Kommunikaatiojärjestelmiä

Kommunikaatiojärjestelmiä ovat laitteistojen ja ohjelmistojen muodostamia kokonaisuuksia, joiden tarkoituksena on tiedon siirtäminen lähettäjän ja vastaanottajan välillä. Ne hyödyntävät erilaisia fyysisiä siirtokeinoja, kuten sähkömagneettisia signaaleja, valokuituyhteyksiä tai radioliikennettä sekä erilaisia koodaus- ja protokollakerroksia.

Perusosat ovat lähettävä pää, kanava ja vastaanottava pää. Tiedon muotoa muutetaan, moduloidaan ja koodataan oikeanlaisen siirron toteuttamiseksi, ja käytetään virheenkorjausta sekä multiplexointia kanavan hyödyntämiseksi. Rajapinnat ja protokollakerrokset määrittelevät, miten laitteet kommunikoivat sekä miten tiedot pakataan, siirretään ja tulkitaan.

Järjestelmiä on sekä analogisia että digitaalisia, sekä langallisia että langattomia. Langallisia esimerkkejä ovat Ethernet-verkot ja valokuituyhteydet; langattomia esimerkkejä ovat Wi‑Fi, mobiiliverkko, Bluetooth sekä satelliittiyhteydet. Nämä muodostavat sekä yksittäisiä yhteyksiä että laajempia verkkoja, kuten LAN- ja WAN-verkot.

Suunnittelussa kiinnitetään huomiota kapasiteettiin (bittinopeus), viivästykseen, viiveen vaihteluun, virheenkorjausmenetelmiin ja signaalin häiriöihin. Opitut käsitteet kuten kanavakapasiteetti ja spektritehokkuus auttavat arvioimaan järjestelmän suorituskykyä. Verkkoihin liittyy myös viestintäprotokollia ja standardeja.

Protokollakerrosten tasoja kuvaa OSI-malli (seitsemän kerroksen malli) sekä käytännön Internetissä TCP/IP-malli. Tunnukset kuten IEEE 802.X -standardit ja ITU sekä ISO/IEC määrittelevät ratkaisuja kuten fyysistä kerrosta ja datalinkkatasoa sekä mobiiliteknologioita (esim. 2G–6G).

Sovelluksia ovat puhe sekä tietoliikenne- ja videoyhteydet sekä teollisuuden ohjaus ja IoT-laitteiden tiedonsiirto.