MHz
Digitálními kanály se přenášejí velká množství různých digitálních elektrických signálů. Původní informací je číslicově-abecední text, hodnota spojité nebo nespojité elektrické nebo neelektrické veličiny, logický stav apod. Měničem zprávy jsou buď koncová zařízení přenosu dat, koncová zařízení systémů dálkového měření, dálková ovládání, ale i např. digitální telefonní přístroje, koncová zařízení dokumentové telegrafie, mobilní telefonní přístroje aj. Pro přenos těchto signálů se používají digitální kanály s různými přenosovými rychlostmi.
Na závěr tohoto přehledu je třeba zdůraznit, že v telekomunikační praxi dochází často k tomu, že jednak prvotní analogové signály jsou přeměňovány na digitální, aby mohly být přenášeny kvalitnějšími digitálními kanály, a naopak prvotní digitální signály jsou přeměňovány na analogové, aby mohly být výhodně přenášeny prostřednictvím analogových kanálů ve stávajících telekomunikačních sítích.