Základní pojmy z teorie přenosu

1. Základní pojmy z teorie přenosu

Sdělovací (telekomunikační) technika má za úkol umožnit lidem výměnu informací přes taková prostředí, která nemohou běžně překlenout pomocí základních smyslových schopností, umožnit výměnu informací mezi člověkem a strojem na zpracování informací a umožnit výměnu informací mezi stroji.

Pojem informace chápeme ve sdělovací technice jako odraz reálného světa vyjádřený formou zprávy, která je vytvářena zdrojem zprávy. Každou zprávu můžeme rozložit na prvky (elementy) zprávy. Tak např. zpráva, vyjádřená českým textem, může být složena jen z jednoznačně omezeného počtu prvků, tj. písmen, číslic a interpunkčních znamének, což dohromady tvoří tzv. abecedu zdroje zpráv. Takovou zprávu pak nazýváme nespojitou čili diskrétní zprávou.

Naproti tomu analogová (spojitá) zpráva je tvořena souhrnem prvků zprávy vybíraných z neomezeného počtu možných prvků (všechny možné okamžité hodnoty spojitě se měnící fyzikální veličiny, např. teploty, napětí, proudu apod.).

Zdroji analogových či diskrétních zpráv jsou buď lidé nebo stroje na zpracování informací. Zpráva může být pomocí různých fyzikálních principů zaznamenávána na tzv. záznamové médium (nosič). Na informaci produkovanou zdrojem zprávy čeká příjemce zprávy, který ji může obdržet buď přepravou zprávy (fyzické přemístění na záznamovém médiu), nebo přenosem zprávy, při kterém je zpráva přeměna na signál. Signálem tedy obecně rozumíme zprávu přeměnou do konkrétní fyzikální formy, která je vhodná pro její přenos určitým prostředím. V telekomunikační technice rozlišujeme signály akustické, optické a elektrické.

Aby měl přenos zpráv v reálných sdělovacích systémech nějaký smysl, musí mít zpráva vždy náhodný charakter. Příjemce zprávy sice musí předem znát, jaké zprávy mohou být ze zdroje vůbec vysílány, ovšem neví, která zpráva z množiny možných zpráv bude skutečně vyslána. Kromě obsahové stránky nese v sobě každá zpráva i určité množství informace, které se hodnotí pomocí pravděpodobnosti jejího obdržení. Přitom formálně shodná zpráva může obsahovat v závislosti na situaci (čas, místo apod.) různé množství informace.

Zpráva o velmi pravděpodobném jevu nese v sobě tedy málo informace, a naopak zpráva o málo pravděpodobném jevu obsahuje velké množství informace.

Jednotkové množství informace je 1 shannon se zkratkou Sh. Průměrné množství informace připadající na jeden prvek zprávy (tzv. entropie) je dáno vztahem:

[Sh]

kde s je počet prvků abecedy zdroje, z nichž každý má stejnou pravděpodobnost výskytu. V obecném případě nemusí však mít všechny prvky abecedy zdroje stejnou pravděpodobnost, takže se pro výpočet entropie musí užít jiného jiného vzorce.

Základním technickým předpokladem pro vytvoření informačního systému je realizace tzv. sdělovacího či telekomunikačního spoje. I pro obecné vysvětlení tohoto pojmu se však neobejdeme bez základních definic: