În telecomunicații , semnalul care transportă informații trebuie să treacă printr-un mijloc de transmisie între un emițător și un receptor. Semnalul este rareori potrivit pentru transmisia directă de către canalul de comunicație ales, fără fir, cu fir sau optic.
Modulația poate fi definită ca procesul prin care semnalul este convertit la forma sa inițială într - o formă adaptată la canalul de transmisie, de exemplu , prin variația parametrilor de amplitudine și argumentare (fază / frecvență) a unui val sinusoidal numit purtător .
Dispozitivul care efectuează această modulație, în general electronic, este un modulator (vezi modem ). Operația inversă pentru extragerea semnalului de la purtător este demodularea.
Această pagină face posibilă clasificarea diferitelor tipuri de modulații, obiectele articolelor detaliate disponibile, prin rezumarea utilizărilor și principiilor acestora.
Modularea și demodularea sunt două etape în comunicarea informațiilor între doi utilizatori. De exemplu, pentru a comunica doi utilizatori de e-mail pe o linie telefonică, este nevoie de software, computer, protocoale , modulator și demodulator. Linia telefonică este canalul de transmisie, lățimea sa de bandă este redusă, este afectată de atenuare și distorsiuni. Modulația convertește informațiile binare din protocoale și software în tensiune și curent în linie. Tipul de modulație utilizat trebuie adaptat pe de o parte la semnal (în acest caz digital), la performanțele solicitate (rata de eroare) și la caracteristicile liniei.
Prin urmare, modulația face posibilă traducerea spectrului mesajului într-un domeniu de frecvență care este mai potrivit pentru mijloacele de propagare și pentru a asigura, după demodulare, calitatea cerută de celelalte straturi ale sistemului.
Obiectivul modulațiilor analogice este de a asigura o calitate suficientă a transmiterii informațiilor analogice (voce, muzică, imagine) în limitele canalului utilizat și al aplicației.
Obiectivul modulațiilor digitale este de a asigura o rată de date binară maximă, cu o rată de eroare acceptabilă pentru protocoalele și corectoarele din amonte și din aval. În teancul de protocoale OSI (arhitectura standard a telecomunicațiilor digitale), modulația este elementul principal al stratului fizic .
Un modem este un ansamblu combinat de modulator și demodulator care permite o legătură bidirecțională.
Prima modulație a fost tăierea amplitudinii totul sau nimic, inventată de Samuel Morse pentru legăturile telegrafice cu fir, dar la fel ca transmiterea directă a vocii printr-un fir telefonic, acestea nu sunt, strict vorbind, modulații. firul este pur și simplu imaginea ieșirii microfonului sau a manipulatorului.
Odată cu descoperirea undelor radio, modularea amplitudinii undei purtătoare a fost primul sistem utilizat, fie în radiotelegrafie (CW), fie în radiotelefonie (AM). Primele transmisii de televiziune au fost, de asemenea, în AM, apoi completate cu metode de reducere a benzii (reducerea unei benzi laterale) și apoi prin adăugarea unei sub-purtătoare de transmisie color.
Transmisiile benzii „FM” folosesc modulația de frecvență pentru canalul mono și un purtător secundar pentru transmiterea sunetului stereofonic și a datelor „ RDS ”.
Modemurile din rețelele de acasă sau de afaceri combină modulații analogice și digitale ale unui subpurtător pentru a transporta date.
Când mai multe informații sau semnale independente trec prin același canal, folosind diverse modulații sau sub-purtători, vorbim despre un „sistem de modulație”.
Astfel, în televiziune, sunetul este transmis prin modulația amplitudinii unei prime purtătoare, imaginea prin modulația redusă a amplitudinii benzii laterale pe o purtătoare principală și componenta de culoare prin modulația de frecvență sau de fază. Vom vorbi apoi despre un sistem PAL de exemplu
Procesul de modulare poate include transmisii multiplexate printr-un mediu de propagare comun, adică transmisii simultane ale diferitelor mesaje având spectre disjuncte în timpul propagării.
Un tip de multiplexare este multiplexarea prin diviziune de frecvență, un proces în care fiecare mesaj modulează o purtătoare de înaltă frecvență, iar toate purtătoarele sunt transmise simultan prin același mediu.
Un exemplu de multiplex este transmisia de televiziune analogică prin satelit: fiecare canal este modulat în frecvență de semnalul video, care conține atât o sub-purtătoare a sistemului de culori (PAL în Europa), cât și un multiplex al sub-purtătorilor diferitelor Programe de sunet TV și radio.
Acronimele internaționale utilizate în standarde și agenții de frecvență sunt utilizate în cele ce urmează. Unele acronime franceze echivalente există și sunt indicate.
În modulația analogică, modulația este aplicată purtătorului sau sub-purtătorilor proporțional cu semnalul care trebuie transmis, modificând amplitudinea sau argumentul undei sinusoidale.
Modulațiile de frecvență și de fază modifică argumentul (sau unghiul) undei sinusoidale. Unda rezultată păstrează o amplitudine constantă, permițând utilizarea amplificatoarelor neliniare și reducând influența tulburărilor aditive (zgomot, impulsuri și interferențe).
Multe scheme complexe care combină modulații analogice au fost dezvoltate pentru nevoi specifice. Astfel, modulația analogică a doi purtători de cvadratură este utilizată pentru transmiterea componentelor de culoare pe subpurtătorul sistemului PAL sau modulația simultană în fază și amplitudine în sistemul NTSC .
În modulația digitală, parametrii purtătorului, amplitudinii sau unghiului (argument) sunt comutați între mai multe valori discrete în funcție de codurile binare care trebuie transmise.
În funcție de numărul de niveluri posibile, un număr va fi adăugat în fața codului: astfel un 8xPSK corespunde comutării între valorile de fază 8, făcând posibilă transmiterea cuvintelor de 3 biți (8 valori) la fiecare timp de comutare.
Combinații mai complexe sunt utilizate pentru a optimiza randamentul față de lățimea de bandă. Astfel, combinația a două modulații de amplitudine și fază simultan pe aceeași purtătoare face posibilă dublarea ratei de biți. Numele sunt complexe și numeroase, combinând un număr care definește numărul stărilor posibile și literele modulațiilor individuale utilizate. De exemplu, 8x QPSK are 8 stări (2 3 ) și face posibilă transmiterea a 3 biți simultani prin modularea a doi purtători în cuadratură.
Cazuri speciale sunt frecvent utilizate pentru a obține anumite avantaje precise: astfel MSK sau tastarea cu schimbare minimă este o modulație digitală a frecvenței cu indicele de modulație precis și cu lățimea spectrală minimă.
Dacă un subpurtător este modulat și apoi modulează un purtător, numele devin și mai complicate: Astfel AFSK este o modulație de frecvență a unui subpurtător. Modulația AFSK-PM combină modulația de fază a unui purtător printr-un subpurtător modulat în frecvență.
Un alt tip de modulație complexă este OFDMA , utilizat în ultimele generații de rețele mobile , care combină multiplexarea în frecvență (mii de subpurtători ortogonali ), multiplexarea în timp și modulația independentă a fiecărui subpurtător în QPSK sau în QAM .